一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法及應(yīng)用該方法的非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法及應(yīng)用該方法的非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)，該方法主要包括：步驟1：挖掘刀盤在挖掘區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域；步驟2：挖掘刀盤變軌，按步驟1繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域；步驟3：重復(fù)完成若干次步驟2，形成若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域，由若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連而成的第一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；步驟4：挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，順次完成步驟1、步驟2及步驟3，形成下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；步驟5：重復(fù)完成若干次步驟4，形成若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連完成整體掘進(jìn)區(qū)域的面掘進(jìn)工作。本發(fā)明能減少正面的阻力，便于簡(jiǎn)化整體掘進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法及應(yīng)用該方法的非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明具體涉及一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法及應(yīng)用該方法的非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道掘進(jìn)機(jī)是城市地鐵建設(shè)和管廊施工建設(shè)中速度快、質(zhì)量好、安全性能高的先進(jìn)技術(shù)裝備。采用隧道掘進(jìn)機(jī)施工的區(qū)間隧道，可以做到對(duì)土體弱擾動(dòng)，不影響地面建筑物和交通，減少地上、地下的大量拆迀。這種設(shè)備的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，在各國(guó)地下工程領(lǐng)域均具有十分廣闊的前景。
[0003]隧道掘進(jìn)機(jī)是非開挖隧道施工的主要裝備，其掘進(jìn)方法是:采用直徑略大于機(jī)外徑的大刀盤旋轉(zhuǎn)挖掘，大刀盤均布多把挖土刀具，同步“吃土”，其土渣經(jīng)由土倉(cāng)、通過輸送機(jī)械運(yùn)出至地表，此傳統(tǒng)方法的技術(shù)特征是多刀同面、同步旋挖、強(qiáng)力頂推、強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)、土倉(cāng)平衡、輸送運(yùn)土。
[0004]現(xiàn)有非開挖隧道掘進(jìn)裝備，通常采用直徑略大于個(gè)截面的大刀盤旋挖掘進(jìn)，多有土倉(cāng)，在整個(gè)刀盤扭動(dòng)時(shí)，需要巨大的驅(qū)動(dòng)矩扭力和巨大的掘進(jìn)推力，令整個(gè)旋挖掘進(jìn)過程中存在能耗大和掘進(jìn)速度低等缺陷，且對(duì)不同地質(zhì)工況的適應(yīng)能力有限，挖掘過程中遇到硬質(zhì)巖石往往需要停工爆破，影響交付工程。為此，為了提升掘進(jìn)速度、適應(yīng)快速推進(jìn)的隧道掘進(jìn)設(shè)備，有必要對(duì)設(shè)備的掘進(jìn)方法進(jìn)行改進(jìn)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，可適應(yīng)小推力掘進(jìn)機(jī)，刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩小，能耗小，掘進(jìn)速度快，便于簡(jiǎn)化整體掘進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明描述的一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:它采用可相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤進(jìn)行掘進(jìn)，該挖掘方法將掘進(jìn)區(qū)域分為若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，所述若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域拼接為整體掘進(jìn)區(qū)域；
該方法包括以下步驟:
步驟1:挖掘刀盤在挖掘區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域；步驟2:挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，按步驟I繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域；
步驟3:重復(fù)完成若干次步驟2，形成若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域，由所述若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連而成的第一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；
步驟4:挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，順次完成步驟1、步驟2及步驟3，形成下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；
步驟5:重復(fù)完成若干次步驟4，形成若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，所述若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連完成整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
[0008]在具體的掘進(jìn)施工過程中，合理設(shè)置中間掘進(jìn)區(qū)域的密度，是完全可以在完成上述步驟5后實(shí)現(xiàn)整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
[0009]如完成上述步驟5后，如所有中間掘進(jìn)區(qū)域相連仍存在遺漏區(qū)域而未能完成整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作，則按步驟I或者按步驟I和步驟2的組合，通過一個(gè)或若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域?qū)z漏區(qū)實(shí)現(xiàn)按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量進(jìn)行補(bǔ)充行程量的面掘進(jìn)工作。
[0010]本發(fā)明所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其可通過三種刀具實(shí)現(xiàn):
1、所述挖掘刀盤為沖擊錘，所述的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域形成過程中，沖擊錘通過撞擊完成對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn);在步驟2中，沖擊錘在完成上一步驟的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域挖掘后，退回并變軌再進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的掘進(jìn)。期間，沖擊錘通過來回反復(fù)撞擊完成對(duì)同一的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)，每一次對(duì)該點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行撞擊后沿反方向退回，再進(jìn)行下一次的撞擊動(dòng)作。
[0011]2.挖掘刀盤為具有端面切削刃的切削刀具，該切削刀具通過端面刃對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削，該切削刀具完成對(duì)前一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的切削動(dòng)作后，反向退回，再變軌前行對(duì)后一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行切削動(dòng)作。
[0012]3.所述挖掘刀盤為具有雙面刃的切削刀具，該切削刀具通過端面的刀刃完成對(duì)第一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削動(dòng)作后，直接變軌對(duì)后續(xù)的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域通過側(cè)面的刀刃進(jìn)行側(cè)面銑削動(dòng)作。
[0013]本發(fā)明所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其在具體實(shí)施過程中，對(duì)于中間掘進(jìn)區(qū)域的形成可采取下述兩種形式:
1.所述步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌，步驟3及步驟4中形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成環(huán)形掘進(jìn)區(qū)域;所述步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌。
[0014]2.所述步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌，步驟3及步驟4中形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成徑向的線形掘進(jìn)區(qū)域；所述步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌。
[0015]進(jìn)一步來說，基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，在具體的施工過程中，可以就具體步驟進(jìn)行細(xì)化:在步驟2中形成的下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域與上一步驟的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連接;在步驟4中形成的下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域與上一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連接。
[0016]另外地，上述任一技術(shù)方案所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，該挖掘刀盤的一次進(jìn)給掘進(jìn)面小于掘進(jìn)機(jī)半徑，更有利于是實(shí)現(xiàn)小區(qū)域形成整體掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)以更小的挖掘力快速完成隧道截面的掘進(jìn)。
[0017]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)，它包括機(jī)頭，機(jī)頭上安裝可相對(duì)于機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤，所述挖掘刀盤按照上述任一技術(shù)方案所述的掘進(jìn)方法完成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用可相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤進(jìn)行掘進(jìn)，并將掘進(jìn)區(qū)域分為若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，通過由點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域形成中間掘進(jìn)區(qū)域，再由中間掘進(jìn)區(qū)域形成最終整體掘進(jìn)面的全面掘進(jìn)，形成點(diǎn)環(huán)面或者點(diǎn)線面的掘進(jìn)方法，改善傳統(tǒng)笨重大刀盤多刀同步旋挖掘進(jìn)的缺陷，減少正面的阻力和刀盤旋轉(zhuǎn)動(dòng)力下降，可適應(yīng)小推力掘進(jìn)機(jī)，刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩小，能耗小，掘進(jìn)速度快，便于簡(jiǎn)化整體掘進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)整體輕量化、大幅度地節(jié)能減排，有效解決原有存在掘進(jìn)推力大，刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩大，能耗大，掘進(jìn)速度低等缺陷。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明最佳實(shí)施例的掘進(jìn)軌跡示意圖。
[0021 ]圖2是本發(fā)明第二種實(shí)施例的掘進(jìn)軌跡示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明所述挖掘刀盤的驅(qū)動(dòng)原理示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明所述挖掘刀盤在隧道掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明描述的一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，它為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，它采用可相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤進(jìn)行掘進(jìn)，該挖掘方法將掘進(jìn)區(qū)域分為若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域拼接為整體掘進(jìn)區(qū)域；
該方法包括以下步驟:
步驟1:挖掘刀盤在挖掘區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域，期間，如挖掘刀盤未能在一次吃刀的情況下完成掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，那么，該挖掘刀盤可在該點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域施行多次掘進(jìn)，直至完成掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，再進(jìn)入下一步驟。
[0027]步驟2:挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，然后按步驟I繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成與上一步驟的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連接的下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域；
步驟3:重復(fù)完成若干次步驟2，形成若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域，由所述若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連而成的第一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；
步驟4:挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，順次完成步驟1、步驟2及步驟3，形成與下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域與上一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連接的下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域；
步驟5:重復(fù)完成若干次步驟4，形成若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，所述若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連完成整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
[0028]在具體的掘進(jìn)施工過程中，合理設(shè)置中間掘進(jìn)區(qū)域的密度，是完全可以在完成上述步驟5后實(shí)現(xiàn)整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
[0029]如完成上述步驟5后，如所有中間掘進(jìn)區(qū)域相連仍存在遺漏區(qū)域而未能完成整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作，則按步驟I或者按步驟I和步驟2的組合，通過一個(gè)或若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域?qū)z漏區(qū)實(shí)現(xiàn)按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量進(jìn)行補(bǔ)充行程量的面掘進(jìn)工作。
[0030]本實(shí)施例中，對(duì)于中間掘進(jìn)區(qū)域的形成可采取下述施工形式:上述步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌，該圓周方向除了圖I所示的同一圓周方向，還可實(shí)現(xiàn)不同半徑的圓周變軌或者是周向的“Z”型變軌，使得步驟3及步驟4中最終形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成環(huán)形掘進(jìn)區(qū)域;此時(shí)，與圓周方向變軌方式配合，步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌，以此形成了形成點(diǎn)、環(huán)、面的掘進(jìn)方法，形成環(huán)狀覆蓋的形式進(jìn)而構(gòu)成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域的掘進(jìn)。
[0031]另外地，上述任一技術(shù)方案所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，該挖掘刀盤的一次進(jìn)給掘進(jìn)面小于掘進(jìn)機(jī)半徑，更有利于是實(shí)現(xiàn)小區(qū)域形成整體掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)以更小的挖掘力快速完成隧道截面的掘進(jìn)。
[0032]本發(fā)明所述隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法的第二種實(shí)施例:
參見圖2所示，本實(shí)施例與上述最佳實(shí)施例的基本步驟一致，稍有不同的步驟3和步驟4的變軌形式，具體是:步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌，該逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌的形式不限于圖2所示的直線變軌形式，它還可以是在不同的半徑上實(shí)施變軌或者是徑向的“Z”型變軌，只要滿足是逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌即可，該變軌方式使得步驟3及步驟4中形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成徑向的線形掘進(jìn)區(qū)域;所述步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌，以此形成了形成點(diǎn)、線、面的掘進(jìn)方法，通過扇形覆蓋的形式進(jìn)而構(gòu)成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域的掘進(jìn)。
[0033]上述實(shí)施例中，還可以根據(jù)具體工況將整體掘進(jìn)區(qū)域(即隧道掘進(jìn)端面)分為每個(gè)為圓周方向一定度數(shù)(例如90度或者180度)的若干個(gè)分區(qū)域，按照上述的掘進(jìn)方法順次對(duì)各個(gè)分區(qū)域?qū)嵤┤婢蜻M(jìn)，最終完成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域的掘進(jìn)工作。
[0034]以上實(shí)施例所體現(xiàn)本發(fā)明所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其可通過三種刀具實(shí)現(xiàn):
1、挖掘刀盤為圓截面的沖擊錘，可使用地質(zhì)鉆探器械中的潛孔錘。所述的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域形成過程中，沖擊錘通過撞擊完成對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)，留下一個(gè)與沖擊錘直徑大小的掘進(jìn)坑。期間，沖擊錘通過來回反復(fù)撞擊完成對(duì)同一的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)(即俗稱的“吃土”)，每一次對(duì)該點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行撞擊后沿反方向退回，再進(jìn)行下一次的撞擊動(dòng)作。為了避免產(chǎn)生遺漏區(qū)域，沖擊錘的撞擊掘進(jìn)方式采用點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域部分疊合方式，即下一個(gè)的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域與上一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域部分重疊，多出的部分為月牙形構(gòu)成下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的實(shí)際掘進(jìn)(吃土 )部分。
[0035]2.該挖掘刀盤為具有端面切削刃的圓盤狀切削刀具，該切削刀具是在前端面設(shè)置切削刃，其切削原理是剪切力切削，該類切削刀具在機(jī)械刀具領(lǐng)域中是常用端面加工刀具，該刀具工作時(shí)是通過端面刃對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削。在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)施工時(shí)，該切削刀具完成對(duì)前一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的切削動(dòng)作后，留下一個(gè)與切削刀具直徑大小的掘進(jìn)坑，隨后反向退回，再變軌前行對(duì)后一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行切削動(dòng)作。期間，為了避免產(chǎn)生遺漏區(qū)域，切削刀具的掘進(jìn)方式采用點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域部分疊合方式，即下一個(gè)的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域與上一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域部分重疊，多出的部分為月牙形構(gòu)成下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的實(shí)際掘進(jìn)(吃土)部分。
[0036]3.所述挖掘刀盤為具有雙面刃的切削刀具，該類刀具在端面與側(cè)面均設(shè)置有刀刃，其切削原理是剪切力切削，通過端面刀刃對(duì)切削的正面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)擠壓切削，通過側(cè)面刀刃對(duì)切削區(qū)域進(jìn)行銑削，該類切削刀具在機(jī)械刀具領(lǐng)域中是常用機(jī)械加工刀具。在本掘進(jìn)方法中，該切削刀具通過端面的刀刃完成對(duì)第一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削動(dòng)作后，直接變軌對(duì)后續(xù)的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域通過側(cè)面的刀刃進(jìn)行側(cè)面銑削動(dòng)作。
[0037]上述掘進(jìn)方法，可通過如圖3所示的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)裝置包括繞掘進(jìn)機(jī)中軸旋轉(zhuǎn)的中心轉(zhuǎn)架2，中心轉(zhuǎn)架2上設(shè)置有縱向軸3，該縱向軸3上設(shè)置有可沿縱向軸3上下移動(dòng)的縱向驅(qū)動(dòng)件4，該縱向驅(qū)動(dòng)件4可為液壓油缸、氣缸、電動(dòng)升降器或者連桿機(jī)構(gòu)，該縱向驅(qū)動(dòng)件4上連接有用于驅(qū)動(dòng)挖掘刀盤前后移動(dòng)的進(jìn)給伸縮驅(qū)動(dòng)件5，挖掘刀盤隨著進(jìn)給伸縮驅(qū)動(dòng)件5的前后伸縮，可實(shí)現(xiàn)上述沖擊錘或具有端面切削刃的圓盤狀切削刀具在掘進(jìn)工作中的進(jìn)退動(dòng)作，或者實(shí)現(xiàn)將具有雙面刃的切削刀具輸送至掘進(jìn)區(qū)域。最后通過中心轉(zhuǎn)架
2、縱向軸3、縱向驅(qū)動(dòng)件4及進(jìn)給伸縮驅(qū)動(dòng)件5相互配合工作，即可實(shí)現(xiàn)上述最佳實(shí)施例的點(diǎn)、環(huán)、面或第二種實(shí)施例的點(diǎn)、線、面掘進(jìn)方法。
[0038]除了上述驅(qū)動(dòng)方法，一般機(jī)械設(shè)計(jì)人員或者是機(jī)械操作工，特別是機(jī)床的設(shè)計(jì)人員或者操作工，均可容易或者其他的驅(qū)動(dòng)方式，只要實(shí)現(xiàn)整體轉(zhuǎn)動(dòng)、在整體轉(zhuǎn)動(dòng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)、隨即在上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)前后伸縮進(jìn)給即可，這些都可以是常規(guī)常見的機(jī)械驅(qū)動(dòng)部件。
[0039]同時(shí)，基于上述掘進(jìn)方法，本發(fā)明還提供了一種非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)，它包括機(jī)頭6，機(jī)頭6上安裝可相對(duì)于機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤7，所述挖掘刀盤7按照上述任一技術(shù)方案所述的掘進(jìn)方法完成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。期間，挖掘刀盤7在進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的渣物(例如是泥土、碎石等)通過排渣管道8實(shí)行連續(xù)或間歇地向地表面排出。排渣管道8的排渣方式可通過螺桿、輸送帶或者是高壓氣流等方式進(jìn)行排渣。
[0040]綜上，本發(fā)明采用可相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤進(jìn)行掘進(jìn)，并將掘進(jìn)區(qū)域分為若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，通過由點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域形成中間掘進(jìn)區(qū)域，再由中間掘進(jìn)區(qū)域形成最終整體掘進(jìn)面的全面掘進(jìn)，形成點(diǎn)環(huán)面或者點(diǎn)線面的掘進(jìn)方法，改善傳統(tǒng)笨重大刀盤多刀同步旋挖掘進(jìn)的缺陷，減少正面的阻力和刀盤旋轉(zhuǎn)動(dòng)力下降，可適應(yīng)小推力掘進(jìn)機(jī)，刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩小，能耗小，掘進(jìn)速度快，便于簡(jiǎn)化整體掘進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)整體輕量化、大幅度地節(jié)能減排，有效解決原有存在掘進(jìn)推力大，刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩大，能耗大，掘進(jìn)速度低等缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:它采用可相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤進(jìn)行掘進(jìn)，該挖掘方法將掘進(jìn)區(qū)域分為若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，所述若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域拼接為整體掘進(jìn)區(qū)域； 該方法包括以下步驟: 步驟1:挖掘刀盤在挖掘區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域； 步驟2:挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，按步驟I繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的掘進(jìn)，形成下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域； 步驟3:重復(fù)完成若干次步驟2，形成若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域，由所述若干個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連而成的第一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域； 步驟4:挖掘刀盤在整體挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變軌，順次完成步驟1、步驟2及步驟3，形成下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域； 步驟5:重復(fù)完成若干次步驟4，形成若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域，所述若干個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連完成整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述挖掘刀盤為沖擊錘，所述的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域形成過程中，沖擊錘通過撞擊完成對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn);在步驟2中，沖擊錘在完成上一步驟的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域挖掘后，退回并變軌再進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的掘進(jìn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述沖擊錘通過來回反復(fù)撞擊完成對(duì)同一的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)，每一次對(duì)該點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行撞擊后沿反方向退回，再進(jìn)行下一次的撞擊動(dòng)作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述挖掘刀盤為具有端面切削刃的切削刀具，該切削刀具通過端面刃對(duì)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削，該切削刀具完成對(duì)前一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的切削動(dòng)作后，反向退回，再變軌前行對(duì)后一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行切削動(dòng)作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述挖掘刀盤為具有雙面刃的切削刀具，該切削刀具通過端面的刀刃完成對(duì)第一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域的進(jìn)行端面擠壓旋轉(zhuǎn)切削動(dòng)作后，直接變軌對(duì)后續(xù)的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域通過側(cè)面的刀刃進(jìn)行側(cè)面銑削動(dòng)作。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌，步驟3及步驟4中形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成環(huán)形掘進(jìn)區(qū)域;所述步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述步驟2中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行逐漸接近或逐漸遠(yuǎn)離整體掘進(jìn)區(qū)域的中心方向變軌，步驟3及步驟4中形成的每一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域構(gòu)成徑向的線形掘進(jìn)區(qū)域;所述步驟4中的挖掘刀盤在挖掘區(qū)域內(nèi)進(jìn)行以整體掘進(jìn)區(qū)域的中心為圓心的圓周方向變軌。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述步驟2中形成的下一個(gè)點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域與上一步驟的點(diǎn)掘進(jìn)區(qū)域相連接，所述步驟4中形成的下一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域與上一個(gè)中間掘進(jìn)區(qū)域相連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方法，其特征在于:所述挖掘刀盤的一次進(jìn)給掘進(jìn)面小于掘進(jìn)機(jī)半徑。10.一種非開挖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:它包括機(jī)頭，機(jī)頭上安裝可相對(duì)于機(jī)頭進(jìn)行移動(dòng)的挖掘刀盤，所述挖掘刀盤按照權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的掘進(jìn)方法完成對(duì)整體掘進(jìn)區(qū)域按掘進(jìn)機(jī)一次推進(jìn)行程量的面掘進(jìn)工作。
【文檔編號(hào)】E21D9/10GK105863662SQ201610063389
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月31日
【發(fā)明人】梁定輝, 梁軍, 梁慧妍
【申請(qǐng)人】佛山市藝彩玻璃鋼制品有限公司