本發(fā)明屬于隧道開挖，具體涉及一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前的盾構(gòu)開挖隧道時(shí)常常會碰到超硬巖地層，目前對硬巖地層一般采用爆破處理，目前的爆破方法一般采用水磨鉆在隧道端面上鉆出若干臨空面，之后在孔內(nèi)放置劈裂棒，利用液壓撐破(亦或爆破)巖石。傳統(tǒng)的水磨鉆的鉆筒是直接和驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)軸連接在一起的，由于其推進(jìn)位置在旁邊的固定桿上，并且較重的鉆筒沒有得到有效的定位和支撐，很容易出現(xiàn)鉆筒被卡住的情況，不適用于大量鉆孔任務(wù)的隧道任務(wù)當(dāng)中，為此亟需提出一種盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，包括基座以及一端連接有定位鉆的鉆桿，鉆桿活動連接于基座的上端；所述鉆桿外同軸連接有第一鉆筒，第一鉆筒外同軸連接有第二鉆筒；所述基座的上端安裝有第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔；所述基座的上端還安裝有第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一鉆筒在鉆桿軸向的相對位置；所述基座的上端還安裝有第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第二鉆筒在第一鉆筒軸向的相對位置。

4、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉆桿外設(shè)置有第一環(huán)形凸起，第一環(huán)形凸起的外壁上設(shè)置有第一外螺紋，第一鉆筒的內(nèi)壁上設(shè)置有與第一外螺紋螺紋連接的第一內(nèi)螺紋；所述第二鉆筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第二環(huán)形凸起，第二環(huán)形凸起的內(nèi)壁上設(shè)置有第二內(nèi)螺紋，第一鉆筒的外壁上設(shè)置有與第二內(nèi)螺紋螺紋連接的第二外螺紋。

5、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述基座的中部安裝有至少兩個(gè)軸承座，鉆桿的后部匹配貫穿所有軸承座的內(nèi)圈；所述基座的一端安裝有兩排活動球支撐座，兩排活動球支撐座分別支撐于第二鉆筒的兩側(cè)，每個(gè)活動球支撐座上均安裝有活動支撐于第二鉆筒下端的活動球。

6、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活動球支撐座還包括第一夾緊座和第二夾緊座，第一夾緊座的中部與第二夾緊座的中部均開設(shè)有弧形槽，兩個(gè)弧形槽配合形成優(yōu)弧槽，活動球活動嵌設(shè)于優(yōu)弧槽內(nèi)；所述第一夾緊座兩端分別設(shè)置第一插接口和第一插接塊，第二夾緊座的一端設(shè)置有與第一插接口配合插接的第二插接塊，第二夾緊座的另一端設(shè)置有與第一插接塊配合插接的第二插接口；所述第一夾緊座兩端和第二夾緊座的兩端均通過定位螺栓連接于基座上。

7、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括安裝于基座另一端的第一電機(jī)以及安裝于第一電機(jī)電機(jī)軸上的螺桿，鉆桿的另一端開設(shè)有螺紋孔，螺桿螺紋連接于螺紋孔內(nèi)。

8、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第一驅(qū)動軸和第一渦輪，第一鉆筒的外壁上設(shè)置有與第一渦輪相配合的環(huán)形齒；第一驅(qū)動軸同軸安裝于第二電機(jī)的電機(jī)軸上，第一渦輪同軸套接于第一驅(qū)動軸外；所述第一驅(qū)動軸上開設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第一渦輪內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動連接有與第二滑槽配合卡接的第一卡接件，且第一卡接件能夠滑動至第二滑槽外以使得第一渦輪轉(zhuǎn)動設(shè)置于第一驅(qū)動軸外。

9、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一渦輪通過套接于第一驅(qū)動軸外的第一軸承與第二電機(jī)轉(zhuǎn)動連接；所述第一卡接件遠(yuǎn)離第一渦輪的一端螺紋連接有第一螺栓，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)谝宦菟菁y連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)谝宦菟菁y連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件位于第二滑槽外。

10、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、第二驅(qū)動軸和第二渦輪，第二驅(qū)動軸同軸安裝于第三電機(jī)的電機(jī)軸上，第二渦輪同軸套接于第二驅(qū)動軸外；所述第二驅(qū)動軸上開設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第二渦輪內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動連接有與第二滑槽配合卡接的第二卡接件，且第二卡接件能夠滑動至第二滑槽外以使得第二渦輪轉(zhuǎn)動設(shè)置于第二驅(qū)動軸外。

11、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二渦輪通過套接于第二驅(qū)動軸外的第二軸承與第三電機(jī)轉(zhuǎn)動連接；所述第二卡接件遠(yuǎn)離第二渦輪的一端螺紋連接有第二螺栓，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)诙菟菁y連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)诙菟菁y連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件位于第二滑槽外。

12、有益效果：本發(fā)明將鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒同軸連接，可以避免第一鉆筒和第二鉆筒被卡住，在鉆孔時(shí)，通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔，利用鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒先后鉆孔，針對超硬巖地層，可以降低掘進(jìn)難度；同時(shí)利用第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以調(diào)整三者在軸向的相對位置，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況保證鉆孔的順利。

技術(shù)特征：

1.一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，包括基座(1)以及一端連接有定位鉆的鉆桿(2)，鉆桿(2)活動連接于基座(1)的上端；所述鉆桿(2)外同軸連接有第一鉆筒(3)，第一鉆筒(3)外同軸連接有第二鉆筒(4)；所述基座(1)的上端安裝有第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)，用以通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)驅(qū)動鉆桿(2)、第一鉆筒(3)和第二鉆筒(4)于基座(1)的一端同步鉆孔；所述基座(1)的上端還安裝有第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6)，用以通過第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6)調(diào)節(jié)第一鉆筒(3)在鉆桿(2)軸向的相對位置；所述基座(1)的上端還安裝有第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)，用以通過第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)調(diào)節(jié)第二鉆筒(4)在第一鉆筒(3)軸向的相對位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述鉆桿(2)外設(shè)置有第一環(huán)形凸起(21)，第一環(huán)形凸起(21)的外壁上設(shè)置有第一外螺紋，第一鉆筒(3)的內(nèi)壁上設(shè)置有與第一外螺紋螺紋連接的第一內(nèi)螺紋；所述第二鉆筒(4)的內(nèi)壁上設(shè)置有第二環(huán)形凸起(41)，第二環(huán)形凸起(41)的內(nèi)壁上設(shè)置有第二內(nèi)螺紋，第一鉆筒(3)的外壁上設(shè)置有與第二內(nèi)螺紋螺紋連接的第二外螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述基座(1)的中部安裝有至少兩個(gè)軸承座(8)，鉆桿(2)的后部匹配貫穿過所有軸承座(8)的內(nèi)圈；所述基座(1)的一端安裝有兩排活動球支撐座(9)，兩排活動球支撐座(9)分別支撐于第二鉆筒(4)的兩側(cè)，每個(gè)活動球支撐座(9)上均安裝有活動支撐于第二鉆筒(4)下端的活動球(91)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述活動球支撐座(9)還包括第一夾緊座(92)和第二夾緊座(93)，第一夾緊座(92)的中部與第二夾緊座(93)的中部均開設(shè)有弧形槽，兩個(gè)弧形槽配合形成優(yōu)弧槽，活動球(91)活動嵌設(shè)于優(yōu)弧槽內(nèi)；所述第一夾緊座(92)兩端分別設(shè)置第一插接口和第一插接塊，第二夾緊座(93)的一端設(shè)置有與第一插接口配合插接的第二插接塊，第二夾緊座(93)的另一端設(shè)置有與第一插接塊配合插接的第二插接口；所述第一夾緊座(92)兩端和第二夾緊座(93)的兩端均通過定位螺栓連接于基座(1)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)包括安裝于基座(1)另一端的第一電機(jī)(51)以及安裝于第一電機(jī)(51)電機(jī)軸上的螺桿(52)，鉆桿(2)的另一端開設(shè)有螺紋孔，螺桿(52)螺紋連接于螺紋孔內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6)包括第二電機(jī)(61)、第一驅(qū)動軸(62)和第一渦輪(63)，第一鉆筒(3)的外壁上設(shè)置有與第一渦輪(63)相配合的環(huán)形齒；所述第一驅(qū)動軸(62)同軸安裝于第二電機(jī)(61)的電機(jī)軸上，第一渦輪(63)同軸套接于第一驅(qū)動軸(62)外；所述第一驅(qū)動軸(62)上開設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第一渦輪(63)內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動連接有與第二滑槽配合卡接的第一卡接件(64)，且第一卡接件(64)能夠滑動至第二滑槽外以使得第一渦輪(63)轉(zhuǎn)動設(shè)置于第一驅(qū)動軸(62)外。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第一渦輪(63)通過套接于第一驅(qū)動軸(62)外的第一軸承(65)與第二電機(jī)(61)轉(zhuǎn)動連接；所述第一卡接件(64)遠(yuǎn)離第一渦輪(63)的一端螺紋連接有第一螺栓(66)，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)谝宦菟?66)螺紋連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件(64)與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)谝宦菟?66)螺紋連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件(64)位于第二滑槽外。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)包括第三電機(jī)(71)、第二驅(qū)動軸(72)和第二渦輪(73)，第二鉆筒(4)的外壁上設(shè)置有與第二渦輪(73)相配合的環(huán)形齒；所述第二驅(qū)動軸(72)同軸安裝于第三電機(jī)(71)的電機(jī)軸上，第二渦輪(73)同軸套接于第二驅(qū)動軸(72)外；所述第二驅(qū)動軸(72)上開設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第二渦輪(73)內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動連接有與第二滑槽配合卡接的第二卡接件(74)，且第二卡接件(74)能夠滑動至第二滑槽外以使得第二渦輪(73)轉(zhuǎn)動設(shè)置于第二驅(qū)動軸(72)外。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第二渦輪(73)通過套接于第二驅(qū)動軸(72)外的第二軸承(75)與第三電機(jī)(71)轉(zhuǎn)動連接；所述第二卡接件(74)遠(yuǎn)離第二渦輪(73)的一端螺紋連接有第二螺栓(76)，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)诙菟?76)螺紋連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件(74)與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)诙菟?76)螺紋連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件(74)位于第二滑槽外。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于隧道開挖技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，包括基座以及一端連接有定位鉆的鉆桿，鉆桿活動連接于基座的上端；所述鉆桿外同軸連接有第一鉆筒，第一鉆筒外同軸連接有第二鉆筒；所述基座的上端安裝有第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔；所述基座的上端還安裝有第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一鉆筒在鉆桿軸向的相對位置；所述基座的上端還安裝有第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用以通過第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第二鉆筒在第一鉆筒軸向的相對位置。本發(fā)明可以避免第一鉆筒和第二鉆筒被卡住，針對超硬巖地層，可以降低掘進(jìn)難度。

技術(shù)研發(fā)人員：李研,馮通,王旭波,趙強(qiáng),麻超,董聰慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10