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1、10申请公布号CN104265315A43申请公布日20150107CN104265315A21申请号201410514542022申请日20140930E21D9/08720060171申请人中铁工程装备集团有限公司地址450000河南省郑州市经济开发区第六大街99号72发明人李建斌翟国强贺飞卓兴建74专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人陈大通54发明名称新型可扩挖硬岩隧道掘进机57摘要本发明公开了一种新型可扩挖硬岩隧道掘进机，包括主梁、刀盘、驱动刀盘旋转的驱动装置及撑紧洞壁的撑靴机构，所述刀盘上沿圆周方向均匀分布有若干个切割臂滑架，所述切割臂滑架上设有径向方向上的键槽，。
2、所述切割臂通过导向平键定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滚刀装置，所述切割臂滑架的两侧设有压板，所述压板和所述切割臂滑架的一侧构成凹槽结构，所述切割臂的两侧被固定在两侧凹槽内，所述切割臂和所述压板上均设有相对应的螺纹孔，所述切割臂上还连接有驱动切割臂滑动的液压油缸在切割臂滑架上滑动到设定位置的切割臂通过螺栓与所述压板固定连接，解决了长距离大直径隧洞遇到围岩收敛卡机、涌水、溶洞的问题，掘进效率高、环保高效。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页10申请公布号CN104265315ACN104265315A。
3、1/1页21一种新型可扩挖硬岩隧道掘进机，包括主梁、刀盘、驱动刀盘旋转的驱动装置及撑紧洞壁的撑靴机构，其特征在于所述刀盘上沿圆周方向均匀分布有若干个切割臂滑架，所述切割臂滑架上设有径向方向上的键槽，所述切割臂通过导向平键定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滚刀装置，所述切割臂滑架的两侧设有压板，所述压板和所述切割臂滑架的一侧构成凹槽结构，所述切割臂的两侧被固定在两侧凹槽内，所述切割臂和所述压板上均设有相对应的螺纹孔，所述切割臂上还连接有驱动切割臂滑动的液压油缸在切割臂滑架上滑动到设定位置的切割臂通过螺栓与所述压板固定连接。2根据权利要求1所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述主梁包括。
4、置于导洞段中的前主梁和置于主洞段中的后主梁，所述前主梁上连接有操作控制室、导洞底支撑、推进缸、撑靴机构及稳定前期导洞的顶部护盾装置，所述操作控制室安装在前主梁的前端，所述导洞底支撑竖向固定连接在前主梁的下方，推进缸的前端固定连接在前主梁上，所述撑靴机构的前端固定连接推进缸的后端，撑靴机构在轴向方向与前主梁滑动连接，所述前主梁的后端固定连接顶部护盾装置；所述后主梁上连接有刀盘、驱动装置、撑靴机构、拖拉油缸及后支撑，所述后主梁的前端连接刀盘，驱动装置固定连接刀盘及后主梁，所述撑靴机构在轴向方向与后主梁滑动连接，撑靴机构的后端固定连接拖拉油缸的前端，拖拉油缸的后端固定连接在后主梁上，所述后支撑竖向固。
5、定连接在后主梁的下方。3根据权利要求1或2所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述刀盘的边缘上设有刮渣口，所述刀盘的背面设有转运渣土的集渣斗，所述集渣斗的下方设置有皮带输送机。4根据权利要求1或2所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述撑靴机构为X型撑靴机构。5根据权利要求1或2所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述刀盘上设有用于检查刀具和围岩状况人孔。6根据权利要求1或2所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述切割臂在刀盘上呈螺旋形分布。7根据权利要求1或2所述的新型可扩挖硬岩隧道掘进机，其特征在于所述刀盘上的切割臂有六个。权利要求书CN104265315A1/3页。
6、3新型可扩挖硬岩隧道掘进机技术领域0001本发明涉及掘进机技术领域，特别是涉及一种新型可扩挖硬岩隧道掘进机。背景技术0002目前，国内外大直径隧洞的施工常采用的是钻爆法和全断面硬岩隧道掘进机（TBM）。钻爆法施工存在劳动强度大、工期长、危险性大等不利因素。使用全断面硬岩隧道掘进机具有施工快速、安全、高效等特点，在国内铁路、水利、国防等隧道中广泛应用。但是对于大直径隧道，完全由全断面硬岩隧道掘进机（TBM）施工完成，需要面对围岩变形卡机、涌水、溶洞等不良地质的影响。发明内容0003本发明的目的是提供一种新型可扩挖硬岩隧道掘进机，以解决长距离大直径隧洞施工过程中遇到围岩收敛卡机、涌水、溶洞等不良地。
7、质等问题，以提高掘进效率、环保高效。0004本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的新型可扩挖硬岩隧道掘进机包括主梁、刀盘、驱动刀盘旋转的驱动装置及撑紧洞壁的撑靴机构，所述刀盘上沿圆周方向均匀分布有若干个切割臂滑架，所述切割臂滑架上设有径向方向上的键槽，所述切割臂通过导向平键定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滚刀装置，所述切割臂滑架的两侧设有压板，所述压板和所述切割臂滑架的一侧构成凹槽结构，所述切割臂的两侧被固定在两侧凹槽内，所述切割臂和所述压板上均设有相对应的螺纹孔，所述切割臂上还连接有驱动切割臂滑动的液压油缸，在切割臂滑架上滑动到设定位置的切割臂通过螺栓与所述压板固定连接。000。
8、5所述主梁包括置于导洞段中的前主梁和置于主洞段中的后主梁，所述前主梁上连接有操作控制室、导洞底支撑、推进缸、撑靴机构及稳定前期导洞的顶部护盾装置，所述操作控制室安装在前主梁的前端，所述导洞底支撑竖向固定连接在前主梁的下方，推进缸的前端固定连接在前主梁上，所述撑靴机构的前端固定连接推进缸的后端，撑靴机构在轴向方向与前主梁滑动连接，所述前主梁的后端固定连接顶部护盾装置；所述后主梁上连接有刀盘、驱动装置、撑靴机构、拖拉油缸及后支撑，所述后主梁的前端连接刀盘，驱动装置固定连接刀盘及后主梁，所述撑靴机构在轴向方向与后主梁滑动连接，所述撑靴机构的后端固定连接拖拉油缸的前端，拖拉油缸的后端固定连接在后主梁上。
9、，所述后支撑竖向固定连接在后主梁的下方。0006所述刀盘的边缘上设有刮渣口，所述刀盘的背面设有转运渣土的集渣斗，所述集渣斗的下方设置有皮带输送机。0007所述撑靴机构为X型撑靴机构。0008所述刀盘上设有用于检查刀具和围岩状况人孔。0009所述切割臂在刀盘上呈螺旋形分布。0010所述刀盘上的切割臂有六个。说明书CN104265315A2/3页40011与现有技术相比，本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机具有以下优点1本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机中的切割臂通过导向平键定位在滑架上，所述滑架的两侧设有压板，切割臂通过螺栓连接在压板上，切割臂上还连接有驱动切割臂滑动的液压油缸，松开连接切割臂和压板的螺栓。
10、，切割臂可以利用液压油缸的液压力沿刀盘滑架径向移动，进而带动滚刀装置在洞壁径向的不同位置移动，使刀盘具有可变径扩挖的功能，从而能够解决长距离大直径隧洞遇到围岩收敛卡机的问题；2本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机适应在开挖一个直径较小的导洞并加固过的地方进行掘进，能够避免涌水、溶洞等不良地质的影响，提高掘进效率、环保高效等问题；3本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的前、后主梁上连接有撑紧洞壁的撑靴机构，撑靴机构为X型撑靴机构，采用X型撑靴机构在两端撑紧洞壁的方式，使刀盘在旋转掘进过程中，主梁受力好，刀盘的振动小，掘进效率高；4、本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的前主梁的后端固定连接顶部护盾装置，所述顶部护。
11、盾装置处在刀盘的前端，顶部护盾装置能够在刀盘旋转掘进过程中稳定前期导洞，使导洞与主洞的过渡处稳定不塌陷；5本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的切割臂在刀盘上呈螺旋形分布时，当滚刀旋转滚动破岩时，刀盘上的滚刀可同时按照螺旋轨迹向外移动，通过滚刀作不断改变着、径向的移动，隧洞的圆形断面可发生改变，掘进效率高。附图说明0012图1是本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机侧面结构示意图；图2是本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的刀盘结构示意图；图3是图2的BB局部剖视结构示意图；图4是是本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的撑靴机构的结构示意图。具体实施方式0013附图说明中标号1是导洞，2是操作控制室，3是导洞底支撑，4。
12、是推进缸，5是撑靴机构，6是前主梁，7是顶部护盾装置，8是刀盘，9是集渣斗，10是皮带输送机，11是驱动装置，12是撑靴机构，13是拖拉油缸，14是后主梁，15是后支撑，16是主洞，17是切割臂，18是滚刀装置，19是刮渣口，20是人孔，21是切割臂滑架，22是液压油缸，23是导向平键，24是螺栓,25是压板。0014下面结合附图和具体实施方式对本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机作进一步说明如图14所示，本实施例中，新型可扩挖硬岩隧道掘进机包括主梁、刀盘8、驱动刀盘旋转的驱动装置11及撑紧洞壁的撑靴机构，所述刀盘上沿圆周方向均匀分布有若干个切割臂滑架21，所述切割臂滑架21上设有径向方向上的键槽，。
13、所述切割臂17通过导向平键23定位在切割臂滑架21上，所述切割臂17上布置有滚刀装置18，所述切割臂滑架21的两侧设有压板25，所述压板25和所述切割臂滑架21的一侧构成凹槽结构，所述切割臂17的两侧被固定在两侧凹槽内，所述切割臂17和所述压板25上均设有相对应的螺纹孔，所述切割臂17上还连接有驱动切割臂17滑动的液压油缸22，在切割臂滑,21上滑动到设定位置说明书CN104265315A3/3页5的切割臂17通过螺栓24与所述压板25固定连接。0015所述主梁包括置于导洞1段中的前主梁6和置于主洞16段中的后主梁14，所述前主梁6上连接有操作控制室2、导洞底支撑3、推进缸4、撑靴机构5及稳定。
14、前期导洞的顶部护盾装置7，所述操作控制室2安装在前主梁6的前端，所述导洞底支撑3竖向固定连接在前主梁6的下方，推进缸4的前端固定连接在前主梁6上，所述撑靴机构5的前端固定连接推进缸4的后端，撑靴机构5在轴向方向与前主梁6滑动连接，所述前主梁6的后端固定连接顶部护盾装置7；所述后主梁上14连接有刀盘8、驱动装置11、撑靴机构12、拖拉油缸13及后支撑15，所述后主梁14的前端连接刀盘8，驱动装置11固定连接刀盘8及后主梁14，所述撑靴机构12在轴向方向与后主梁14滑动连接，撑靴机构12的后端固定连接拖拉油缸13的前端，拖拉油缸13的后端固定连接在后主梁14上，所述后支撑15竖向固定连接在后主梁1。
15、4的下方。0016所述刀盘8的边缘上设有刮渣口19，所述刀盘8的背面设有转运渣土的集渣斗9，所述集渣斗9的下方设置有皮带输送机10。0017所述撑靴机构为X型撑靴机构。0018所述刀盘上设有用于检查刀具和围岩状况人孔20。0019所述切割臂17在刀盘8上呈螺旋形分布。0020所述刀盘8上的切割臂17有六个。0021本发明新型可扩挖硬岩隧道掘进机的工作原理采用新型可扩挖硬岩隧道掘进机施工，应先沿隧道全长开挖一个直径较小的导洞1并加固。0022新型可扩挖硬岩隧道掘进机的工作分为两个步骤，分别为掘进和换步两个动作。0023掘进时，新型可扩挖硬岩隧道掘进机的X型撑靴机构5撑紧导洞1，导洞底支撑3升起离。
16、开导洞洞壁，顶部护盾装置7贴近导洞岩壁，开挖主洞16段稳定X型撑靴机构12撑紧主洞洞壁，主洞尾部的后支撑15升起离开主洞洞壁，通过操作控制室2操控驱动装置11带动刀盘8旋转，推进缸4和拖拉油缸13伸出，带动前主梁6和后主梁14往前推进，实现破碎岩石，成型隧道岩壁。破碎的石渣通过刀盘背面的集渣斗9转运至皮带输送机10上，从而运出洞外。0024使用六个切割臂17将隧洞扩挖到规定的直径。切割臂17利用液压油缸22的液压力沿导向平键23实现在滑架21上的径向移动，然后再使用螺栓24固定，破岩滚刀布置在径向可移动的切割臂17上，从而可实现洞径开挖的变化。0025换步时，新型可扩挖硬岩隧道掘进机刀盘8不动。
17、作，X型撑靴机构5离开导洞1，导洞底支撑3下落撑紧导洞洞壁底部，顶部护盾装置7脱离导洞岩壁，开挖主洞16段稳定X型撑靴机构12收回离开主洞洞壁，主洞尾部的后支撑15下落撑紧主洞洞壁，然后推进缸4和拖拉油缸13收缩带动X型撑靴机构5和稳定X型撑靴机构12向其推进，开始另一次的循环掘进。0026上面结合附图对本发明优选的具体实施方式作出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这种实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。说明书CN104265315A1/4页6图1说明书附图CN104265315A2/4页7图2说明书附图CN104265315A3/4页8图3说明书附图CN104265315A4/4页9图4说明书附图CN104265315A。