[发明专利]一种链锯网割掘进机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种链锯网割掘进机及其施工方法，解决了现有技术中隧道开挖设备成本高、适用性不佳的问题。本发明包括行走装置、出渣装置和切割装置，所述切割装置包括变幅机构、三维运动机构和切割头，三维运动机构的一端通过变幅机构与行走装置相连接、另一端连接有切割头，切割头与出渣装置相对应。本发明采用链式切割进行隧道开挖和掘进，其采用了一种将隧道切割成块的开挖理念，能量利用率高、对周边土体扰动小、扬尘等污染少、总体成本低。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种链锯网割掘进机及其施工方法。

背景技术

在隧道施工技术领域，目前常用的机械化施工方式，如盾构机、TBM等，均是将所需开挖的岩土完全破碎，并排出，这种开挖和掘进方式成本高，能量利用率低。

本发明提出一种链锯网割掘进机及其施工方法，采用链式切割方式进行隧道开挖和掘进。类似的链式切割技术的应用有石材开采领域的“链臂锯”（如专利号为201310408793 .6 的一种自行式将煤层纵向切割成块煤的锯煤机及其切割方法）、隧道开挖领域的“预切槽机”（如专利号为201620108081.1的一种一次成型折叠无尘自动切槽机）等，链臂锯只能进行横平竖直切割，不能进行环形、仿形切割，不够灵活；预切槽机一般只能进行环形切割，无法进行横平竖直切割，而且其环形切割的轮廓大小比较受限，一台设备无法胜任不同断面形状和大小的隧道开挖。因此改变现有传统开挖设备，就需要设计一种适用多种开挖断面的新型掘进机，以降低成本、提高开挖效率。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种链锯网割掘进机及其施工方法，解决了现有技术中隧道开挖设备成本高、适用性不佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种链锯网割掘进机，包括行走装置、出渣装置和切割装置，所述切割装置包括变幅机构、三维运动机构和切割头，三维运动机构的一端通过变幅机构与行走装置相连接、另一端连接有切割头，切割头与出渣装置相对应。

所述变幅机构包括平行四边形机构和伸缩油缸，平行四边形机构的一端与行走装置铰接、另一端与三维运动机构铰接，伸缩油缸的一端与行走装置铰接、另一端与平行四边形机构铰接，平行四边形机构通过伸缩油缸带动三维运动机和切割头构上下平动。

所述三维运动机构包括依次连接的水平运动机构、竖直运动机构和轴向运动机构，切割头设置在轴向运动机构上；竖直运动机构与水平运动机构滑动连接，轴向运动机构与竖直运动机构滑动连接，轴向运动机构推动切割头进行轴向运动。竖直运动机构带动轴向运动机构沿水平运动机构进行水平运动，轴向运动机构带动切割头沿竖直运动机构进行竖直运动，轴向运动机构带动切割头进行掘进动作。

所述水平运动机构包括水平轨道和后端回转装置，水平轨道与变幅机构固定连接，后端回转装置与水平轨道滑动连接；所述竖直运动机构包括竖直轨道，竖直轨道与后端回转装置固定连接；所述轴向运动机构包括推动油缸和固定座，推动油缸的一端与固定座相连接、另一端设有切割头，固定座滑动连接在竖直轨道上。

所述切割头包括前端回转装置、链臂和链条式刀具，前端回转装置与三维运动机构相连接，前端回转装置上设有链臂驱动装置和链条驱动装置，链臂与链臂驱动装置相连接，链条式刀具设置在链臂上且与链条驱动装置相连接。

所述链条式刀具上设有用于将渣土排出到出渣装置的清渣器；所述链臂上连接有润滑系统和冷却系统。

所述行走装置包括履带式底盘，履带式底盘上设有主控室。

一种链锯网割掘进机的施工方法，步骤如下：

S1：链锯网割掘进机通过履带式底盘和变幅机构的驱动使链臂和链条式刀具运动到距离隧道掌子面合适的位置；

S2：链条式刀具在链条驱动装置的作用下，对掌子面先进行隧道外轮廓切割，隧道外轮廓大于隧道设计轮廓，然后对隧道外轮廓内的掌子面进行网格分切；