可变径竖井掘进设备的制作方法

本技术涉及隧道施工，尤其涉及一种可变径竖井掘进设备。

背景技术：

1、市政及隧道工程中，需要施作各种功能的竖井，如通风竖井、地下物流竖井、排水竖井、竖井储存库等。然而不同功能的竖井其施作尺寸不同，现有竖井施工设备无法满足多种直径的竖井施工，设备掘进直径单一，同时设备本身掘进能耗高、施工旋转扭矩大，导致无法适用于硬质地层或软岩。此外，现有竖井机械化设备体积、重量均较大，不易于在城市区域施工和周转，且设备造价及施工费用较高。

2、中国发明专利申请cn201810132975.8公开了一种360°全回转圆形竖井摇管机及施工工法，包括底座、升降油缸、升降座等，升降座上圆形通孔的孔壁处安装有大齿圈，大齿圈上安装有夹持圆形管件的夹持环，夹持环通过夹持油缸收紧，升降座通过马达驱动大齿圈旋转，进而使得夹持环以及圆形管件做360°全回转运动，能够达到小口径圆形竖井的施工要求。

3、中国发明专利申请cn202210222210.x公开了一种自动出入井装置、竖井掘进机及竖井施工方法，沿竖井轴向的井筒内壁面上设置导轨，主动行走机构可以沿导轨上下移动，通过主动行走机构驱动竖井掘进机沿竖井轴向向下入井或向上出井。

4、中国实用新型专利cn202120686444.0公开了一种竖井掘进机，包括主回转装置、掘进装置和支撑装置，支撑装置安装在主回转箱四周，与竖井井壁底部相连；竖井掘进机对称布置了2台掘进装置，实现对称挖掘，掘进头在掘进面横扫的工作方式，使掘进面趋近于平面设计。

5、综上，现有技术中的竖井掘进，难以适用于不同直径的竖井的高效施工。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种可变径竖井掘进设备，以解决现有技术中的竖井掘进，难以适用于不同直径的竖井的高效施工的技术问题。

2、本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本实用新型提供一种可变径竖井掘进设备，包括：提压系统和开挖系统，所述提压系统包括管片系统和提压装置，所述提压装置与所述管片系统连接，用于驱动所述管片系统沿竖井向下运动；

4、所述开挖系统包括支撑装置、驱动装置和开挖装置，所述支撑装置安装于所述管片系统，所述开挖装置可旋转地安装于所述支撑装置，所述驱动装置与所述开挖装置连接以驱动所述开挖装置旋转；所述开挖装置包括前端掘削刀翼和变径掘削刀翼，所述变径掘削刀翼能够受控地相对于所述开挖装置的旋转轴线沿径向活动，并且，沿所述开挖装置的旋转轴线方向，所述前端掘削刀翼设置于所述变径掘削刀翼的前方。

5、在优选的实施方式中，所述开挖装置包括第一筒状壳体，所述前端掘削刀翼和所述变径掘削刀翼均设置于所述第一筒状壳体的外周；所述第一筒状壳体的侧壁设置有进渣口。

6、在优选的实施方式中，所述第一筒状壳体的前端为开口；并且，所述前端掘削刀翼与所述第一筒状壳体的前端面之间设有预设距离。

7、在优选的实施方式中，所述开挖装置包括固定于所述第一筒状壳体的刀盘托架，所述刀盘托架上设置有沿径向延伸的滑槽，所述变径掘削刀翼安装于所述滑槽，第一驱动机构与所述变径掘削刀翼连接以驱动所述变径掘削刀翼沿所述滑槽移动。

8、在优选的实施方式中，所述支撑装置包括第二筒状壳体，所述第一筒状壳体可旋转地安装于所述第二筒状壳体；所述第二筒状壳体为上下贯通的，且与所述第一筒状壳体的内部相连通。

9、在优选的实施方式中，所述第一筒状壳体通过轴承与所述第二筒状壳体连接，并且两者的轴线相平行或相重合。

10、在优选的实施方式中，所述管片系统的内壁固设有扭矩限制装置，所述第二筒状壳体通过反扭横梁连接于所述扭矩限制装置。

11、在优选的实施方式中，所述扭矩限制装置设置有限位槽，所述反扭横梁的外端设置于所述限位槽中；或者，所述反扭横梁的外端与所述扭矩限制装置通过竖向设置的销轴连接。

12、在优选的实施方式中，所述提压系统包括多个反压机构，所述反压机构包括反压油缸、支撑件和销杆，所述销杆用于与所述管片系统中的管片可拆卸地连接，并且，所述销杆安装于所述支撑件，所述反压油缸与所述支撑件连接以驱动所述支撑件上下运动；多个所述反压机构绕所述开挖装置的旋转轴线周向间隔分布。

13、在优选的实施方式中，所述可变径竖井掘进设备包括出渣系统，所述出渣系统包括提升装置和液压抓斗，所述提升装置与所述液压抓斗连接以驱动所述液压抓斗在竖井内上下运动。

14、本实用新型的特点及优点是：

15、该可变径竖井掘进设备掘进过程中，提压系统驱动开挖装置向下运动，同时，驱动装置驱动开挖装置旋转，前端掘削刀翼先对地层进行掘削，然后变径掘削刀翼进行掘削以扩大掘削的竖井的直径，变径掘削刀翼可以沿径向活动，以调整变径掘削刀翼的径向位置，从而控制掘削的竖井的直径大小。

16、前端掘削刀翼与变径掘削刀翼形成可缩扩径的多级刀翼，在竖井掘进过程中，降低了掘进所需的扭矩，并可提高该可变径竖井掘进设备应用的地层特性，即不仅可适用于土层中，还可适用于软岩中，应用于更加广泛的地层中。采用该可变径竖井掘进设备，可以进行不同直径的竖井的高效施工。

技术特征：

1.一种可变径竖井掘进设备，其特征在于，包括：提压系统和开挖系统，所述提压系统包括管片系统和提压装置，所述提压装置与所述管片系统连接，用于驱动所述管片系统沿竖井向下运动；

2.根据权利要求1所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

4.根据权利要求2或者3所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

5.根据权利要求2或者3所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

9.根据权利要求1-3中任一项所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

10.根据权利要求1-3中任一项所述的可变径竖井掘进设备，其特征在于，

技术总结
本技术提供了一种可变径竖井掘进设备，包括：提压系统和开挖系统，提压系统包括管片系统和提压装置，提压装置与管片系统连接，用于驱动管片系统沿竖井向下运动；开挖系统包括支撑装置、驱动装置和开挖装置，支撑装置安装于管片系统，开挖装置可旋转地安装于支撑装置，驱动装置与开挖装置连接以驱动开挖装置旋转；开挖装置包括前端掘削刀翼和变径掘削刀翼，变径掘削刀翼能够受控地相对于开挖装置的旋转轴线沿径向活动，并且，沿开挖装置的旋转轴线方向，前端掘削刀翼设置于变径掘削刀翼的前方，解决了现有技术中的竖井掘进，难以适用于不同直径的竖井的高效施工的技术问题。

技术研发人员：王亚威,薛永涛,白中坤,赵修旺,毕程程
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：20240206
技术公布日：2024/11/7