一种隧道掘进机的锤式掘进方法及应用该方法的非开挖隧道掘进机技术

本发明专利技术公开了一种隧道掘进机的锤式掘进方法及应用该方法的非开挖隧道掘进机，该方法主要包括：步骤1：冲击锤进行一次推进行程量的掘进，形成点掘进区域；步骤2：冲击锤退回并进行变轨，按步骤1继续进行一次推进行程量掘进，形成与上一步骤的点掘进区域部分叠合相连接的下一个点掘进区域；步骤3：重复完成若干次步骤2，形成若干个点掘进区域，由若干个点掘进区域相连而成的第一个中间掘进区域；步骤4：冲击锤变轨，顺次完成步骤1、步骤2及步骤3，形成下一个中间掘进区域；步骤5：重复完成若干次步骤4，形成若干个中间掘进区域，若干个中间掘进区域相连完成整体掘进区域的面掘进。本发明专利技术能减少正面的阻力，便于简化整体掘进系统结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种隧道掘进机的锤式掘进方法及应用该方法的非开挖隧道掘进机。
技术介绍
隧道掘进机是城市地铁建设和管廊施工建设中速度快、质量好、安全性能高的先进技术装备。采用隧道掘进机施工的区间隧道，可以做到对土体弱扰动，不影响地面建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁。这种设备的技术开发与应用，在各国地下工程领域均具有十分广阔的前景。隧道掘进机是非开挖隧道施工的主要装备，其掘进方法是：采用直径略大于机外径的大刀盘旋转挖掘，大刀盘均布多把挖土刀具，同步“吃土”，其土渣经由土仓、通过输送机械运出至地表，此传统方法的技术特征是多刀同面、同步旋挖、强力顶推、强力旋转、土仓平衡、输送运土。现有非开挖隧道掘进装备，通常采用直径略大于个截面的大刀盘旋挖掘进，多有土仓，在整个刀盘扭动时，需要巨大的驱动矩扭力和巨大的掘进推力，令整个旋挖掘进过程中存在能耗大和掘进速度低等缺陷，且对不同地质工况的适应能力有限，挖掘过程中遇到硬质岩石往往需要停工爆破，影响交付工程。为此，为了提升掘进速度、适应快速推进的隧道掘进设备，有必要对设备的掘进方法进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种隧道掘进机的锤式掘进方法，可适应小推力掘进机，刀盘驱动扭矩小，能耗小，掘进速度快，便于简化整体掘进系统结构。本专利技术描述的一种隧道掘进机的锤式掘进方法，其特征在于：它采用可相对于掘进机的机头进行移动的冲击锤进行掘进，冲击锤对掘进面进行撞击动作以形成挖掘进给量，该挖掘方法将掘进区域分为若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域拼接为整体掘进区域；该方法包括以下步骤：步骤1：冲击锤在挖掘区域进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成点掘进区域；步骤2：在完成上一步骤的点掘进区域挖掘后，冲击锤退回并进行变轨，随后按步骤1继续进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成与上一步骤的点掘进区域部分叠合相连接的下一个点掘进区域；步骤3：重复完成若干次步骤2，形成若干个点掘进区域，由所述若干个点掘进区域相连而成的第一个中间掘进区域；步骤4：冲击锤在整体挖掘区域内进行变轨，顺次完成步骤1、步骤2及步骤3，形成下一个中间掘进区域；步骤5：重复完成若干次步骤4，形成若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域相连完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。进一步来说，上述掘进方法还包括步骤6：在完成步骤5的工作后对整体掘进区域进行检查，如所有中间掘进区域相连不存在遗漏区域，则完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作；如所有中间掘进区域相连仍存在遗漏区域而未能完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作，则按步骤1或者按步骤1和步骤2的组合，通过一个或若干个点掘进区域对遗漏区实现按掘进机一次推进行程量进行补充行程量的面掘进工作。一般来说，在具体的掘进施工过程中，合理设置中间掘进区域的密度，是完全可以在完成上述步骤5后实现整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。本专利技术所述的隧道掘进机的锤式掘进方法，其在具体实施过程中，对于中间掘进区域的形成可采取下述两种形式：1.所述步骤2中的冲击锤在挖掘区域内进行以整体掘进区域的中心为圆心的圆周方向变轨，步骤3及步骤4中形成的每一个中间掘进区域构成环形掘进区域；所述步骤4中的冲击锤在挖掘区域内进行逐渐接近或逐渐远离整体掘进区域的中心方向变轨。2.所述步骤2中的冲击锤在挖掘区域内进行逐渐接近或逐渐远离整体掘进区域的中心方向变轨，步骤3及步骤4中形成的每一个中间掘进区域构成径向的线形掘进区域；所述步骤4中的冲击锤在挖掘区域内进行以整体掘进区域的中心为圆心的圆周方向变轨。进一步来说，基于上述技术方案，本专利技术所述的隧道掘进机的锤式掘进方法，在具体的施工过程中，可以就具体步骤进行细化：在步骤4中形成的下一个中间掘进区域与上一个中间掘进区域相连接。另外地，上述任一技术方案所述的隧道掘进机的锤式掘进方法，该冲击锤的一次进给掘进面小于掘进机半径，更有利于是实现以小区域形成整体掘进，实现以更小的撞击挖掘力快速完成隧道截面的掘进。同时，本专利技术还提供了一种非开挖隧道掘进机，它包括机头，机头上安装可相对于机头进行移动的冲击锤，所述冲击锤按照上述任一技术方案所述的掘进方法完成对整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用可相对于掘进机的机头进行移动的冲击锤进行撞击掘进，并将掘进区域分为若干个中间掘进区域，通过由点掘进区域形成中间掘进区域，再由中间掘进区域形成最终整体掘进面的全面掘进，形成点环面或者点线面的掘进方法，改善传统笨重大刀盘多刀同步旋挖掘进的缺陷，减少正面的阻力和刀盘旋转动力下降，可适应小推力掘进机，冲击锤的驱动扭矩小，能耗小，掘进速度快，便于简化整体掘进系统结构，有效实现掘进机整体轻量化、大幅度地节能减排，有效解决原有存在掘进推力大，刀盘驱动扭矩大，能耗大，掘进速度低等缺陷。附图说明图1是本专利技术最佳实施例的掘进轨迹示意图。图2是本专利技术第二种实施例的掘进轨迹示意图。图3是本专利技术所述冲击锤的驱动原理示意图。图4是本专利技术所述冲击锤在隧道掘进机内的工作状态结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术描述的一种隧道掘进机的锤式掘进方法，它为本专利技术的最佳实施例，它采用可相对于掘进机的机头进行移动的冲击锤进行掘进，冲击锤对掘进面进行撞击动作以形成挖掘进给量，该挖掘方法将掘进区域分为若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域拼接为整体掘进区域；该方法包括以下步骤：步骤1：冲击锤在挖掘区域进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成点掘进区域；步骤2：在完成上一步骤的点掘进区域挖掘后，冲击锤退回并进行变轨，随后按步骤1继续进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成与上一步骤的点掘进区域部分叠合相连接的下一个点掘进区域；步骤3：重复完成若干次步骤2，形成若干个点掘进区域，由所述若干个点掘进区域相连而成的第一个中间掘进区域；步骤4：冲击锤在整体挖掘区域内进行变轨，顺次完成步骤1、步骤2及步骤3，形成下一个中间掘进区域；步骤5：重复完成若干次步骤4，形成若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域相连完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。本方法使用的冲击锤可使用地质钻探器械中的潜孔锤，在所述的点掘进区域形成过程中，冲击锤通过撞击完成对点掘进区域进行掘进，留下一个与冲击锤直径大小的掘进坑。期间，冲击锤通过反复撞击完成对点掘进区域进行掘进（即俗称的“吃土”），每一次对点掘进区域进行撞击后沿反方向退回，再进行下一次的撞击动作。为了避免产生遗漏区域，冲击锤的撞击掘进方式采用点掘进区域部分叠合方式，即下一个的点掘进区域与上一个点掘进区域部分重叠，多出的部分为月牙形构成下一个点掘进区域的实际掘进（吃土）部分。进一步来说，上述掘进方法还包括步骤6：在完成步骤5的工作后对整体掘进区域进行检查，如所有中间掘进区域相连不存在遗漏区域，则完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作；如所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道掘进机的锤式掘进方法，其特征在于：它采用可相对于掘进机的机头进行移动的冲击锤进行掘进，冲击锤对掘进面进行撞击动作以形成挖掘进给量，该挖掘方法将掘进区域分为若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域拼接为整体掘进区域； 该方法包括以下步骤：步骤1：冲击锤在挖掘区域进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成点掘进区域；步骤2：在完成上一步骤的点掘进区域挖掘后，冲击锤退回并进行变轨，随后按步骤1继续进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成与上一步骤的点掘进区域部分叠合相连接的下一个点掘进区域；步骤3：重复完成若干次步骤2，形成若干个点掘进区域，由所述若干个点掘进区域相连而成的第一个中间掘进区域；步骤4：冲击锤在整体挖掘区域内进行变轨，顺次完成步骤1、步骤2及步骤3，形成下一个中间掘进区域；步骤5：重复完成若干次步骤4，形成若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域相连完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。

【技术特征摘要】
1. 一种隧道掘进机的锤式掘进方法，其特征在于：它采用可相对于掘进机的机头进行移动的冲击锤进行掘进，冲击锤对掘进面进行撞击动作以形成挖掘进给量，该挖掘方法将掘进区域分为若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域拼接为整体掘进区域；该方法包括以下步骤：步骤1：冲击锤在挖掘区域进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成点掘进区域；步骤2：在完成上一步骤的点掘进区域挖掘后，冲击锤退回并进行变轨，随后按步骤1继续进行掘进机一次推进行程量的掘进，形成与上一步骤的点掘进区域部分叠合相连接的下一个点掘进区域；步骤3：重复完成若干次步骤2，形成若干个点掘进区域，由所述若干个点掘进区域相连而成的第一个中间掘进区域；步骤4：冲击锤在整体挖掘区域内进行变轨，顺次完成步骤1、步骤2及步骤3，形成下一个中间掘进区域；步骤5：重复完成若干次步骤4，形成若干个中间掘进区域，所述若干个中间掘进区域相连完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作。2.根据权利要求1所述的隧道掘进机的锤式掘进方法，其特征在于：它还包括步骤6：在完成步骤5的工作后对整体掘进区域进行检查，如所有中间掘进区域相连不存在遗漏区域，则完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作；如所有中间掘进区域相连仍存在遗漏区域而未能完成整体掘进区域按掘进机一次推进行程量的面掘进工作，则按步骤1或者按步骤1和步骤2的组合，通过一个或若干个点掘进区域对遗漏区实现按掘进机一次推进行程量进行补充...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁定辉，梁军，梁慧妍，
申请(专利权)人：佛山市艺彩玻璃钢制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44