變尺寸變形態盾構坦克和挖掘救援方法技術

本發明專利技術公開了一種變尺寸變形態盾構坦克和挖掘救援方法，包括盾構機主體和盾構機刀盤，盾構機主體下方設置有履帶式行走機構；盾構機主體外側通過千斤頂安裝有護板，相鄰護板之間的后方滑動連接有間隙支撐板，所述護板和間隙支撐板組合形成可伸縮的外側保護罩；盾構機刀盤設置有能夠沿徑向展開的輔助刀具。可變尺寸：適應不同洞徑；可變形態：伸縮進退自如。盾構機底部設置了履帶式行走機構，行進方式靈活，提高掘進效率。盾構機主體外側左、右兩側和上側三個方向都設置有可以伸縮變形的組合保護罩，具有保護和伸縮功能，收縮后體積變小，很容易推出和移動。

【技術實現步驟摘要】
變尺寸變形態盾構坦克和挖掘救援方法
本專利技術屬于隧道掘進的專用工程機械領域，具體涉及一種變尺寸變形態盾構坦克和挖掘救援方法。
技術介紹
目前，在鐵路、公路、地鐵、鉆山等隧道工程施工作業中，盾構機是一種常見的隧道掘進的專用工程機械。盾構機用于隧道暗挖施工作業，其主要功能是通過土體開挖、土碴排運、整機推進和管片安裝等完成隧道的成型挖掘。現有的盾構機包括圓筒形的殼體，殼體前部設置有切削裝置，切削裝置包括圓形刀盤，在刀盤上固定連接有若干把切削刀，切削刀刀頭通常采用超硬合金材料制成，切削刀位于同一徑向平面內，在隧道挖掘過程中，切削刀隨刀盤旋轉掘進，隧道內被挖掘出的泥土及巖屑等雜物通過螺旋輸送機排出，從而實現隧道的掘進作業。但現有的盾構機也存在有一些不足之處：現有盾構機利用后部液壓缸和兩側部液壓缸交替使用推動盾構機向前移動，導致掘進速度較慢、切削效率低，通常在土層中挖掘直徑1米～15米大小隧道的掘進速度為每分鐘8厘米左右，而遇到硬質巖石時其掘進速度就更加緩慢，導致施工工期較長，施工作業量較大。現有盾構機通常只能前進不能后退，一旦遇到塌方或者機體受損等無法繼續進行施工的問題，需要人員進入內部機艙進行維修，機艙因環境惡劣和結構空間小等諸多原因造成維修難度大。如遇到無法現場維修的情況，盾構機很難被退出。而且，因挖掘過程造成底層局部壓力變化，容易出現塌方等事故，現有盾構機機身龐大無法實現收縮功能，很難退出。由于營救難度大和耗時長問題，會對地下工作人員造成生命危急。另外，現有盾構機的尺寸固定不變，型號單一，針對不同洞徑，需購置不同盾構機才能匹配使用。
技術實現思路
本專利技術針對現有盾構機存在不能收縮變形從而無法在塌方等事故中順利脫身的問題，提供一種變尺寸變形態盾構坦克，以及利用變尺寸變形態盾構坦克的挖掘及救援方法。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種變尺寸變形態盾構坦克，包括盾構機主體和盾構機刀盤，盾構機主體下方設置有履帶式行走機構；盾構機主體外側通過千斤頂安裝有護板（千斤頂是具有雙向頂力的大噸位千斤頂），相鄰護板之間的后方滑動連接有間隙支撐板，所述護板和間隙支撐板組合形成可伸縮的外側保護罩；盾構機刀盤設置有能夠沿徑向展開的輔助刀具；在外側保護罩未擴張狀態下，輔助刀具密閉于盾構機刀盤內，當外側保護罩擴張后，輔助刀具隨之展開，保證輔助刀具和外側保護罩在擴張后隨旋切前進。當外側保護罩收縮后，盾構機刀盤的輔助刀具縮退于固定刀具內，或者盾構機刀盤收縮后再整體后退入保護罩內。可變尺寸：適應不同洞徑；可變形態：伸縮進退自如。盾構機主體內設置有應急救生艙，配備有氧氣罐和食品柜及飲用水箱和空氣凈化裝置，自備發電機和儲油罐。護板與間隙支撐板之間設置有滑槽和滑塊配合結構，并在護板與間隙支撐板之間連接有密封帶。在固定刀具后側設置刀鞘，輔助刀具位于刀鞘內并能徑向伸縮，輔助刀具的內端連接有液壓缸，液壓缸的根部鉸接在刀盤主體內。所述輔助刀具鉸接在固定刀具的末端，或者鉸接在刀盤主體圓周邊緣，在輔助刀具后側鉸接有液壓缸，液壓缸的根部鉸接在刀盤主體內。或者，在所述輔助刀具內或者在固定刀具內設置隱藏鉆具。在盾構機前后下方分別設置雙向千斤頂支腿，以增加前后推力。所述履帶式行走機構，其兩側履帶、驅動輪及驅動機構為角度可調式。在挖掘機主體內側及后側連接有刮板輸送機構或者螺旋輸送機構，并連接有管片安裝機。在挖掘機主體后側設置有支護設備。在護板邊緣設置切割粉碎清理裝置。一種利用變尺寸變形態盾構坦克的挖掘及救援方法，包括以下步驟：（1）使用所述變尺寸變形態盾構坦克，將盾構機主體外側的徑向千斤頂都打開，從而使各護板和間隙支撐板組合形成可伸縮的外側保護罩；并將盾構機刀盤展開，利用固定刀具和輔助刀具同時工作，挖掘直徑不小于保護罩直徑；同時進行注水和泥漿輸送，以及管片安裝；（2）在挖掘行進過程中，在后方通過支護設備分別支護至少兩根平行立柱，各立柱之間的寬度小于保護罩最大直徑但大于保護罩最小直徑，各立柱上方支撐在新開挖洞壁頂部；進行管片安裝時，拆除各立柱，或在管片內通過立柱進行上述支護作業；（3）當發生塌方事故時，保護罩和刀盤都收縮為最小狀態，從各立柱之間退出。盾構機主體內設置有應急救生艙，配備有氧氣罐、食品柜、飲用水箱、空氣凈化裝置和衛生間，當盾構機被卡死無法退出時，或因退出緩慢需要生命補給時，利用應急救生艙提供氧氣、食物和飲用水。本專利技術可變尺寸：適應不同洞徑；可變形態：伸縮進退自如：1、盾構機底部設置了履帶式行走機構，具有常規履帶車的行走功能，可前進和后退，行進方式靈活，提高掘進效率。可以從底部對盾構機自前到后都進行固定約束，增加盾構機工作穩定性。2、盾構機主體外側左、右兩側和上側三個方向都設置有可以伸縮變形的組合保護罩，具有保護和伸縮功能，收縮后體積變小，很容易推出和移動。驅動組合保護罩的各千斤頂是具有雙向頂力的大噸位千斤頂。3、盾構機刀盤包括固定刀具和輔助刀具，輔助刀具可徑向伸縮或折疊，從而能夠支持展開后挖掘較大直徑端面，與保護罩配合使用，效果很好。此盾構坦克可用于復雜巖體，煤礦開采，危險洞室作業區域。4、針對現有盾構機尺寸固定和型號單一問題，本專利技術提供的可變尺寸盾構坦克，可適用不同直徑的隧洞開挖，而且在危險情況下，可縮骨退出。附圖說明圖1是本專利技術展開狀態的側面結構示意圖；圖2是本專利技術折疊狀態的側面結構示意圖；圖3是圖1的A-A剖面結構示意圖；圖4是圖2的B-B剖面結構示意圖；圖5是圖1的C向結構示意圖；圖6是含隱藏鉆具的刀盤結構示意圖；圖7是圖4的D部放大結構示意圖；圖8是護板與間隙支撐板搭接結構示意圖。圖中，標號1為盾構機主體，2為盾構機刀盤，201為固定刀具，202為輔助刀具，203為幅板，204為固定刮槽，205為輔助刮槽，3為履帶式行走機構，4為護板，6為千斤頂，7為隱藏鉆具，8為千斤頂支腿，9為切割粉碎清理裝置，10為大噸位掛鉤裝置。具體實施方式實施例1：變尺寸變形態盾構坦克，包括盾構機主體1和盾構機刀盤2等結構。以及，在挖掘機主體內側及后側連接有刮板輸送機構或者螺旋輸送機構，并連接有管片安裝機。在挖掘機主體后側設置有支護設備。盾構機主體1內設置有應急救生艙，配備有氧氣罐和食品柜及飲用水箱和空氣凈化裝置。可以自備發電機和儲油罐。參見圖1和圖2，盾構機主體1下方設置有履帶式行走機構3。履帶式行走機構3的兩側履帶、驅動輪及驅動機構為角度可調式。具有常規履帶車的行走功能，可前進和后退，而且可與圓形隧道內部貼合使用。參見圖3和圖4，盾構機主體1外側通過千斤頂安裝有護板4，相鄰護板4之間的后方滑動連接有間隙支撐板5，所述護板4和間隙支撐板5組合形成可伸縮的外側保護罩。參見圖7護板4與間隙支撐板5之間設置有滑槽和滑塊配合結構，并在護板4與間隙支撐板5之間連接有密封帶。驅動組合保護罩的各千斤頂是具有雙向頂力的大噸位千斤頂。當千斤頂伸出時，履帶車體積變大，滑塊隨滑槽移動，但要嚴格保持密封性。當履帶車收縮體積時，千斤頂反向使力，各護板隨之收縮。為防止被巖塊卡住護板，影響其收縮，在護板邊緣設置切割粉碎清理裝置。例如在護板邊緣安裝有電鋸片或電鉆及吹風管路等。在外側保護罩未擴張狀態下，輔助刀具密閉于盾構機刀盤內，當外側保護罩擴張后，輔助刀具隨之展開，保證輔助刀具和外側保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變尺寸變形態盾構坦克，包括盾構機主體和盾構機刀盤，其特征是：盾構機主體下方設置有履帶式行走機構；盾構機主體外側通過千斤頂安裝有護板，相鄰護板之間的后方滑動連接有間隙支撐板，所述護板和間隙支撐板組合形成可伸縮的外側保護罩；盾構機刀盤設置有能夠沿徑向展開的輔助刀具；在外側保護罩未擴張狀態下，輔助刀具密閉于盾構機刀盤內，當外側保護罩擴張后，輔助刀具隨之展開，保證輔助刀具和外側保護罩在擴張后隨旋切前進，當外側保護罩收縮后，盾構機刀盤的輔助刀具縮退于固定刀具內，或者盾構機刀盤收縮后再整體后退入保護罩內。

【技術特征摘要】
1.一種變尺寸變形態盾構坦克，包括盾構機主體和盾構機刀盤，其特征是：盾構機主體下方設置有履帶式行走機構；盾構機主體外側通過千斤頂安裝有護板，相鄰護板之間的后方滑動連接有間隙支撐板，所述護板和間隙支撐板組合形成可伸縮的外側保護罩；盾構機刀盤設置有能夠沿徑向展開的輔助刀具；在外側保護罩未擴張狀態下，輔助刀具密閉于盾構機刀盤內，當外側保護罩擴張后，輔助刀具隨之展開，保證輔助刀具和外側保護罩在擴張后隨旋切前進，當外側保護罩收縮后，盾構機刀盤的輔助刀具縮退于固定刀具內；在固定刀具后側設置刀鞘，輔助刀具位于刀鞘內并能徑向伸縮，輔助刀具的內端連接有液壓缸，液壓缸的根部鉸接在刀盤主體內；或者，所述輔助刀具鉸接在固定刀具的末端，或者鉸接在刀盤主體圓周邊緣，在輔助刀具后側鉸接有液壓缸，液壓缸的根部鉸接在刀盤主體內；或者，在所述輔助刀具內或者在固定刀具內設置隱藏鉆具。2.根據權利要求1所述的變尺寸變形態盾構坦克，其特征是：盾構機主體內設置有應急救生艙，配備有氧氣罐和食品柜及飲用水箱和空氣凈化裝置，自備發電機和儲油罐。3.根據權利要求1所述的變尺寸變形態盾構坦克，其特征是：護板與間隙支撐板之間設置有滑槽和滑塊配合結構，并在護板與間隙支撐板之間連接有密封帶。4.根據權利要求1所述的變尺寸變形態盾構坦克，其特征是：在盾構機前后下方分別設置雙向千斤頂支腿，以增加前后推力。5.根據權利要求1所述的變尺寸變形態盾...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏群，高陽秋曄，
申請(專利權)人：河南奧斯派克科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41