[实用新型]机械-水力联合破岩的TBM掘进装备

说明书

本实用新型公开了一种机械‑水力联合破岩的TBM掘进装备。它包括刀盘，旋转驱动，推进油缸，水刀旋转调节部和水力截割滚刀刀具；所述水力截割滚刀刀具沿周向布置于所述刀盘上；所述水刀旋转调节部位于所述旋转驱动前部；所述外机架位于所述旋转驱动外侧；有外机架上撑靴位于所述外机架后方；有后支撑和水仓位于所述外机架上撑靴后方，所述后支撑位于所述外机架上撑靴与所述水仓之间；有水刀外接水管道设于所述水仓上，水仓和水力截割滚刀刀具通过水刀外接水管道和水刀旋转调节部连通。本实用新型具有贯入度合适，破岩效率较高，破岩能耗较少的优点。

技术领域

本实用新型涉及隧道及地下工程领域，特别涉及复杂地质条件TBM隧道施工领域。更具体地说它是机械-水力联合破岩的TBM掘进装备。

背景技术

传统TBM采用机械滚刀破岩，TBM滚刀在破岩时往往具有三种状态，即贯入度过小、贯入度合适和贯入度过大。

在一定的滚刀间距条件下，贯入度过小时，刀盘下方产生的裂纹会向破岩自由面(掌子面)上拓展并形成三角形的岩石渣片，亦或者两相邻滚刀所产生的水平向裂纹无法交汇，滚刀之间的岩脊无法被切削破坏，需要多次重复破岩才能达到良好的破岩效果，但此方法会造成破岩能耗增加，影响破岩效率；

在一定的滚刀间距条件下，贯入度过大时，相邻滚刀间的岩石被切削成细小的岩石渣片、颗粒甚至粉末，岩石被过度破碎，造成了能耗的增加和刀具磨碎；

合适的贯入度应该在一定滚刀间距条件下，以最小的能耗和机构磨损，形成最大的破岩范围。

传统机械常截面盘形滚刀破岩贯入度由TBM参数确定，针对不同的掌子面岩性种类会做出调整，但是每次只能针对一种掌子面的岩石进行调整，由于底层地质复杂，各种岩性的岩石交错布置，使用传统机械进行破岩，效率低、破岩能耗大、易磨损滚刀；且由于施工过程中很难找到合适的TBM贯入度，所以容易造成TBM切削能量的损耗和刀盘的磨损。

现有TBM破岩方法中采用的常规滚刀结构，第一种破岩方式为：采用普通滚轮式滚刀破岩；第二种破岩方式为：在TBM刀盘空白位置上随机打孔案装水射流结构，使水射流结构与普通滚轮式滚刀间隔布置，采用水力和机械联合破岩；

但是采用上述第一种破岩方式进行破岩，破坏岩石所需最大力较大，且易磨损滚刀，破岩效率较低；

采用上述第二种破岩方式进行破岩，如申请号为：201310188881.X，专利名称为《高压水射流在掘进机刀盘中的布置方法与结构》；其在传统TBM刀盘主体结构形式基础上，在TBM刀盘的空白位置随机布置若干高压水喷嘴，具有提高TBM的破岩效率，降低刀盘温度，对环境防尘降温；但是，由于其需在TBM刀盘上专门开设安装高压水刀的开孔，结构复杂，随机对机械滚刀进行降温，并不具有针对性，由于其处于常开状态，易造成水资源浪费，破岩能耗较高，且达不到预计效果。

如申请号为CN105736006A，专利名称为《高压水射流全断面岩石掘进机刀盘设计方法》，实用新型人霍军周、朱冬等改变了传统圆形刀盘的形状，采用两个十字形辐条布局，通过四辐条上水射流的冲击以及刀具的旋转挤压来进行岩石破碎，降低了破岩能耗；但是其对传统TBM刀盘的改动较大，成本较高，不利于实现及应用。

随着社会的日益发展，隧道及地下工程对TBM的使用需求越来越高；因此，现亟需开发一种破岩效率较高、破岩能耗较少、机械磨损较低的破岩TBM掘进装备。

发明内容

本实用新型目的是为了提供一种机械-水力联合破岩的TBM掘进装备，结构简单，破岩效率较高，破岩能耗较少；机械磨损较低，有利于提高工程进度和降低工程成本。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：机械-水力联合破岩的TBM掘进装备，其特征在于：包括刀盘，旋转驱动，推进油缸，水刀旋转调节部和水力截割滚刀刀具；

所述水力截割滚刀刀具沿周向布置于所述刀盘上；