[发明专利]一种用于隧道施工的破障装置及破障方法

权利要求书

1.一种用于隧道施工的破障装置，其特征在于，包括：

用于断面掘进的隧道掘进机；

水射流系统，所述水射流系统用于加固地基以及用于切割障碍物；

激光系统，所述激光系统用于高温弱化障碍物；

用于检测所述隧道掘进机的掘进参数的传感器，若掘进参数在预设范围内则所述隧道掘进机工作；

用于检测掌子面以获取障碍物的类型的拍摄图像的视觉系统，若所述传感器检测到掘进参数超过预设范围，则所述视觉系统启动并获取障碍物类型，当所述障碍物为钢筋混凝土结构时，则启动所述水射流系统加固地基，再关闭所述水射流系统并启动所述激光系统辐射钢筋混凝土结构至钢筋混凝土结构达到所述隧道掘进机切削要求，再关闭所述激光系统并启动所述隧道掘进机；

若所述传感器检测到掘进参数超过预设范围，则所述视觉系统启动并获取障碍物类型，当所述障碍物为岩石时，则启动所述激光系统高温弱化岩石，然后启动水射流系统破碎岩石达到所述隧道掘进机切削要求后关闭所述激光系统和所述水射流系统并启动所述隧道掘进机。

2.根据权利要求1所述的破障装置，其特征在于，所述隧道掘进机包括：盾体和安装在所述盾体上用于掘进的刀盘，所述刀盘上设置有刀具；所述掘进参数为所述刀盘的扭矩。

3.根据权利要求2所述的破障装置，其特征在于，所述水射流系统包括射流喷嘴和用于对所述射流喷嘴提供高压液体的高压泵站，所述射流喷嘴角度可调的安装在所述刀盘上。

4.根据权利要求3所述的破障装置，其特征在于，所述激光系统包括激光发生器和与所述激光发生器相连用于发射激光的激光头，所述激光头角度可调的安装在所述刀盘上。

5.一种用于隧道施工的破障方法，其特征在于，包括步骤：

S1：检测隧道掘进机的掘进参数，并判断是否在预设范围内，当在预设范围内时所述隧道掘进机工作；

S2：若掘进参数超过预设范围时，则判断障碍物类型，当障碍物为钢筋混凝土结构时则执行步骤S21-步骤S23，当障碍物为岩石时则执行步骤S31-步骤S33；

S21：启动水射流系统加强破障部位周边地基，直至地基达到要求，关闭水射流系统；

S22：获取掌子面的钢筋混凝土结构的图像信息，调整激光系统对准钢筋混凝土结构，调节激光发生器的功率和辐射时间并启动激光系统直至钢筋混凝土结构熔化或熔断，待钢筋混凝土结构切割达到隧道掘进机切削要求后关闭激光系统；

S23：启动隧道掘进机对钢筋混凝土结构切削直至排出障碍物；

S31：获取掌子面的岩石的图像信息，启动激光系统对掌子面进行高温预处理；

S32：开启水射流系统，对激光辐射过的岩石进行低温冲击，判断岩体是否已达到隧道掘进机的切削要求，若没有达到则返回步骤S31，直至达到隧道掘进机的切削要求；

S33：启动隧道掘进机对钢筋混凝土结构切削直至排出障碍物。