一种多级扩挖全断面自行进隧道连续掘进装置和方法

摘要

一种多级扩挖全断面自行进隧道连续掘进装置和方法，属于岩石隧道掘进技术领域。所述的装置包括有周向布置的进行一级切削的多个岩石钻扩器、掘进机筒壳（16）和位于所述岩石钻扩器中心的二级切削刀盘（17）；此种岩石隧道的掘进装置及掘进方法，为地下隧道施工技术提供了一种新型的可在岩石中具有连续自行进前行的掘进装置和方法，为高效、连续地开挖大断面岩石隧道提供了技术支持。

主权项

一种多级扩挖全断面自行进隧道连续掘进装置，其特征在于：其包括有掘进装置横断面上布置的多个岩石钻丝旋扩器、掘进机筒壳（16）和位于所述岩石钻丝旋扩器中心的一级切削刀盘（17）；布置在掘进装置横断面上位于一级切削刀盘后的可切削一级切削刀盘遗留下岩土体的多个二级切削刀盘和环形摆动式切削刀盘；所述的岩石钻丝旋扩器包括有超前钻孔钻杆（5），安装在超前钻孔钻杆（5）前端的超前钻孔钻头（2）、套装在超前钻孔钻杆（5）上的位于超前钻孔钻头（2）后的岩石攻丝钻头（6），套装在超前钻孔钻杆（5）上的位于岩石攻丝钻头（6）后的螺旋管（10）、超前孔钻杆5的另一端安装在掘进机筒壳（16）的内部，在钻杆驱动扭矩20的作用下，钻成超前钻孔3；螺旋管10后部的无螺旋部位上套装有环形切削刀盘（12），在螺旋管（10）的端部通过推力轴承（14）设置有用于提供推力的螺旋管端部推力盘（16）；岩石攻丝钻头（6）与螺旋管（10）之间设置有用于攻丝所残生的碎岩石排出的岩石攻丝钻头与螺旋管过渡段（7），攻丝钻头与螺旋管过渡段（7）为管状，攻丝钻头与螺旋管过渡段（7）的直径小于等于攻丝后的孔径，超前钻孔钻杆（5）中设置有与钻孔冲洗液入口（23）相通并且连通至超前钻孔钻头（2）的超前钻孔钻杆中心孔（4）；在超前钻孔钻杆（5）和螺旋管（10）之间设置有与岩屑混合液出口（22）相连的超前钻杆外与螺旋管内环形空间，超前钻杆外与螺旋管内环形空间连接至岩屑混合液出口（22）；岩石攻丝钻头与螺旋管过渡段（7）上设置有连通所述超前钻杆外与螺旋管内环形空间与螺旋管（10）外空间的螺旋管出渣孔（8）； 在螺旋管（10）套装有一级切削刀盘（11）；所述环形切削刀盘12安装在掘进机筒壳16上；所述的二级切削刀盘（17）在掘进方向上位于一级切削刀盘（11）与环形切削刀盘（12）之间；所述的环形切削刀盘（12）为整体式；所述的岩石钻丝旋扩器的数目为M，M≥1；所述的二级切削刀盘（17）的数目为N,N≥1；在所述的一级切削刀盘（11）与环形切削刀盘（12）之间设置有置有用于存放岩渣的岩渣仓（21）；所述的岩石钻丝旋扩器中的螺旋管（10）和一级切削刀盘（11）均通过推力轴承14与位于掘进机筒壳（16）内的掘进机内固定架（13）固定相连；所述的一级切削刀盘（11）、螺旋管（10）、超前钻孔钻头（2）分别由一级切削刀盘扭矩驱动源（18），螺旋管扭矩驱动源（19），超前钻孔动力源（20）驱动。