[发明专利]一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机

说明书

本发明公开了一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机，包括：插刀板、主机机架、钻劈模块、出渣系统和喷锚支护系统，其中插刀板设置在主机机架的外周，主机机架内分割有多个窗格，各窗格内均设置一个钻劈模块，窗格内设有用于控制钻劈模块伸缩的主机伸缩模块，该窗格式钻劈模块具备结构简单、安全高效的优势，通过采用各个窗格中的钻劈模块能够多单元同时切削，工作效率较高。

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，特别涉及一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机。

背景技术

盾构机以其自动化程度高、施工安全度高、施工进度快、污染小、成本低等优势得到广泛应用。随着盾构技术的发展，盾构隧道向着尺寸大、异形端面等复杂断面发展，因此对盾构机的适应性提出了更高的要求。

目前超大异形断面隧道的施工方法主要有钻爆法、台阶法、盾构法、箱涵法、管幕法等。

钻爆法、台阶法等非全断面开挖方法，由于施工过程复杂，导致工序时间过长、围岩长期暴露，沉降难控制，且爆破开挖时对围岩影响大、施工周期长、安全风险大。

箱涵法需要在现场先期制作一个与隧道断面一样大的钢筋混凝土箱涵，再用油缸将箱涵顶入土体，由于受到场地的限制，且箱涵顶进时外壁与土体之间摩擦力巨大，所以箱涵顶进的长度受到限制。

管幕法施工时，现在土体内通过顶管法顶入多根钢管，钢管之间相互连接，用锁扣锁住，并在锁扣处灌浆，从而形成地下管幕，一般施工长度也有限，且工艺复杂效率较低。

因此，如何提供一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种异形全断面掘进机，能够适应于硬岩地层异形断面施工，且结构简单、工作效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机，包括：

插刀板，用于顶紧开挖面；

主机机架，所述插刀板设置在所述主机机架的外周，所述主机机架内分割有多个窗格；

钻劈模块，各所述窗格内均设置一个所述钻劈模块，所述窗格内设有用于控制所述钻劈模块伸缩的主机伸缩模块；

出渣系统，用于将所述钻劈模块劈裂下的岩块输送出去；

喷锚支护系统，用于对挖完后的隧道面进行支护。

优选地，所述钻劈模块包括钻孔装置和劈裂棒，所述钻孔装置用于以预设角度在开挖面打孔，所述劈裂棒用于伸入所述钻孔装置打的孔中并将岩块胀裂。

优选地，所述主机伸缩模块上朝向开挖面的一侧设有竖向滑轨，所述钻劈模块通过横向滑轨连接在安装座上，所述安装座滑动连接在所述竖向滑轨上。

优选地，所述出渣系统包括主机出渣模块和洞内连续出渣模块，所述主机出渣模块用于将所述钻劈模块劈裂下的岩块输送至所述洞内连续出渣模块。

优选地，所述主机出渣模块包括接渣板、主机窗格运输装置和横向运渣通道以及斜坡通道，所述钻劈模块劈裂下的岩块由接渣板滑落至所述主机窗格运输装置，所述主机窗格运输装置将岩块输送至横向运渣通道，所述横向运渣通道再将岩块输送至所述斜坡通道，最后落入所述洞内连续出渣模块。

优选地，还包括撑紧机构，所述撑紧机构用于撑紧洞壁，所述撑紧机构上的推进油缸用于将所述主机机架向前推进。

优选地，还包括后配套模块，所述喷锚支护系统包括锚杆钻机和钢拱架拼装机以及喷射混凝土设备，所述锚杆钻机和所述钢拱架拼装机安装在所述撑紧机构上，所述喷射混凝土设备安装在后配套模块上。