專利名稱:三維多階段隧道掘進(jìn)方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道掘進(jìn)方法；以及特別是涉及一種三維多階段隧道掘進(jìn)方法及其設(shè)備，其中在通過(guò)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)挖掘引導(dǎo)隧道的期間可以同時(shí)實(shí)施鉆孔和爆破的工作，于是可以減少挖掘的周期和費(fèi)用。
對(duì)于傳統(tǒng)的使用TBM引導(dǎo)隧道的隧道掘進(jìn)或擴(kuò)大爆破，通常使用一種用于在掘進(jìn)方向獲得鉆孔和爆破的縱向鉆孔和爆破方法(在后文中，稱為縱向鉆孔和爆破方法)來(lái)實(shí)施鉆孔和爆破。在大部分挖掘面上，根據(jù)工作環(huán)境使用一個(gè)腿鉆機(jī)或一個(gè)車裝鉆機(jī)在一個(gè)要被挖掘的區(qū)域上鉆裝藥孔。
下面結(jié)合
圖1和圖2A到2D描述現(xiàn)有的縱向鉆孔和爆破方法。
參考圖1，根據(jù)一個(gè)排列鉆裝藥孔4，對(duì)于每個(gè)裝藥孔4的每個(gè)圓圈中的參考標(biāo)記指示了爆破的順序。
圖2A到2D是描述現(xiàn)有的縱向鉆孔和爆破方法的各個(gè)步驟的示意圖。參考標(biāo)記1，2，3、4和5分別代表一個(gè)引導(dǎo)隧道、一個(gè)上半部分、一個(gè)下半部分、裝藥孔和一個(gè)直線鉆孔區(qū)域。
根據(jù)現(xiàn)有的縱向鉆孔和爆破方法，首先在圖2A所示的上半部分2上鉆裝藥孔4。根據(jù)工作的情況，使用立式鉆機(jī)實(shí)施一預(yù)定長(zhǎng)度隧道的鉆掘?；蚴褂密囇b鉆機(jī)實(shí)施巖栓或裝藥孔的鉆掘。
因此，如圖2B所示，實(shí)施裝藥孔4的鉆掘。在這個(gè)時(shí)刻，確定裝藥孔4的爆破延遲次序。爆破延遲次序用于依次產(chǎn)生爆破，從一個(gè)最靠近一個(gè)引導(dǎo)隧道1的自由面的區(qū)域開始以便獲得一個(gè)由引導(dǎo)隧道1所提供的一個(gè)自由面，該次序被這樣確定，即爆破依次從最靠近引導(dǎo)隧道1的最內(nèi)區(qū)域進(jìn)行到最遠(yuǎn)離引導(dǎo)隧道1的最外部區(qū)域。在這個(gè)時(shí)刻，也確定了直線鉆孔區(qū)域5的爆破延遲次序。與引導(dǎo)隧道1的相似，這樣確定最外部分的爆破延遲次序，即它對(duì)應(yīng)于一個(gè)底部部分、一個(gè)下部部分和一個(gè)頂部部分的次序。在確定爆破延遲次序的基礎(chǔ)上，實(shí)施直線鉆孔區(qū)域5的裝藥。在這個(gè)情況下，預(yù)先確定的炸藥量被裝入到直線鉆孔區(qū)域5的爆破部分中，要考慮到在如圖2B所示在鉆孔和爆破之后產(chǎn)生的巖石松動(dòng)區(qū)域。
在完成裝藥之后，安裝計(jì)劃好的爆破延遲次序?qū)嵤┍?。在爆破之后清除所產(chǎn)生的碎料，如圖2C所示。此后，如圖2D所示，在整個(gè)區(qū)域中鉆掘具有一預(yù)定長(zhǎng)度的裝藥孔4。重復(fù)上述步驟以獲得所需要的隧道。
在按照上述的次序挖掘一個(gè)隧道的傳統(tǒng)的縱向爆破方法中，因?yàn)檠b藥孔4是布置在一個(gè)隧道掘進(jìn)的方向，爆破震動(dòng)將會(huì)通過(guò)隧道的整個(gè)長(zhǎng)度傳遞到地表面。于是，當(dāng)爆破壓力和能量從爆破點(diǎn)傳遞到巖石上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生地面的爆破震動(dòng)。由于這個(gè)地面震動(dòng)，安裝在靠近隧道上面部分的區(qū)域的結(jié)構(gòu)和其它對(duì)震動(dòng)敏感的設(shè)施將受到嚴(yán)重的破壞。
在傳統(tǒng)的縱向鉆孔和爆破的方法中，只是在去除用于TBM碎料車的軌道之后，在縱向?qū)嵤㏕BM引導(dǎo)隧道的擴(kuò)大爆破。于是限制了依次挖掘的長(zhǎng)度。由于挖掘長(zhǎng)度的增加，將增加過(guò)度斷裂和鉆孔的時(shí)間。在挖掘之后再實(shí)施裝藥孔的鉆掘是不便利的，因?yàn)樗淼辣砻媸植灰?guī)則平整，以及限制了在掘進(jìn)方向用于裝藥孔的鉆掘的長(zhǎng)度。此外，在使用TBM完成引導(dǎo)隧道的挖掘的之后，在隧道掘進(jìn)工作中應(yīng)當(dāng)重復(fù)實(shí)施鉆孔—裝藥—爆破—碎料清除的步驟。于是，引導(dǎo)隧道可以被無(wú)效率地使用。這將導(dǎo)致長(zhǎng)的建設(shè)周期和高的建筑成本。此外，因?yàn)槎逊e的挖掘區(qū)域下面的碎料需要使用適合的機(jī)械設(shè)備逐一地裝載到卸載車上，這需要長(zhǎng)的時(shí)間去除碎料，以便直到去除所有的碎料實(shí)施下面的步驟。
在這個(gè)去除碎料的步驟中，可支撐的隨后的車輛的數(shù)量受到限制，借此用作在提高挖掘長(zhǎng)度中的阻礙因素。此外，隨著挖掘長(zhǎng)度的增加，不可避免地要增加過(guò)度斷裂。盡管在預(yù)定區(qū)域的過(guò)度斷裂可以增加挖掘的長(zhǎng)度，但是增加了碎料量和去除碎料的時(shí)間。因此，考慮到隧道挖掘周期時(shí)間，要對(duì)挖掘長(zhǎng)度的增加進(jìn)行限制。
為了解決上述的問(wèn)題，在韓國(guó)專利No.98-143712中公開了一種雙向鉆孔和爆破方法以及裝藥孔鉆掘設(shè)備。圖3A和3B分別顯示了排列的裝藥孔，圖3C分別顯示了沿著在圖3A和3B中的A-A和B-B線的截面視圖。圖4A到4D是分別描述雙向鉆孔和爆破方法的順序步驟地示意圖。
參考圖3A到3C，沿著引導(dǎo)隧道7的徑向方向鉆取網(wǎng)格形狀的裝藥孔，接著在一個(gè)最外的隧道部分中沿著縱向進(jìn)行鉆掘。在這個(gè)時(shí)候，分配給每個(gè)裝藥孔9的圓圈中的參考數(shù)字代表爆破次序。
在一個(gè)上半部分8中沿著垂直于一個(gè)由TBM挖掘的引導(dǎo)隧道7的縱向方向的方向徑向地鉆取橫向的裝藥孔9。同時(shí)，沿著如圖4A所示的縱向方向在一個(gè)最外部分10鉆取縱向裝藥孔。如圖4B所示，實(shí)施縱向和橫向裝藥孔的裝藥。接著，實(shí)施爆破。參考圖4C，使用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備清除由爆破產(chǎn)生的碎料，例如，一個(gè)載荷壓頭鏟斗。如圖4D所示，在最外部分10的預(yù)定部分中再次鉆取直線裝藥孔5。
盡管傳統(tǒng)的雙向鉆孔和爆破方法具有縮短鉆孔和爆破時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，但是碎料的清除方式與傳統(tǒng)的鉆孔和爆破方法相同。于是隧道挖掘周期時(shí)間的效率低下。也就是說(shuō)，由于挖掘的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，所需的碎料清除時(shí)間也增加了。
此外，需要一個(gè)鉆孔設(shè)備實(shí)施用于擴(kuò)大的雙向鉆孔和爆破。因?yàn)樵陔p向鉆孔和爆破方法的爆破模式，在TBM上安裝這個(gè)鉆孔設(shè)備以在隧道的下半部分上鉆取徑向孔的難度很大，于是應(yīng)當(dāng)使用其它的鉆孔設(shè)備實(shí)施鉆掘，這樣降低了鉆孔設(shè)備的效率。此外，車載鉆機(jī)靠近由TBM挖掘的引導(dǎo)隧道有一定的難度，這是因?yàn)榧词褂密囕d鉆機(jī)實(shí)施鉆掘，很難確定鉆孔的位置和大小。
盡管可以使用小型的車載鉆機(jī)，也存在一些問(wèn)題，即在鉆掘過(guò)程中連接到車載鉆機(jī)上的電纜和供水管道應(yīng)當(dāng)進(jìn)入到隧道中，于是這些電纜和管道應(yīng)當(dāng)移出隧道以防止爆破過(guò)程的損壞。因此，需要花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施挖掘，以及此外，很難同時(shí)實(shí)施鉆掘過(guò)程和隧道鉆孔過(guò)程。另外，因?yàn)樵谙掳氩糠秩匀皇褂每v向鉆孔和爆破方法，該方法限制了對(duì)所花費(fèi)的鉆掘時(shí)間的縮短。
如上所述，在縱向鉆孔和爆破方法或雙向鉆孔和爆破方法中在完成了由TBM實(shí)施的隧道鉆掘之后才實(shí)施鉆孔和爆破，在由TBM實(shí)施隧道鉆掘的過(guò)程中只能實(shí)施徑向的鉆孔過(guò)程，但是在完成隧道鉆掘之后應(yīng)當(dāng)實(shí)施擴(kuò)大爆破過(guò)程。
如果可以同時(shí)實(shí)施鉆孔和爆破過(guò)程和隧道鉆掘過(guò)程，由于不可避免地實(shí)施擴(kuò)大爆破過(guò)程，用于TBM隧道鉆掘的附屬設(shè)備，例如電纜、水管。通氣管等，將被損壞，用于碎料車的軌道將被填埋。
本發(fā)明的公開因此，本發(fā)明的目的是提供一種三維多階段的隧道掘進(jìn)方法以改善隧道掘進(jìn)的周期和花費(fèi)，其中在挖掘一個(gè)引導(dǎo)隧道的期間同時(shí)實(shí)施鉆孔和爆破。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于上述方法的設(shè)備，它能夠提高隧道掘進(jìn)的效率和碎料清除的效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于隧道掘進(jìn)的方法，包括步驟a)在一個(gè)引導(dǎo)隧道中的一個(gè)上半部分上鉆取傾斜裝藥孔，上述引導(dǎo)隧道是通過(guò)一個(gè)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)進(jìn)行挖掘的，和在挖掘上述引導(dǎo)隧道期間在一個(gè)最外隧道部分沿著隧道掘進(jìn)的方向(縱向方向)鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度的最外裝藥孔，以及對(duì)上半部分實(shí)施裝藥和爆破，其中上述傾斜裝藥孔從一個(gè)橫截方向項(xiàng)一個(gè)縱向方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度；以及b)在鉆取縱向孔之后，對(duì)與隧道面分隔一預(yù)定距離的除了中間部分的下半部分實(shí)施裝藥和爆破。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于挖掘隧道的設(shè)備，包括挖掘一引導(dǎo)隧道的隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的主體，沿著掘進(jìn)方向前進(jìn)，并且具有一個(gè)拖車；一個(gè)鉆孔裝置，在上述主體挖掘引導(dǎo)隧道的同時(shí)，說(shuō)話速鉆孔裝置在引導(dǎo)隧道的上半部分上鉆取傾斜孔，以及上述鉆孔裝置被安裝在TBM的主體上，其中手術(shù)鉗胸口從一個(gè)橫截方向向一個(gè)縱向方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度；一第一旋轉(zhuǎn)裝置，用于沿著傾斜方向和一個(gè)圓周方向旋轉(zhuǎn)上述鉆孔裝置；一個(gè)碎料清除裝置，設(shè)置在下半部分的底部上，用于將由爆破產(chǎn)生的碎料運(yùn)載到隧道的外面；一用于旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏟斗的第二旋轉(zhuǎn)裝置，安裝在一個(gè)裝載機(jī)的前面，通過(guò)使鏟斗在一水平面旋轉(zhuǎn)一預(yù)定的角度，便于裝載位于上半部分和下半部分的狹窄區(qū)域的碎料。
圖1是傳統(tǒng)的縱向鉆孔和爆破模式的示意圖；圖2A到2D顯示了傳統(tǒng)的縱向鉆孔和爆破的方法的次序步驟；圖3A到3C顯示了傳統(tǒng)的雙向鉆孔和爆破模式的示意圖；圖4A到4D顯示了傳統(tǒng)的雙向鉆孔和爆破方法的次序步驟；圖5A到5D顯示了根據(jù)本發(fā)明的鉆孔和爆破模式的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法的透視圖；圖7A到7D顯示了根據(jù)本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法的次序步驟；圖8A是傳統(tǒng)的隧道掘進(jìn)方法的雙向軌道系統(tǒng)的示意圖；圖8B和8C是根據(jù)本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法的三向軌道系統(tǒng)的示意圖；圖8D是用于根據(jù)本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法中的可變梯形結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9A到9C是在本發(fā)明中使用的楔形聯(lián)結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖10A到10G是清除由本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法生產(chǎn)的碎料的次序步驟的示意圖；
圖11A到11C是在現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明中使用的隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的示意圖；圖12A到12D是在本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法中使用的旋轉(zhuǎn)裝置的示意圖；圖13和14是在本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法中使用的運(yùn)載裝置的示意圖；圖15是在本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法中使用的一個(gè)通風(fēng)管系統(tǒng)的透視圖；圖16A到16C是在本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法中使用的加襯型式的示意圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例圖5A和5B是顯示了本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法的鉆孔和爆破模式的示意圖。
參考圖5A到5D，根據(jù)爆破震動(dòng)在隧道掘進(jìn)方向穿過(guò)裝藥孔的長(zhǎng)度方向的傳播強(qiáng)度較大的事實(shí)，在通過(guò)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)挖掘引導(dǎo)隧道的期間沿著一個(gè)傾斜方向預(yù)先鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度的裝藥孔22。也就是說(shuō)，傾斜的裝藥孔22從一個(gè)橫截方向傾斜向一個(gè)在隧道掘進(jìn)部分的縱向方向。在最外的隧道掘進(jìn)部分上鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度的用于平穩(wěn)爆破的縱向裝藥孔23，以及接著在一區(qū)域?qū)嵤┯糜跀U(kuò)大的第一傾斜爆破和縱向爆破，該區(qū)域與一個(gè)TBM隧道面距離幾百米遠(yuǎn)。此后，在除了中間部分的下半部分上再次鉆取縱向裝藥孔26，在用于爆破擴(kuò)大的區(qū)域達(dá)到一預(yù)定的長(zhǎng)度(在后文中稱為一個(gè)NATM隧道表面)，接著實(shí)施擴(kuò)大爆破。以及最后，使用預(yù)先在下半部分的中間部分上鉆取得橫向裝藥孔，在完成由TBM實(shí)施引導(dǎo)隧道的挖掘之后實(shí)施第三次擴(kuò)大爆破，和拆除用于碎料車的軌道。因此，可以縮短用于隧道挖掘的周期時(shí)間和花費(fèi)。
下面參考圖6和圖7A到7D詳細(xì)描述本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法。
參考圖6，提供了顯示本發(fā)明的所有裝藥孔和用于裝載碎料的碎料清除裝置的透視圖。
從傾斜孔22開始，通過(guò)靠近TBM的頭部或支持系統(tǒng)安裝的車載鉆機(jī)，預(yù)先在上半部分上鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度和角度的傾斜孔22。接著縱向地鉆取在最外隧道部分中的直線鉆孔23，以減少在距離TBM隧道面幾百米距離的區(qū)域上的過(guò)度斷裂。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，直線鉆孔(1a)的長(zhǎng)度為2～4米，對(duì)應(yīng)于其傾斜裝藥孔，距離為2～4米，如圖7A所示。在這個(gè)時(shí)刻，縱向裝藥孔的端部應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于傾斜裝藥孔的端部，如在圖7A中的點(diǎn)線“a”所示。
優(yōu)選的是，適合地確定傾斜裝藥孔的角度以便在爆破之后集中在隧道面的中間由爆破產(chǎn)生的碎料，如圖7B所示。在本發(fā)明的實(shí)施例中，傾斜裝藥孔被傾斜到隧道的入口，其角度是20度～40度。下一步，借助于在圖7D中所示的縱向鉆孔和爆破方法，在距離NATM隧道面的幾十米距離的區(qū)域，實(shí)施用于除了中間部分的下半部分的第二擴(kuò)大爆破。最后，通過(guò)橫向鉆孔和爆破的方法，在預(yù)先鉆取的孔中實(shí)施下半部分的中間部分的第三擴(kuò)大爆破。
盡管根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于第一爆破只實(shí)施了單次爆破，但是也可以實(shí)施兩次爆破以獲得較長(zhǎng)的隧道掘進(jìn)的長(zhǎng)度和清除剩余的碎料，上述剩余的碎料是通過(guò)縱向鉆孔和爆破方法對(duì)于最外隧道部分在單次爆破完成之后完全產(chǎn)生的，如圖7C所示。可是，考慮到要運(yùn)輸?shù)乃榱狭浚摲椒☉?yīng)當(dāng)在第二爆破的同時(shí)實(shí)施。這樣將完全清除上述剩余巖石碎料，以便可以增加隧道掘進(jìn)的長(zhǎng)度。
下面將參考圖9A到9C描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例提供了用于本發(fā)明的楔形聯(lián)結(jié)裝置以控制裝藥孔的裝藥。
當(dāng)鉆取傾斜裝藥孔22以用于最大減少隧道掘進(jìn)的周期時(shí)間時(shí)，上述傾斜裝藥孔22被預(yù)先鉆取到一個(gè)和一爆破孔和一巖栓孔24的長(zhǎng)度之和相同的長(zhǎng)度，以便使引導(dǎo)隧道的效率最大化。這就是說(shuō)，裝藥孔/巖栓孔的組合被用作第一傾斜爆破的爆破孔。在最外隧道部分的第二精確爆破之后，上述裝藥孔/巖栓孔的組合可以被再次使用作為巖栓孔。因此，因?yàn)椴恍枰獙?shí)施一個(gè)用于穩(wěn)定挖掘的隧道部分的附加的巖栓孔的鉆取，可以顯著地減少巖栓孔的鉆取時(shí)間。在這個(gè)時(shí)刻，在傾斜裝藥孔/巖栓孔的組合與縱向裝藥孔的交接區(qū)域中，可以在傾斜裝藥孔中發(fā)現(xiàn)水流，這是由于在縱向裝藥孔的鉆取工作中產(chǎn)生的水的緣故。因此，如果出現(xiàn)交接，可以通過(guò)再次實(shí)施在離開第一裝藥孔的位置上實(shí)施縱向的鉆孔而解決上述的問(wèn)題。
在完成了傾斜裝藥孔22和縱向裝藥孔的鉆取之后，在隧道的底部上安裝用于清除由于爆破產(chǎn)生的碎料的設(shè)備。通過(guò)適當(dāng)?shù)厣舷抡{(diào)節(jié)在引導(dǎo)隧道的下半部分中擴(kuò)大部分，可以保護(hù)用于清除碎料的設(shè)備31的裝載體33，防止受到爆破壓力和爆破產(chǎn)生的下降的碎料的損壞。
如圖14所示，在引導(dǎo)隧道的底部的兩側(cè)放置的軌道432和一個(gè)輪子433A連接到上述設(shè)備的下部以便可以使上述設(shè)備移動(dòng)。此外，裝載體433包括用于連續(xù)地連接到上述設(shè)備的端部的連接環(huán)和具有裝載碎料空間的箱體434，其中箱體434被放置在裝載體433的上部并且能夠被提升到裝卸車上。在這個(gè)時(shí)刻，一個(gè)橡膠件435被連接到裝載體433的內(nèi)側(cè)，與箱體434的外側(cè)相接觸，以便減小由于下落碎料的分散而引起的損壞和噪音。
如圖9A到9C所示，在安裝用于清除碎料的設(shè)備31之后，對(duì)傾斜裝藥孔22和縱向裝藥孔23實(shí)施裝藥。在這個(gè)時(shí)刻，在傾斜裝藥孔22的長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，一個(gè)楔形聯(lián)結(jié)裝置被安裝在傾斜爆破區(qū)域的傾斜孔22上，以及形成一個(gè)具有適當(dāng)長(zhǎng)度的夾沙層25，于是可以控制用于裝藥的鉆孔長(zhǎng)度以實(shí)施第一爆破。在這個(gè)時(shí)刻，楔形聯(lián)結(jié)裝置的直徑略大于傾斜裝藥孔22的直徑。楔形聯(lián)結(jié)裝置1400包括一個(gè)橡膠連接件42，在其中形成一個(gè)楔形槽42A，一個(gè)插入到橡膠連接件42的楔形槽42A中的楔塊43。因此，爆破炸藥通過(guò)楔形聯(lián)結(jié)裝置900和夾沙層25被可靠地填充在傾斜爆破部分中。
圖9C是描述了用于控制本發(fā)明的裝藥長(zhǎng)度的楔形聯(lián)結(jié)裝置1400的結(jié)構(gòu)的視圖。
首先，在鉆取傾斜裝藥孔22之后，橡膠連接件42被插入到裝藥孔22的入口并且用一個(gè)根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的刻度管44將其推入到傾斜裝藥孔22中。此后，用一個(gè)楔桿45將楔塊43穿過(guò)刻度管44插入到橡膠連接件42中，于是爆破炸藥被填充道傾斜爆破區(qū)域的鉆孔長(zhǎng)度之中。
盡管傾斜裝藥孔的鉆取長(zhǎng)度大于所設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度，使用楔形聯(lián)結(jié)裝置1400可以控制用于裝藥的鉆孔長(zhǎng)度，于是可以得到一個(gè)精確的隧道掘進(jìn)。
當(dāng)完成對(duì)傾斜裝藥孔22和縱向裝藥孔23的裝藥之后，如圖7B所示，可以實(shí)施用于傾斜爆破和縱向爆破的第一爆破。
借助于傾斜裝藥孔22，由第一爆破產(chǎn)生的碎料被集中到隧道面的中間，于是被聚集在放置在裝載體33的箱體34中，如圖11C所示。包含有碎料的裝載體33被快速地后撤，于是獲得下一次工作的空間。后撤裝載體33的箱體34被提升到裝卸車上，以便方便地清除碎料，如圖11D所示。同時(shí)，沒(méi)有落入到裝載體上的剩余的碎料可以通過(guò)使用一個(gè)裝載鏟斗被裝載到箱體34中。
在實(shí)施完成第一爆破之后，在除了中間部分以外的下半部分上實(shí)施縱向孔的鉆取，接著實(shí)施第二爆破。
由用于擴(kuò)大的第二爆破產(chǎn)生的碎料被裝載進(jìn)入在裝載體上的箱體。此外，同時(shí)實(shí)施上述第一和第二爆破，于是減少了后續(xù)過(guò)程的時(shí)間，例如通風(fēng)過(guò)程。
在爆破的同時(shí)，一個(gè)在蓋板上的軌道轉(zhuǎn)換裝置890被安裝在伸長(zhǎng)的隧道內(nèi)，以便于碎料車或機(jī)車500的移動(dòng)。
參考圖8A，提供了軌道系統(tǒng)的示意圖，其中在引導(dǎo)隧道的下半部分的底部中每距離1-2km的位置上安裝蓋板，于是碎料車或者牽引車可以沿著軌道相互移動(dòng)。但是，在本發(fā)明中，如圖8B和8C所示，安裝了一種三向軌道，其中下半部分的剩余的中間部分和已經(jīng)挖掘的下半部分的兩側(cè)被蓋板870相互連接，并且支撐880被設(shè)置在蓋板870的端部。因此，可以容易地移動(dòng)碎料車和裝載體。此外，裝載鏟斗被設(shè)計(jì)成可以通過(guò)一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)裝置在下半部分的兩側(cè)的狹窄的區(qū)域旋轉(zhuǎn)，以便由第二爆破產(chǎn)生的碎料可以北輕松地裝載到碎料車中。
參考圖8D，可以輕松地安裝一個(gè)可變梯形結(jié)構(gòu)850，用于引導(dǎo)隧道掘進(jìn)設(shè)備。例如車載鉆機(jī)或裝載裝置。在這個(gè)時(shí)刻，可以通過(guò)鉸鏈804和在第二蓋板802下面的支撐的兩個(gè)支撐桿805調(diào)節(jié)第一、第二和第三蓋板801、802和803，可以使用一個(gè)螺栓806來(lái)調(diào)節(jié)蓋板801、802和803的高度。因此，可以調(diào)節(jié)梯形結(jié)構(gòu)805以改變下半部分的高度。
第二蓋板802被連接到一個(gè)水平梁807和安裝在水平梁807的下面的輪子808上，于是梯形結(jié)構(gòu)805可以根據(jù)工作情況輕松地移動(dòng)。以及第三蓋板803可以通過(guò)一個(gè)鉸鏈804和絞狀線809被放置在下半部分上或其上部和其下部。
盡管由于軌道的緣故不能在下半部分的中間部分中實(shí)施爆破，在通過(guò)TBM實(shí)施引導(dǎo)隧道的挖掘期間，如果對(duì)諸如電纜、空氣和水供給管等TBM的附屬設(shè)備進(jìn)行保護(hù)防止爆破的損害，則可以實(shí)施下半部分的兩側(cè)的爆破。
這就是說(shuō)，可以在第一爆破的同時(shí)，可以在距離NATM隧道面幾十米距離的區(qū)域?qū)嵤┑诙?，接著在TBM挖掘引導(dǎo)隧道完成之后，可以通過(guò)采用橫向鉆孔和爆破方法準(zhǔn)備實(shí)施第三爆破，其中在挖掘引導(dǎo)隧道期間可以預(yù)先實(shí)施鉆孔。
現(xiàn)在參考圖5A到5D，在第二爆破期間，對(duì)于在一個(gè)位于下半部分的中間部分和兩側(cè)之間的邊界中的平穩(wěn)爆破必須要保護(hù)TBM的附屬設(shè)備。由第二爆破產(chǎn)生的碎料可以通過(guò)與上述的第一爆破中的相同方式清除出去。這個(gè)工作可以在諸如安裝巖栓或鋼肋的穩(wěn)固隧道的期間進(jìn)行，以便可以縮短總的周期時(shí)間?？梢允褂勉@孔設(shè)備的空余時(shí)間預(yù)先鉆取用于第三爆破的橫截裝藥孔，接著在TBM完成引導(dǎo)隧道的挖掘和拆除碎料車的軌道之后實(shí)施第三爆破。
參考圖10A到10G，詳細(xì)描述了運(yùn)載爆破產(chǎn)生的碎料的次序步驟，其中借助于碎料車28、裝載體27，33和牽引車500將碎料運(yùn)載。碎料被裝載到碎料車28上，該碎料車沿著軌道移動(dòng)，牽引車500將碎料車28、裝載體27，33拉出到隧道的外面。
在通過(guò)TBM挖掘引導(dǎo)隧道時(shí)產(chǎn)生的碎料通過(guò)傳送帶被運(yùn)載到碎料車上，接著通過(guò)牽引車500將碎料車?yán)龅剿淼劳饷妗?br> 由第一爆破所產(chǎn)生的碎料大部分被收集到在裝載體33上的箱體之中，剩余的碎料被裝載鏟斗裝載，于是通過(guò)牽引車300將裝載體33拉出到隧道的外面。
下一步，由第二爆破所產(chǎn)生的碎料被裝載到底部裝載體27上或裝載體33上，它們被牽引車500拉出到隧道的外面。因?yàn)榈谝槐坪偷诙扑a(chǎn)生的碎料被裝載到裝載體上并被牽引車?yán)龅剿淼赖耐饷妫梢允褂糜阢@孔的工作空間安全可靠并且減少了隧道掘進(jìn)的周期時(shí)間。
如果同時(shí)實(shí)施第一爆破和第二爆破以減少周期時(shí)間，裝載有碎料的裝載體33和底部裝載體27可以被牽引車500快速地拉出隧道。
參考圖11A，顯示了包括用于挖掘引導(dǎo)隧道的TBM的主體100的隧道掘進(jìn)設(shè)備，帶有TBM的支持拖車101；TBM的支持輔助設(shè)備102；安裝在TBM的支持拖車101的適當(dāng)位置上的車載鉆機(jī)200，該車載鉆機(jī)200用于在上半部分鉆取傾斜裝藥孔；安裝在TBM的支持拖車101上的第一旋轉(zhuǎn)裝置300用于旋轉(zhuǎn)和傾斜鉆機(jī)；一個(gè)碎料清除裝置，設(shè)置在下半部分的底部上，用于裝載由爆破產(chǎn)生的碎料；一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)裝置，用于使裝載鏟斗旋轉(zhuǎn)以便將位于下半部分的狹窄區(qū)域的碎料裝載到裝載體上；一個(gè)牽引車500，用于將碎料車和裝載體牽引到隧道的外面；一個(gè)可變梯形結(jié)構(gòu)，用于引導(dǎo)在隧道掘進(jìn)中使用的全部設(shè)備；以及一個(gè)蓋板870和一個(gè)便于碎料車和裝載體移動(dòng)的軌道轉(zhuǎn)換裝置。
參考圖11A到11C，顯示了TBM的主體100，它包括多個(gè)高速回轉(zhuǎn)的用于切割巖石的切削刀112；一個(gè)被頭部套116包圍的頭部110，頭部套116具有多個(gè)用于向后運(yùn)載碎料的鏟斗；一個(gè)安裝在頭部110的后面的液壓缸122，用于使頭部110向前運(yùn)動(dòng)；一個(gè)具有驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部方鉆桿120以便對(duì)頭部110提供回轉(zhuǎn)的動(dòng)力；多個(gè)安裝在內(nèi)部方鉆桿120的外部的夾持墊板132；多個(gè)設(shè)置在外部方鉆桿130上的墊板缸134，用于使夾持墊板132朝著引導(dǎo)隧道1的徑向方向移動(dòng)，外部方鉆桿130用于支撐頭部110；一個(gè)傳送帶裝置141和一個(gè)輔助傳送裝置142，用于將在鏟斗中的碎料從IBM的主體100傳送到TBM的支持拖車101上。
參考圖12A，顯示了安裝在TBM的支持拖車的平臺(tái)103上的車載鉆機(jī)200，包括用于鉆取多個(gè)裝藥孔和巖栓孔的鉆頭210；用于驅(qū)動(dòng)鉆頭210的沖頭220；一個(gè)使沖頭220前后移動(dòng)的供給缸230。供給缸230通過(guò)外部控制器控制，用于根據(jù)隧道面的條件調(diào)節(jié)鉆孔的深度。
盡管在本發(fā)明的實(shí)施例中，安裝在TBM的支持拖車的平臺(tái)103上的車載鉆機(jī)200沒(méi)有與傳送帶裝置141相互干擾，也可以將車載鉆機(jī)200安裝在內(nèi)部方鉆桿120或者TBM的主體100的主桿上。在這個(gè)時(shí)刻，車載鉆機(jī)200的位置與TBM的主體100相距一定距離的原因是為了獲得足夠的鉆孔間距。
下面參考圖12A到12C描述鉆孔設(shè)備的操作機(jī)構(gòu)。
通過(guò)在內(nèi)部方鉆桿120上的液壓缸122推進(jìn)TBM的主體100的頭部以便使用頭部的切削刀挖掘引導(dǎo)隧道，驅(qū)動(dòng)力是通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置124傳遞的。由爆破產(chǎn)生的碎料被傳送帶裝置運(yùn)載到支持附屬設(shè)備102中，以及通過(guò)牽引車將碎料車?yán)鏊淼馈?br> 在TBM挖掘引導(dǎo)隧道的同時(shí)，安裝在TBM的支持拖車的平臺(tái)103上的車載鉆機(jī)200在上半部分上鉆取傾斜裝藥孔。在這個(gè)時(shí)刻，考慮到巖石的條件，可以同時(shí)鉆取巖栓孔或者與裝藥孔分別鉆取。
參考圖12A和12B，顯示了旋轉(zhuǎn)裝置300，該旋轉(zhuǎn)裝置300包括用于使進(jìn)料器沿著圓周方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，該旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置的中心軸線與引導(dǎo)隧道的中心軸線重合并且裝備有車載鉆機(jī)200；用于優(yōu)選在-90度～+90度的旋轉(zhuǎn)角中單獨(dú)使進(jìn)料器旋轉(zhuǎn)的第一電動(dòng)機(jī)330；一個(gè)安裝在旋轉(zhuǎn)支架320上的支架裝置340用于傾斜地旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)；以及一個(gè)安裝在支架裝置340上的步進(jìn)電機(jī)350，用于沿著傾斜的方向供給上述旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。
參考圖12B，描述了支架裝置1200，包括一個(gè)支架341，用于通過(guò)螺栓安裝旋轉(zhuǎn)軸320，支架的形狀是凹入的“U”形并且在支架的中間具有孔341A；一個(gè)插入到孔341A中的軸承346；一個(gè)連接到步進(jìn)電機(jī)350的芯軸上的圓周齒輪342；以及一個(gè)齒圈板343，該齒圈板具有一個(gè)與圓周齒輪342嚙合的內(nèi)齒圈344，其中該內(nèi)齒圈被連接到一個(gè)板345上。
通過(guò)借助于在旋轉(zhuǎn)支架320上的旋轉(zhuǎn)齒輪的齒輪，可以調(diào)整鉆孔的角度，該旋轉(zhuǎn)齒輪被第一電動(dòng)機(jī)330通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置300和支架裝置1300所驅(qū)動(dòng)。借助于步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)圓周齒輪和內(nèi)齒圈342，344進(jìn)行傾斜裝藥孔的鉆取。在這個(gè)時(shí)刻，優(yōu)選的是，被步進(jìn)電機(jī)350驅(qū)動(dòng)的齒圈板343的傾斜角度大約為20度到40度。以及借助于由沖頭220和供給缸230傳遞的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行傾斜裝藥孔的鉆取。
參考圖13和14，顯示了用于運(yùn)載碎料的設(shè)備，包括一個(gè)安裝在隧道底部的兩側(cè)的軌道432；一個(gè)借助于輪子433a在軌道432上移動(dòng)的裝載體433和具有一個(gè)連接到另一個(gè)裝載體上的連接件；一個(gè)在裝載體433上箱體434用于裝載碎料，一個(gè)在裝載體433和箱體434之間的橡膠板435，用于減小沖擊和振動(dòng)；以及一個(gè)裝載體下面的彈簧，用于減小沖擊。在這個(gè)時(shí)刻，裝載體433和箱體434被設(shè)計(jì)成盡可能多地裝載碎料，例如它們的高度略低于引導(dǎo)隧道的中心軸線。
通過(guò)擴(kuò)大爆破的區(qū)域的工作情況來(lái)確定裝載體和底部裝載體。如果裝載體的高度高于擴(kuò)大爆破部分的高度，可以裝載更多的碎料，但是裝載體不能在爆破過(guò)程得到保護(hù)。因此，裝載體的選擇應(yīng)當(dāng)考慮工作的情況。
裝有碎料的設(shè)備400被牽引車500牽引。也就是說(shuō)，只有一個(gè)牽引車500將碎料車或裝載體拉出隧道，于是增加了工作效率。
在完成傾斜裝藥孔的鉆取、縱向孔的鉆取和裝藥孔的裝藥過(guò)程之后，實(shí)施第一爆破。第一爆破產(chǎn)生的碎料的大部分被集聚在引導(dǎo)隧道的中間，即集聚在箱體和裝載體上，然后被牽引車?yán)鏊淼馈?br> 輔助設(shè)備必須要得到保護(hù)防止遭到爆破的破壞。在本發(fā)明圖14中的實(shí)施例中，電纜、供氣管和供水管被放置在裝載體的下面以便得到保護(hù)防止被爆破破壞，于是可以在引導(dǎo)隧道的挖掘的同時(shí)安全地實(shí)施鉆孔和爆破。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了隧道掘進(jìn)的速度，在本發(fā)明中更有效地利用了引導(dǎo)隧道的上半部分和下半部分。這就是說(shuō)，當(dāng)傾斜裝藥孔實(shí)施第一爆破時(shí)使用了上半部分，在第二和第三爆破時(shí)使用了下半部分，以及通過(guò)蓋在引導(dǎo)隧道的下半部分上的裝載體保護(hù)附屬設(shè)備不受到爆破的破壞。因此顯著地提高了引導(dǎo)隧道的效率。
參考圖15，顯示了根據(jù)本發(fā)明的三維多階段隧道掘進(jìn)方法的通風(fēng)管道系統(tǒng)的透視圖。
通風(fēng)管道600可以被安裝在引導(dǎo)隧道的頂部區(qū)域或者安裝在側(cè)部區(qū)域之中。在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于TBM挖掘的通風(fēng)管道600仍然被使用，于是主管道602可以與放置在NATM隧道面的后部中的管道603分開，接著實(shí)施用于擴(kuò)大的爆破。因?yàn)橥L(fēng)管道600被設(shè)計(jì)成活扣700的形式并且被吊架懸掛以便方便分離，可以實(shí)施擴(kuò)大爆破和灰塵可以被通風(fēng)排出。在TBM挖掘的情況下，可以將在挖掘期間產(chǎn)生的灰塵再次通過(guò)連接主管道602和放置在NATM隧道面的后部中的管道603被清除排出。
放置在NATM隧道面的后部中的管道603被用于進(jìn)行NATM隧道面的通風(fēng)，以及通過(guò)再次連接兩個(gè)管道被用于TBM隧道面的通風(fēng)。因?yàn)橛糜赥BM隧道掘進(jìn)的通風(fēng)管道600被利用于擴(kuò)大爆破，增加了管道的效率。在這點(diǎn)上，用于TBM隧道面的通風(fēng)管道和用于NATM隧道面的通風(fēng)管道可以被平行安裝。在這個(gè)情況下，諸如灰塵的污染物借助于使用兩個(gè)通風(fēng)管道被有效地清除排出。
在完成爆破和巖栓的安裝以及混凝土噴漿完成之后，可以在隧道的外表面上實(shí)施諸如混凝土灌漿過(guò)程的隧道掘進(jìn)的最后過(guò)程。在傳統(tǒng)的方法中，只有在引導(dǎo)隧道的挖掘和擴(kuò)大爆破完成之后才實(shí)施混凝土灌漿。可是，在本發(fā)明中使用了特殊設(shè)計(jì)的加襯型式以便諸如碎料車，裝載體的輸送附屬設(shè)備的穿過(guò)移動(dòng)。此外，借助于在圖16A到16C所示的加襯型式的上部部分中的鉸鏈和絞盤，可以實(shí)施混凝土襯砌過(guò)程。
在下半部分的剩余中間部分的爆破期間，對(duì)于混凝土襯砌，可以通過(guò)使用具有輪子和橡膠板的鋼制的殼體防止遭到爆破的破壞。
以上只是通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)所述的描述進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于挖掘隧道的方法，包括以下步驟a)在一個(gè)引導(dǎo)隧道中的一個(gè)上半部分上鉆取傾斜裝藥孔，上述引導(dǎo)隧道是通過(guò)一個(gè)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)進(jìn)行挖掘的，和在挖掘上述引導(dǎo)隧道期間在一個(gè)最外隧道部分沿著隧道掘進(jìn)的方向(縱向方向)鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度的最外裝藥孔，以及對(duì)上半部分實(shí)施裝藥和爆破，其中上述傾斜裝藥孔從一個(gè)橫截方向項(xiàng)一個(gè)縱向方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度；以及b)在鉆取縱向孔之后，對(duì)與隧道面分隔一預(yù)定距離的除了中間部分的下半部分實(shí)施裝藥和爆破。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，在步驟b)之后，還包括步驟c)在上述下半部分的中間部分上鉆取裝藥孔；d)實(shí)施連續(xù)的橫截爆破；
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，在步驟a)之后，還包括步驟a1)在引導(dǎo)隧道的底面上的一個(gè)軌道上安裝一個(gè)碎料車；a2)借助于一個(gè)牽引車將裝載有爆破產(chǎn)生的碎料的碎料車?yán)鏊淼馈?br>4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，在步驟a)之后，還包括步驟a1)在完成鉆取最外縱向裝藥孔之后，在一個(gè)用于擴(kuò)大爆破的區(qū)域，在引導(dǎo)隧道的底面上的軌道上安裝一個(gè)裝載體；a2)在對(duì)傾斜裝藥孔和縱向裝藥孔實(shí)施裝藥之后，實(shí)施擴(kuò)大爆破a3)借助于一個(gè)牽引車將裝載有爆破產(chǎn)生的碎料的裝載體拉出隧道。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，在步驟a2)之后，還包括步驟在安裝裝載體之前，在裝載體和引導(dǎo)隧道的底部之前安裝用于TBM的輔助設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，在步驟a2)之后，還包括步驟對(duì)于圍繞著隧道面的剩余巖石，再次在一預(yù)定長(zhǎng)度處實(shí)施縱向鉆孔和爆破。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于，在步驟a)還包括步驟借助于安裝在任何一個(gè)位于TBM的支持拖車和主體之間的地點(diǎn)車載鉆機(jī)的裝置進(jìn)行傾斜孔的鉆取。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于，傾斜孔的鉆取長(zhǎng)度等于裝藥孔和巖栓孔的長(zhǎng)度的和。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于，傾斜裝藥孔具有一個(gè)預(yù)定的角度，以便由擴(kuò)大爆破產(chǎn)生的碎料被集聚在上述隧道的中間。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其特征在于，上述的預(yù)定角度為20度到40度。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于，步驟a)還包括步驟在一個(gè)傾斜爆破區(qū)域的傾斜爆破孔上安裝一楔形聯(lián)結(jié)裝置和一夾沙層，以便將爆破炸藥在一預(yù)定的長(zhǎng)度上填埋到傾斜裝藥孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于，步驟a1)還包括步驟a1)在形成上述傾斜裝藥孔之后將一個(gè)橡膠連接件插入到裝藥孔的入口，和使用一個(gè)刻度管將上述橡膠連接件推入到上述傾斜裝藥孔中；a2)使用上述刻度管將一個(gè)楔塊插入到橡膠連接件中，以便將爆破炸藥裝填到傾斜爆破區(qū)域的傾斜裝藥孔中。
13.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于，步驟a)還包括步驟a1)在隧道的預(yù)定區(qū)域安裝通風(fēng)管道；a2)在位于隧道面的后面的一預(yù)定區(qū)域上的擴(kuò)大爆破中，將一個(gè)主管道與放置在隧道面的后面中的管道分離開。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，步驟b)還包括步驟b1)在擴(kuò)大爆破區(qū)域的引導(dǎo)隧道的底部的上方的預(yù)定區(qū)域上安裝底部裝載體；b2)在除了中間部分的下半部分上鉆取縱向裝藥孔；b3)在實(shí)施裝藥之后實(shí)施爆破；b4)將爆破產(chǎn)生的碎料裝載到裝載體或底部裝載體上；b5)借助于牽引車將上述裝載碎料的裝載體或底部裝載體拉出隧道。
15.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，在步驟b)之后，還包括步驟e)在隧道中安裝一個(gè)加襯型式，以便于使裝載體和其它附屬設(shè)備穿過(guò)加襯型式移動(dòng)；f)用混凝土對(duì)隧道的內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行灌漿。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其特征在于，一個(gè)鋼制的殼體具有一個(gè)連接到其上的吸振材料以保護(hù)混凝土襯砌形式不受到第三爆破的破壞，例如下半部分的中間部分的擴(kuò)大爆破，以及便于輪子移動(dòng)。
17.一種用于挖掘隧道的設(shè)備，包括挖掘一引導(dǎo)隧道的隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的主體，沿著掘進(jìn)方向前進(jìn)，并且具有一個(gè)拖車；一個(gè)鉆孔裝置，在上述主體挖掘引導(dǎo)隧道的同時(shí)，說(shuō)話速鉆孔裝置在引導(dǎo)隧道的上半部分上鉆取傾斜孔，以及上述鉆孔裝置被安裝在TBM的主體上，其中手術(shù)鉗胸口從一個(gè)橫截方向向一個(gè)縱向方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度；一第一旋轉(zhuǎn)裝置，用于沿著傾斜方向和一個(gè)圓周方向旋轉(zhuǎn)上述鉆孔裝置；一個(gè)碎料清除裝置，設(shè)置在下半部分的底部上，用于將由爆破產(chǎn)生的碎料運(yùn)載到隧道的外面；以及一用于旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏟斗的第二旋轉(zhuǎn)裝置，安裝在一個(gè)裝載機(jī)的前面，通過(guò)使鏟斗在一水平面旋轉(zhuǎn)一預(yù)定的角度，便于裝載位于上半部分和下半部分的狹窄區(qū)域的碎料。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，鉆孔裝置被安裝在可以在TBM的一個(gè)內(nèi)部方鉆桿、一個(gè)主桿和拖車的平臺(tái)之中選擇的任一位置上。
19.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，鉆孔裝置包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)鉆頭的沖頭，以及一個(gè)準(zhǔn)備有沖頭的供給缸，用于向前和向后移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，旋轉(zhuǎn)裝置還包括一裝備有旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的旋轉(zhuǎn)支架，用于使鉆孔裝置的進(jìn)料器沿著圓周方向旋轉(zhuǎn)，帶有一個(gè)與引導(dǎo)隧道的中心軸線平行的中心軸線；在一預(yù)定角度旋轉(zhuǎn)上述旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的第一電動(dòng)機(jī)；一個(gè)安裝在旋轉(zhuǎn)支架前面的兩側(cè)上的支架裝置，用于傾斜地旋轉(zhuǎn)鉆孔裝置；以及一個(gè)安裝在支架裝置上的步進(jìn)電機(jī)，用于供給驅(qū)動(dòng)力以沿著一預(yù)定的角度傾斜地旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的設(shè)備，其特征在于，支架裝置還包括一個(gè)支架，用于將一個(gè)支撐手柄固定成形在上述支架的中間的槽中；一個(gè)安裝在上述步進(jìn)電機(jī)的芯軸上的圓周齒輪，上述芯軸穿過(guò)上述位于支架中間的槽；以及一個(gè)固定在鉆孔裝置上的齒輪支架，用于使上述圓周齒輪與一個(gè)內(nèi)齒圈相嚙合。
22.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的設(shè)備，其特征在于，步進(jìn)電機(jī)對(duì)支架裝置供給驅(qū)動(dòng)力，能夠使鉆孔裝置沿著傾斜方向旋轉(zhuǎn)20度～40度。
23.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，用于清除碎料的碎料清除裝置還包括一個(gè)用于在TBM的支持拖車上裝載的碎料的運(yùn)載裝置，用于將爆破產(chǎn)生的碎料運(yùn)載到一個(gè)位于隧道面的后面的一預(yù)定區(qū)域中；一個(gè)安裝在引導(dǎo)隧道的底面的兩側(cè)上的軌道；一個(gè)具有可以在軌道上移動(dòng)的輪子的裝載體；一個(gè)箱體，安裝在上述裝載體上，用于將碎料裝載到箱體中；以及一個(gè)牽引車，位于隧道的外面，用于拉出碎料車和裝載體。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的設(shè)備，其特征在于，還包括安裝在裝載體和箱體之間的第一吸振裝置，用于減少碎料的振動(dòng)和噪音。
25.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的設(shè)備，其特征在于，還包括安裝在裝載體下面的第二吸振裝置，用于防止軌道受到下落的碎料的沖擊。
26.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，還包括安裝在引導(dǎo)隧道的預(yù)定區(qū)域的通風(fēng)管道，用于將在挖掘引導(dǎo)隧道和擴(kuò)大爆破中產(chǎn)生的灰塵排出出去，該管道可以被分離裝置分隔開；一個(gè)可變得梯形結(jié)構(gòu)，用于使鉆孔裝置和碎料清除裝置在擴(kuò)大爆破中方便地移動(dòng)；以及蓋板和軌道轉(zhuǎn)換裝置，用于使碎料車和裝載體可以方便地在附加安裝蓋板上的另一個(gè)軌道上移動(dòng)，上述蓋板使下半部分的中間部分和下半部分的兩側(cè)結(jié)合在一起。
27.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一個(gè)在加襯型式的上部分中的擴(kuò)大裝置，用于使裝載體和其它的附屬設(shè)備穿過(guò)上述加襯型式移動(dòng)；以及一個(gè)安裝在上述加襯型式下的混凝土襯砌的保護(hù)裝置，用于保護(hù)混凝土襯砌不受到第三爆破的損壞。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的設(shè)備，其特征在于，鋼制的殼體具有可移動(dòng)的輪子，和在混凝土襯砌的保護(hù)裝置的后側(cè)連接一個(gè)吸振材料。
專利摘要
一種三維多階段隧道掘進(jìn)方法及其設(shè)備,可以在隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)挖掘引導(dǎo)隧道的期間同時(shí)實(shí)施鉆孔和爆破過(guò)程,于是減少了挖掘的周期和花費(fèi)。三維多階段隧道掘進(jìn)方法包括步驟:在一個(gè)引導(dǎo)隧道中的一個(gè)上半部分上鉆取傾斜裝藥孔,上述引導(dǎo)隧道是通過(guò)一個(gè)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)實(shí)施挖掘的,和在挖掘上述引導(dǎo)隧道期間在一個(gè)最外隧道部分沿著隧道掘進(jìn)的方向(縱向方向)鉆取具有一預(yù)定長(zhǎng)度的最外裝藥孔,以及對(duì)上半部分實(shí)施裝藥和爆破,其中上述傾斜裝藥孔從一個(gè)橫截方向向一個(gè)縱向方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度;以及在鉆取縱向孔之后,對(duì)與隧道面分隔一預(yù)定距離的除了中間部分的下半部分實(shí)施裝藥和爆破。
文檔編號(hào)F42D3/00GKCN1369055SQ00811401
公開日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2000年8月7日
發(fā)明者盧東映, 李燦雨 申請(qǐng)人:Ltm公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan