挤压式含硬岩隧道盾构掘进装置的制作方法

本发明涉及隧道开挖领域，尤其涉及一种隧道盾构掘进设备及其使用方法。

背景技术：

1、目前的盾构开挖隧道时常常会碰到硬岩地层，目前对硬岩地层一般采用爆破处理，目前的爆破方法一般采用水磨钻在隧道端面上钻出若干临空面，之后在孔内放置劈裂棒，利用液压撑破(亦或爆破)岩石。传统的水磨钻的钻筒是直接和驱动电机的电机轴连接在一起的，由于其推进位置在旁边的固定杆上，并且较重的钻筒没有得到有效的定位和支撑，很容易出现钻筒被卡住的情况，不适用于大量钻孔任务的隧道任务当中，为此继续亟需提出一种隧道盾构掘进设备及其使用方法。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提出了一种隧道盾构掘进设备及其使用方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧道盾构掘进设备，包括安装平台，所述安装平台的顶端固定连接有两个支撑架，两个所述支撑架之间转动连接有定位杆，所述定位杆为管状设置，所述定位杆的一端安装有定位钻，所述定位杆上转动连接有滑盘，所述定位杆上套有钻筒，所述钻筒和滑盘滑动连接，所述定位杆的长度大于钻筒，所述滑盘用于提升钻筒和定位杆的同心度。

3、可选的，所述钻筒的底端设有多个万向架，所述万向架转动连接安装平台，所述万向架的顶端转动连接有支撑滚轮，所述支撑滚轮和钻筒滚动连接，所述支撑滚轮支撑钻筒。

4、可选的，所述安装平台的顶端安装有导轨，所述导轨的内部滑动连接有第一滑块，所述第一滑块的顶端安装有驱动电机，所述驱动电机的一端安装有第一防护壳，且所述驱动电机的电机轴一端固定连接有第一转轴，所述第一转轴上固定连接有第一齿轮，所述第一防护壳的内部转动连接有第二转轴和第三转轴。

5、可选的，所述第二转轴上固定连接有第二齿轮，所述第三转轴上固定连接有第四齿轮和第五齿轮，所述钻筒位于第一防护壳内部的一端固定连接有第三齿轮，所述定位杆上滑动连接有第六齿轮，所述第二齿轮和第三齿轮相啮合，所述第四齿轮和第六齿轮相啮合。

6、可选的，所述第一防护壳的内部固定连接有呈环形的限位环，所述限位环内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块的一侧通过转轴转动连接有活动齿轮，所述第一齿轮通过活动齿轮与第二齿轮或第五齿轮相啮合，所述第一转轴利用旋转方向驱动第二滑块滑动到限位环的两端位置。

7、可选的，所述第一齿轮、第二齿轮和第五齿轮大小尺寸相同，所述第三齿轮、第四齿轮和第六齿轮大小齿轮相同。

8、可选的，所述驱动电机背离第一防护壳的一端固定连接有第二防护壳，所述第二防护壳的内部转动连接有第六转轴，所述第六转轴上固定连接有第八齿轮，所述第八齿轮延伸至第二防护壳的外部，且所述第八齿轮的底端啮合有齿条，所述齿条安装在安装平台上，所述第六转轴位于第二防护壳外部的一端固定连接有摇把。

9、可选的，所述第二防护壳的内部转动连接有第四转轴和第五转轴，所述第四转轴和驱动电机的电机轴相连，所述第四转轴的一端固定连接有蜗杆，所述第五转轴上固定连接有蜗轮，所述蜗杆啮合蜗轮，所述蜗轮的一侧固定连接有固定对接套，所述第五转轴上转动连接有轴套，所述轴套的一端固定连接有第七齿轮，所述第七齿轮和第八齿轮相啮合。

10、可选的，所述轴套的另一端滑动连接有活动对接套，所述活动对接套和固定对接套相互配合使用，所述活动对接套的一侧固定连接有箍环，所述箍环上套有套环，所述套环的一侧夹持有切换杆，所述切换杆通过限位轴和第二防护壳转动连接，所述第二防护壳的一侧开设有呈凵字状的定位槽，所述切换杆通过定位槽驱动箍环沿着轴套移动。

11、一种如上所述隧道盾构掘进设备的其使用方法，包括以下步骤：

12、s1，首先可以将所述安装平台安装到第三方的固定平台上，将所述定位钻抵触到所需开孔的岩壁，启动所述驱动电机反转，所述第一转轴通过所述第一齿轮驱动所述第一滑块偏转到一侧，则所述第一齿轮通过所述活动齿轮和所述第四齿轮相啮合，经过所述第三转轴、所述第五齿轮啮合所述第六齿轮从而驱动所述定位杆转动，所述定位钻为所述定位杆开出支点；

13、s2，其次在钻探定位完成后，将水管对准所述钻筒，预备降温抑尘启动所述驱动电机正转，则所述第二滑块又被驱动到另外一边，所述第一齿轮通过所述活动齿轮驱动所述第二齿轮，接着由所述第二齿轮啮合所述第三齿轮来驱动所述钻筒转动，使得所述钻筒获得动力钻探切割岩壁，所述钻筒沿着已经定位的所述定位杆轴向移动，且得到所述滑盘的延长支撑作用，则所述钻筒移动中更加稳定，不会卡所述钻筒；

14、s3，之后转动所述摇把即可驱动所述第六转轴旋转，通过驱动所述第八齿轮主动啮合所述齿条，推动所述驱动电机沿着所述导轨移动，则所述钻筒跟随沿着所述定位杆的轴向接触进一步的钻孔打洞；

15、s4，在需要自动移动打孔时，操作所述切换杆利用所述限位环驱动所述活动对接套接触所述固定活动套，则被所述驱动电机驱动的所述蜗轮带动所述第七齿轮旋转，所述第七齿轮接着啮合所述第八齿轮，从而驱动所述钻筒自动掘进。

16、本发明的有益效果是：

17、本装置通过反转驱动电机驱动定位钻在所需打孔岩壁上打出定位孔，使得定位杆的端部得到稳定的支撑点，之后驱动电机正转驱动钻筒沿着定位杆轴向移动，其次还得到滑盘的辅助定位，由于钻筒得到定位杆的限位，则钻筒转动抖动更小，避免钻筒被孔卡住，此外还可操作切换杆操控手动或自动钻孔，使用更加灵活。

技术特征：

1.一种挤压式含硬岩隧道盾构掘进装置，其特征在于，包括安装平台，所述安装平台的顶端固定连接有两个支撑架，两个所述支撑架之间转动连接有定位杆，所述定位杆为管状设置，所述定位杆的一端安装有定位钻，所述定位杆上转动连接有滑盘，所述定位杆上套有钻筒，所述钻筒和滑盘滑动连接，所述定位杆的长度大于钻筒，所述滑盘用于提升钻筒和定位杆的同心度；

2.根据权利要求1所述的挤压式含硬岩隧道盾构掘进装置，其特征在于，所述第一齿轮、第二齿轮和第五齿轮大小尺寸相同，所述第三齿轮、第四齿轮和第六齿轮大小齿轮相同。

3.根据权利要求1所述的挤压式含硬岩隧道盾构掘进装置，其特征在于，所述轴套的另一端滑动连接有活动对接套，所述活动对接套和固定对接套相互配合使用，所述活动对接套的一侧固定连接有箍环，所述箍环上套有套环，所述套环的一侧夹持有切换杆，所述切换杆通过限位轴和第二防护壳转动连接，所述第二防护壳的一侧开设有呈凹字状的定位槽，所述切换杆通过定位槽驱动箍环沿着轴套移动。

技术总结
本申请公开了隧道盾构掘进设备，隧道盾构掘进设备包括安装平台，所述安装平台的顶端固定连接有两个支撑架，两个所述支撑架之间转动连接有定位杆，所述定位杆为管状设置，所述定位杆的一端安装有定位钻，所述定位杆上转动连接有滑盘，所述定位杆上套有钻筒，所述钻筒和滑盘滑动连接，所述定位杆的长度大于钻筒，所述滑盘用于提升钻筒和定位杆的同心度。本申请还公开了上述隧道盾构掘进设备的使用方法。

技术研发人员：颜肃,邢鹏飞,丁聪,李武,李庆,甘峰,尹为民
受保护的技术使用者：核工业井巷建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15