[实用新型]硬岩掘进装置

说明书

本实用新型提供了一种硬岩掘进装置，该装置包括：刀盘；旋转轴，设置于刀盘的第一面；驱动装置，与旋转轴相连接，用于通过旋转轴驱动刀盘旋转；刀具，设置于刀盘的与第一面相对的第二面，用于切割岩石；辅助机构，设置于刀盘，用于辅助刀具切割岩石。本实用新型中，通过辅助机构辅助刀具切割岩石，能够有效地对岩石进行切割，提高了硬岩掘进装置的破岩能力，避免了刀具的损耗，延长了刀具的使用寿命，进而减少了刀具的更换次数，大大提高了破岩效率和施工效率，尤其是对于高强度岩石，更能够高效地切割岩石。

技术领域

本实用新型涉及硬岩掘进技术领域，具体而言，涉及一种硬岩掘进装置。

背景技术

在硬岩掘进领域，常用的破岩装置是盾构机(TBM)。由于盾构机掘进效率高，而且安全性远远高于钻爆法开挖，所以越来越多的山岭隧道均采用盾构机进行施工。但是，当遇到高强度岩石，如花岗岩、大理石等，盾构机的破岩能力下降，则掘进效率明显下降，刀具损耗快，需要频率更换刀具，使得利用率降低。据测算，刀具的损耗费用约占施工成本的30％，刀具检查和更换造成盾构机停机的时间占施工总时间的15％，可见，刀具损耗在施工成本中占有很大比例，刀具检查和更换对设备的利用率也有很大的影响。

盾构机的破岩能力主要受刀间距和刀具承载能力的影响。一般而言，受到刀盘结构形式的制约，最小刀间距大约在65mm左右。刀具的结构和体积限制了刀具内部轴承的形式和尺寸，刀具轴承的尺寸直接制约着刀具的承载能力，目前刀具的承载能力约315kN。在现有刀间距和承载能力的限制条件下，盾构机在应对强度为200MPa以上的岩石时容易出现破岩能力不足、刀具损耗块、刀具更换频率增加、设备利用率下降的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种硬岩掘进装置，旨在解决现有技术中盾构机在遇到高强度岩石时易出现破岩能力下降、刀具损耗块且利用率低的问题。

本实用新型提出了一种硬岩掘进装置，该装置包括：刀盘；旋转轴，设置于刀盘的第一面；驱动装置，与旋转轴相连接，用于通过旋转轴驱动刀盘旋转；刀具，设置于刀盘的与第一面相对的第二面，用于切割岩石；辅助机构，设置于刀盘，用于辅助刀具切割岩石。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，辅助机构用于通过降低岩石的硬度以辅助刀具切割岩石。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，在刀盘的旋转方向上，辅助机构置于刀具的前部。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，刀盘的截面呈圆形，刀具与辅助机构处于同一个圆周上且间隔预设距离。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，辅助机构包括：毫米波发生装置，设置于刀盘的第一面，用于产生毫米波；喷射头，设置于刀盘的第二面；波导管，波导管的第一端与毫米波发生装置相连接，波导管穿设于刀盘，并且，波导管的第二端与喷射头相连接；其中，喷射头用于向岩石喷射毫米波。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，辅助机构还包括：隔离器，设置于波导管上且靠近毫米波发生装置，用于对毫米波进行除杂。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，辅助机构还包括：阻挡件，设置于波导管的内部且靠近喷射头，用于输送毫米波且防止杂物进入波导管。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，刀盘的截面呈圆形；刀具与辅助机构形成一个切割组，切割组为多个，各切割组在刀盘上沿刀盘的圆周方向均匀分布。

进一步地，上述硬岩掘进装置中，各切割组沿刀盘的径向由刀盘的中心向边缘处均匀分布以形成一个切割列；切割列为多个，各切割列在刀盘上沿刀盘的圆周方向均匀分布。