本發(fā)明涉及一種水平單軸定向回轉(zhuǎn)-沖擊組合掘進(jìn)式工程開(kāi)槽機(jī)，屬于開(kāi)槽設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

據(jù)發(fā)明人了解，在水利、交通、建筑等工程領(lǐng)域，需要在不同地質(zhì)條件下修建各種地下連續(xù)的墻體。在實(shí)際施工過(guò)程中，若要在含有礫石、孤石、飄石的地層以及較堅(jiān)硬巖層上開(kāi)深槽修建各種地下連續(xù)的墻體，則是很棘手且有待解決的問(wèn)題。采用發(fā)明人已經(jīng)研發(fā)出的開(kāi)槽機(jī)即能高效率、低成本地完成開(kāi)槽作業(yè)，效果良好。

發(fā)明人于2015年4月13日申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)?zhí)?01510173686.9，授權(quán)公告號(hào)cn104763010a），公布了一種銑削震蕩沖砸式工程開(kāi)槽機(jī)，該專(zhuān)利的技術(shù)方案中，為了保證掘進(jìn)的垂直度，一方面采用舵板糾偏裝置使偏離的導(dǎo)向框架回到垂直方向，另一方面液壓馬達(dá)周期換向，以消除銑削反力引起的框架在垂直方向的偏轉(zhuǎn)。銑削軸除了受到垂直方向的沖擊以外，還具有外廓偏心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)銑削狀態(tài)，同時(shí)液壓馬達(dá)具有按預(yù)設(shè)周期變換轉(zhuǎn)動(dòng)方向的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；該結(jié)構(gòu)在遇到較堅(jiān)硬的巖層時(shí)，利用卷?yè)P(yáng)設(shè)備將震蕩沖砸銑削裝置牽引起落對(duì)礫石、巖石進(jìn)行沖砸。然而，發(fā)明人在實(shí)踐研究中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)問(wèn)題：一、上述開(kāi)槽機(jī)采用銑削軸周期換向的過(guò)程來(lái)平衡銑削反力的措施，雖然可以解決銑削軸掘進(jìn)時(shí)因巖土反作用力帶動(dòng)整個(gè)框架偏離垂直方向的問(wèn)題，但是由于銑削軸周期換向使得刀齒在回轉(zhuǎn)的銑削軸上難以兼顧不同的回轉(zhuǎn)方向，采取合理角度與外形，從而難以提高掘進(jìn)效率，還加大了刀齒的磨耗,刀齒磨耗占工程成本較大比重。另外，若液壓馬達(dá)不具有按預(yù)設(shè)周期變換轉(zhuǎn)動(dòng)方向的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，那么銑削軸只能定向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致銑削軸易偏離垂直方向。

二、上述開(kāi)槽機(jī)中擊錘沖擊框架底梁，并通過(guò)框架傳遞沖擊力到銑削軸及鉆頭，牽動(dòng)整個(gè)框架成為受沖擊體，由于受沖擊體的質(zhì)量大，以致產(chǎn)生加速度較小，不利于破碎巖石的效果。與此同時(shí)，導(dǎo)向框架以及其中設(shè)備受到?jīng)_擊的影響較大,會(huì)帶來(lái)設(shè)備的安全性問(wèn)題。

三、上述開(kāi)槽機(jī)遇到較堅(jiān)硬的巖層時(shí)，利用卷?yè)P(yáng)設(shè)備將震蕩沖砸銑削裝置牽引起落對(duì)礫石、巖石進(jìn)行沖砸。這種沖砸方式一方面沒(méi)有預(yù)加的鉆壓，碎巖效果差，另一方面一次沖砸強(qiáng)度過(guò)大對(duì)掘削部件易產(chǎn)生損壞，同時(shí)采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，自然下落速度受制于重力加速度，其沖擊頻率不高，因而掘進(jìn)效率受到較大限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種水平單軸定向回轉(zhuǎn)-沖擊組合掘進(jìn)式工程開(kāi)槽機(jī)，采用銑削軸分段且反向旋轉(zhuǎn)的方式平衡銑削反力，同時(shí)采用掘削裝置滑動(dòng)掛接框架底梁，使沖擊裝置的釬桿直接沖擊掘削裝置，避免框架底梁等相關(guān)設(shè)備直接承受沖擊，減小了直接受沖擊體的重量，提高了破碎巖石的效果。

為了克服上述的問(wèn)題和缺陷，發(fā)明人做出了進(jìn)一步地深入實(shí)踐研究，并得出了如下技術(shù)方案：

一種水平單軸定向回轉(zhuǎn)-沖擊組合掘進(jìn)式工程開(kāi)槽機(jī)，包括帶有卷?yè)P(yáng)設(shè)備和動(dòng)力系統(tǒng)的行走裝置，以及監(jiān)控裝置；卷?yè)P(yáng)設(shè)備牽引端懸掛有沖擊銑削裝置，沖擊銑削裝置包括豎向的導(dǎo)向框架、糾偏裝置、具有銑削刀具的銑削軸以及沖擊裝置；銑削軸的軸線(xiàn)位于導(dǎo)向框架所處平面內(nèi)，且水平或傾斜布置；銑削軸由橫臥的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或豎向的液壓馬達(dá)通過(guò)換向裝置驅(qū)動(dòng)，銑削軸具有分段平衡反向旋轉(zhuǎn)的定向轉(zhuǎn)動(dòng)銑削狀態(tài)，沖擊裝置安置于導(dǎo)向框架內(nèi)；分段銑削軸之間的聯(lián)系橫梁通過(guò)懸吊滑動(dòng)裝置掛接于導(dǎo)向框架底梁的下方，沖擊裝置的釬桿在液壓驅(qū)動(dòng)下沖擊于聯(lián)系橫梁及銑削軸和定位鉆頭。

該結(jié)構(gòu)中，一方面采用銑削軸分段且反向旋轉(zhuǎn)的方式，平衡銑削反力，避免掘削裝置定向定向偏移；另一方面，在導(dǎo)向框架的底梁下方增設(shè)聯(lián)系橫梁，將包括銑削軸、沖砸鉆頭在內(nèi)的掘削裝置固定于聯(lián)系橫梁上，使沖擊錘不經(jīng)導(dǎo)向框架傳遞，而是經(jīng)過(guò)釬桿直接沖擊聯(lián)系橫梁，提高了掘削裝置對(duì)巖土的沖擊加速度，提高破碎巖石的效果，減小了沖擊錘對(duì)導(dǎo)向框架及其中設(shè)備的沖擊影響。

這樣，通過(guò)銑削軸分段反向旋轉(zhuǎn)平衡的方案，實(shí)現(xiàn)定向旋轉(zhuǎn)平衡銑削反力，替代原技術(shù)方案中通過(guò)銑削軸周期換向的過(guò)程來(lái)平衡銑削反力的措施，使操作更加穩(wěn)定，固定的回轉(zhuǎn)銑削方向，保證了銑削刀具有條件針對(duì)切削方向選擇合理角度與外形從而大大提高掘進(jìn)效率，減小刀齒磨耗；掘削裝置（包括聯(lián)系橫梁、銑削軸和定位鉆頭）與底梁在垂直方向上滑動(dòng)掛接，使沖擊裝置的釬桿直接沖擊于掘削裝置的聯(lián)系橫梁，而不是直接沖擊在導(dǎo)向框架的底梁上，這樣大大減小了直接受沖擊體的重量從而提高掘削裝置對(duì)巖土的沖擊的加速度，既提高破碎巖石的效果，又可以減小沖擊裝置對(duì)導(dǎo)向框架以及其中設(shè)備的沖擊影響；導(dǎo)向框架的底梁與聯(lián)系橫梁之間有緩沖墊，掘進(jìn)操作時(shí)卷?yè)P(yáng)設(shè)備下落，導(dǎo)向框架會(huì)座落在聯(lián)系橫梁上，利用導(dǎo)向框架的重量來(lái)保證刀齒對(duì)巖土的必要的鉆壓壓力強(qiáng)度，導(dǎo)向框架及有關(guān)設(shè)備不直接承受沖擊，大大提高安全可靠性；通過(guò)調(diào)整卷?yè)P(yáng)設(shè)備的起吊力量來(lái)調(diào)整鉆壓，因?yàn)獒槍?duì)不同地層，當(dāng)以銑削為主掘進(jìn)軟地層時(shí)需要大的鉆壓，當(dāng)以沖擊為主掘進(jìn)硬巖石時(shí)，鉆壓不能太大，通過(guò)這樣的適時(shí)調(diào)整，可以大大提高掘進(jìn)效率，減小刀齒的磨耗。

本發(fā)明進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下：

優(yōu)選地，銑削軸由中心軸和嵌裝于其外周的外廓組成，外廓的外周面上具有銑削刀具，在外廓的外周面上設(shè)有螺旋形溝槽，銑削軸定向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其外廓上螺旋形溝槽的旋轉(zhuǎn)方向處于驅(qū)動(dòng)土石渣液向排渣管口端集中的狀態(tài)；外廓分段、且由對(duì)接的兩部分組成，兩部分通過(guò)快速嵌裝方式套在中心軸上，分段外廓的重心相對(duì)于中心軸可以偏心或不偏心。這樣可根據(jù)不同地層及掘進(jìn)方式更換銑削軸的外廓及其刀具。

這樣，通過(guò)迅速更換水平銑削軸的外廓，從而相應(yīng)地更換適配的銑削刀具，可以針對(duì)不同地層實(shí)施不同掘削方式——以銑削為主的回轉(zhuǎn)-沖擊方式或者以沖擊為主的沖擊-回轉(zhuǎn)方式，優(yōu)化掘進(jìn)效率、減小刀齒磨損。另外，螺旋形溝槽在水平銑削軸定向旋轉(zhuǎn)的作用下，定向推動(dòng)土石渣向排渣管口集中，有利于沖洗液的流動(dòng)，提高出渣效率。

優(yōu)選地，定位鉆頭的鉆桿為長(zhǎng)度可調(diào)整結(jié)構(gòu)。通過(guò)定位鉆頭的鉆桿長(zhǎng)度的可調(diào)整，將原技術(shù)方案中水平銑削軸與垂直的定位鉆頭只能同時(shí)掘進(jìn)，改變?yōu)殂@頭的掘進(jìn)與水平銑削軸掘進(jìn)二者既可以同步進(jìn)行也可以分步進(jìn)行，當(dāng)采用分步掘進(jìn)時(shí)有利于集中扭矩和沖擊力在局部掘進(jìn)面積上，應(yīng)對(duì)特硬巖石的掘進(jìn)，其作用不僅是減小了每步掘削的面積，而且第一步形成的鉆孔為第二步的掘進(jìn)創(chuàng)造了自由面，因而提高了碎巖效果，這是一種攻堅(jiān)克難的措施,也利于設(shè)備輕型化。這種應(yīng)對(duì)方式取代原專(zhuān)利技術(shù)中采取的“遇到較堅(jiān)硬的巖層時(shí)，利用卷?yè)P(yáng)設(shè)備將震蕩沖砸銑削裝置牽引起落對(duì)礫石、巖石進(jìn)行沖砸”，這種沖砸方式因沒(méi)有預(yù)加的鉆壓，碎巖效果差，而一次沖砸強(qiáng)度過(guò)大時(shí)對(duì)掘削部件易產(chǎn)生損壞，同時(shí)采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，自然下落速度受制于重力加速度，因而沖擊頻率不高，與高頻沖擊錘差距很大，掘進(jìn)效率受到很大限制

優(yōu)選地，沖擊裝置為1個(gè)或多個(gè)豎向的沖擊錘，沖擊錘為高頻液壓沖擊錘或氣動(dòng)沖擊錘。采用高而細(xì)長(zhǎng)的高頻沖擊錘，入射波的幅度低，作用時(shí)間長(zhǎng)，并使傳遞更直接，從而進(jìn)一步提高掘進(jìn)效率。與前述幾項(xiàng)技術(shù)措施結(jié)合，合理選用刀具，采取銑削結(jié)合高頻低沖擊掘進(jìn)，可使槽孔壁平整，對(duì)周邊巖石或鋼筋混凝土無(wú)損傷，從而特別有利于對(duì)既存鋼筋混凝土構(gòu)筑物的加固改造，以及需要嵌入基巖的結(jié)構(gòu)的施工，如斜拉式大橋嵌入基巖的鋼筋混凝土錨墩的成槽施工。

優(yōu)選地，糾偏裝置包括以液壓驅(qū)動(dòng)的前后側(cè)推板以及位于導(dǎo)向框架端柱外側(cè)的左右推板。

優(yōu)選地，銑削軸為由水平銑削軸、位于水平銑削軸兩側(cè)的傾斜銑削軸組成的三軸對(duì)稱(chēng)平衡結(jié)構(gòu)；兩支傾斜銑削軸的長(zhǎng)度之和與水平銑削軸的長(zhǎng)度基本相同，且傾斜銑削軸與水平銑削軸的回轉(zhuǎn)方向相反，所述傾斜銑削軸端頭銑削范圍覆蓋導(dǎo)向框架端柱底端。

優(yōu)選地，銑削軸包括多個(gè)并列組合的三軸對(duì)稱(chēng)平衡結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，沖擊錘的頂端與導(dǎo)向框架的中部橫梁之間通過(guò)緩沖裝置固定連接，聯(lián)系橫梁的頂面設(shè)有壓力傳感器，用于起吊導(dǎo)向框架的卷?yè)P(yáng)設(shè)備設(shè)有鋼絲繩拉力傳感器。

優(yōu)選地，液壓馬達(dá)為低轉(zhuǎn)速大功率多曲線(xiàn)液壓馬達(dá)，換向裝置為傘齒輪，液壓馬達(dá)通過(guò)直齒齒輪與垂直的傳動(dòng)軸連接，傳動(dòng)軸通過(guò)傘齒輪驅(qū)動(dòng)銑削軸，傳動(dòng)軸穿過(guò)傘齒輪換向裝置底部與定位鉆頭連接，定位鉆頭的大小可將所述傘齒輪換向裝置底部投影面積覆蓋。

優(yōu)選地，在導(dǎo)向框架的頂部分布有破碎巖土的刀具。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

（1）通過(guò)銑削軸分段反向旋轉(zhuǎn)平衡的方法，實(shí)現(xiàn)定向旋轉(zhuǎn)，平衡銑削反力，替代現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)銑削軸周期換向的過(guò)程來(lái)平衡銑削反力的措施，使操作更加穩(wěn)定，固定的回轉(zhuǎn)銑削方向，保證了銑削刀齒針對(duì)切削方向選擇合理角度與外形，從而大大提高掘進(jìn)效率，減小刀齒磨耗；

（2）掘削裝置與導(dǎo)向框架的底梁采用在垂直方向上滑動(dòng)連接的方式，使沖擊錘的釬桿直接沖擊于掘削裝置的聯(lián)系橫梁，而不是直接沖擊在底梁上，這樣大大減小了直接受沖擊體的重量，從而提高了掘削裝置對(duì)巖土的沖擊加速度，既提高破碎巖石的效果，又可以減小沖擊錘對(duì)導(dǎo)向框架以及其中設(shè)備的沖擊影響；

（3）導(dǎo)向框架的底梁與聯(lián)系橫梁之間設(shè)有懸吊滑動(dòng)裝置，沖擊錘的下端與底梁之間設(shè)有緩沖墊，掘進(jìn)時(shí)導(dǎo)向框架會(huì)自然座落在聯(lián)系橫梁上，利用導(dǎo)向框架的重量來(lái)保證刀齒對(duì)巖土的必要鉆壓壓力強(qiáng)度，這樣框架及有關(guān)設(shè)備不直接承受沖擊，大大提高安全可靠性；（4）銑削輥由中心軸和嵌裝于中心軸的外廓組成，這樣通過(guò)迅速更換外廓，以及相應(yīng)地更換外廓上的適配銑削刀具，可以針對(duì)不同地層實(shí)施不同掘削方式，即以銑削為主的回轉(zhuǎn)-沖擊方式或者以沖擊為主的沖擊-回轉(zhuǎn)方式，進(jìn)而優(yōu)化掘進(jìn)效率、減小刀齒磨損；

（5）通過(guò)定位鉆頭采用長(zhǎng)度可變鉆桿（自動(dòng)或手動(dòng)），這樣將原來(lái)水平軸與垂直定位鉆頭同步掘進(jìn)，靈活地改為同步與分步兩種運(yùn)行方式。分步掘進(jìn)即先進(jìn)行定位鉆頭掘進(jìn)，此時(shí)扭矩和沖擊力集中于鉆頭上打孔，成孔后，扭矩和沖擊力集中于水平軸的掘進(jìn)，后一種掘進(jìn)方式利于應(yīng)對(duì)特硬巖石的掘進(jìn)，是一種攻堅(jiān)克難的有效措施，予先成孔，充分利用了自由面對(duì)掘進(jìn)的有利因素，因而進(jìn)一步提高了硬巖石掘進(jìn)時(shí)軸承等關(guān)鍵部件的強(qiáng)度可靠性，也使設(shè)備有條件進(jìn)一步輕型化；改變鉆桿長(zhǎng)度，分兩步工序不僅使沖擊力和扭矩更集中，這樣還可以適當(dāng)降低沖擊器的功率，以及液壓馬達(dá)的功率、框架重量，便于輕型化。

（6）將沖擊裝置改為一支或多支垂直放置的細(xì)長(zhǎng)沖擊錘，而細(xì)長(zhǎng)的高頻沖擊錘產(chǎn)生的入射波幅度低，作用時(shí)間長(zhǎng)，并使傳遞更直接，相對(duì)于粗短的沖擊錘所產(chǎn)生的陡而迅速衰減的沖擊波更有利于提高掘進(jìn)效率。

與現(xiàn)有開(kāi)槽設(shè)備中處于先進(jìn)地位的液壓雙輪銑相比，由于本發(fā)明的單軸銑削結(jié)合高頻沖擊，以及刀齒的靈活更換，克服雙銑輪的對(duì)堅(jiān)硬巖層不適應(yīng)，對(duì)地層中存在的鋼筋等比較敏感，不適用于含孤石、較大漂石尤其是夾在疏松層中的較大塊石仍，設(shè)備自重大，對(duì)場(chǎng)地硬化條件要求較傳統(tǒng)設(shè)備高以及設(shè)備維護(hù)復(fù)雜且成本高等缺點(diǎn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有的發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)?zhí)?01510173686.9，授權(quán)公告號(hào)cn104763010a）相比，突破了“銑削軸偏心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)銑削狀態(tài)”、“預(yù)設(shè)周期變換方向的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)”、“震沖錘起落于框架底梁端面”等基本技術(shù)方案和設(shè)計(jì)理念的限制，解決了其存在的主要問(wèn)題和缺陷，能夠有條件選擇刀刃方向和角度并可針對(duì)地層巖性迅速變換掘進(jìn)方式，動(dòng)力施加于巖石的銑削和沖擊力更直接，從而得到更高的掘進(jìn)效率和可靠性。

本發(fā)明采用銑削與高頻低沖擊相結(jié)合的方式，使開(kāi)槽掘進(jìn)對(duì)槽孔平整切割，對(duì)周邊巖石或鋼筋混凝土無(wú)損傷，特別有利于鋼筋混凝土構(gòu)筑物的加固改造，以及需要嵌入基巖的結(jié)構(gòu)如斜拉式大橋鋼筋混凝土錨墩的成槽方式的施工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明中掘削裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明中懸吊滑動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的內(nèi)部側(cè)視圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖8的側(cè)視圖。

圖10為本發(fā)明中一個(gè)銑削刀具的橫切面圖。

圖11為圖10的主視圖。

圖12為本發(fā)明中另一個(gè)銑削刀具的橫切面圖。

圖13為圖12的主視圖。

圖中：1.導(dǎo)向框架，2.滑輪組，3.前后側(cè)推板，4.液壓馬達(dá)，5.傳動(dòng)軸，6.沖擊錘，7.傾斜銑削軸，8.水平銑削軸，9.定位鉆頭，10.換向裝置，11.滑道，12.變速箱，13.反循環(huán)排渣管，14.緩沖墊，15.懸吊滑動(dòng)裝置，16.緩沖裝置，17.釬桿，18.鉆桿，19.外廓，20.中心軸，21.刀齒，22.螺旋形溝槽，23.基座，24.卷?yè)P(yáng)設(shè)備，25.行走裝置，26.糾偏裝置，27.底梁，28.銑削軸，29.聯(lián)系橫梁，30.中部橫梁，31.固定螺栓，15-1.套一，15-2.套二，15-3.懸吊軸，15-4.銷(xiāo)軸一，15-5.銷(xiāo)軸二，15-6封蓋。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。

實(shí)施例1

如圖1至圖5所示，本實(shí)施例水平單軸定向回轉(zhuǎn)-沖擊組合掘進(jìn)式工程開(kāi)槽機(jī)，包括帶有卷?yè)P(yáng)設(shè)備24和動(dòng)力系統(tǒng)的行走裝置25，以及監(jiān)控裝置（圖中未示）；卷?yè)P(yáng)設(shè)備24牽引端懸掛有對(duì)稱(chēng)布置的沖擊銑削裝置，沖擊銑削裝置包括豎向的導(dǎo)向框架1、糾偏裝置26、具有銑削刀具的銑削軸28以及沖擊裝置，沖擊裝置為1個(gè)豎向的高頻液壓沖擊錘6，銑削軸28的軸線(xiàn)位于導(dǎo)向框架1所處平面內(nèi)，且水平布置；銑削軸28由豎向的液壓馬達(dá)4通過(guò)換向裝置10驅(qū)動(dòng)，銑削軸28具有分段平衡反向旋轉(zhuǎn)的定向轉(zhuǎn)動(dòng)銑削狀態(tài)，分段銑削軸之間的聯(lián)系橫梁29通過(guò)懸吊滑動(dòng)裝置15掛接于導(dǎo)向框架底梁27的下方，沖擊錘6安置于導(dǎo)向框架1內(nèi)，沖擊錘6具有液壓驅(qū)動(dòng)的豎向釬桿17，釬桿17穿過(guò)導(dǎo)向框架1的底梁27沖擊于聯(lián)系橫梁29、銑削軸28和定位鉆頭9。聯(lián)系橫梁29的頂面設(shè)有壓力傳感器，卷?yè)P(yáng)設(shè)備用于起吊導(dǎo)向框架1，且卷?yè)P(yáng)設(shè)備設(shè)有鋼絲繩拉力傳感器。

本實(shí)施例的銑削軸28包括一個(gè)三軸對(duì)稱(chēng)平衡結(jié)構(gòu)，三軸對(duì)稱(chēng)平衡結(jié)構(gòu)由水平銑削軸8、位于水平銑削軸8兩側(cè)的傾斜銑削軸7組成，兩個(gè)傾斜銑削軸7的長(zhǎng)度之和與水平銑削軸8的長(zhǎng)度基本相同，且傾斜銑削軸7與水平銑削軸8的回轉(zhuǎn)方向相反，傾斜銑削軸7端頭銑削范圍覆蓋導(dǎo)向框架1端柱底端。

傾斜銑削軸7、水平銑削軸8均由中心軸20和嵌裝于其外周的外廓19組成，外廓19可拆卸更換，外廓19的外周面上具有銑削刀具，在外廓19的外周面上還設(shè)有螺旋形溝槽22，傾斜銑削軸7、水平銑削軸8定向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其外廓19上螺旋形溝槽22的旋轉(zhuǎn)方向處于驅(qū)動(dòng)土石渣液向排渣管口集中的狀態(tài)；外廓19分段、且由兩個(gè)對(duì)接的、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的部分組成，兩部分以固定螺栓31固定，快速嵌裝于中心軸20上，分段外廓的重心相對(duì)于中心軸可以偏心或不偏心，可根據(jù)不同地層及掘進(jìn)方式更換傾斜銑削軸7、水平銑削軸8的外廓19及其刀具。另外，銑削刀具由向外突出的基座23和安裝于基座23上的半球形刀齒21組成（見(jiàn)圖10和圖11）。

豎向的液壓馬達(dá)4為低轉(zhuǎn)速大功率多曲線(xiàn)液壓馬達(dá)，換向裝置10為傘齒輪，液壓馬達(dá)4通過(guò)變速箱12（直齒齒輪）與垂直的傳動(dòng)軸5連接，傳動(dòng)軸5通過(guò)傘齒輪驅(qū)動(dòng)斜銑削輥7和水平銑削輥8反向旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸5穿過(guò)傘齒輪換向裝置底部與定位鉆頭9連接，定位鉆頭9的大小可將傘齒輪換向裝置底部投影面積覆蓋。定位鉆頭9的鉆桿18為長(zhǎng)度可調(diào)整結(jié)構(gòu)，這樣定位鉆頭9通過(guò)長(zhǎng)度可變的鉆桿18與穿過(guò)傘齒輪的傳動(dòng)軸5連接，鉆桿18的長(zhǎng)度可手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整，使得定位鉆頭9的掘進(jìn)與銑削軸28的掘進(jìn)既可以同步進(jìn)行也可以分步進(jìn)行，當(dāng)巖石強(qiáng)度大于一定值時(shí)便可采用分步掘進(jìn)工藝，能夠大大提高操作安全性，在操作中可將總沖擊力控制在設(shè)定范圍以?xún)?nèi)，為此，還設(shè)置有傳感器和自動(dòng)監(jiān)控保護(hù)裝置。定位鉆頭9的頂面上方設(shè)有排渣管口，排渣管口與反循環(huán)排渣管13連接。液壓馬達(dá)4、傳動(dòng)軸5和換向裝置10有兩套。傘齒輪頂端固定于聯(lián)系橫梁29，傾斜銑削軸7的外端均通過(guò)端部軸承及外掛架連接于聯(lián)系橫梁29，聯(lián)系橫梁29與底梁27之間設(shè)有緩沖墊（圖中未顯示）。糾偏裝置26安裝在導(dǎo)向框架1內(nèi)且位于導(dǎo)向框架1的頂端，糾偏裝置26包括以液壓驅(qū)動(dòng)的前后側(cè)推板3以及位于導(dǎo)向框架1端柱外側(cè)的左右推板。前后推板3調(diào)整前后方向的垂直度，左右推板調(diào)整左右方向的垂直度。前后側(cè)推板3分別由外部控制裝置驅(qū)動(dòng)（例如通過(guò)液壓活塞進(jìn)行驅(qū)動(dòng)）；糾偏裝置26具有當(dāng)導(dǎo)向框架1偏離垂直方向時(shí)、控制裝置控制前側(cè)推板或后側(cè)推板推頂槽壁、使導(dǎo)向框架1回到垂直方向的糾偏狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，當(dāng)舵板作左右布置時(shí),可實(shí)施左右旋轉(zhuǎn)的調(diào)控。同樣導(dǎo)向框架1端柱外側(cè)（圖中未示）的推板調(diào)整導(dǎo)向框架1左右方向的垂直度。

另外，導(dǎo)向框架1的頂部設(shè)有滑輪組2以及容納液壓油管路入口、供水管路入口以及電纜入口的總?cè)肟?，?dǎo)向框架1的底梁27與沖擊錘6底端之間設(shè)置有緩沖墊14，在導(dǎo)向框架1的底梁27與中部橫梁30之間設(shè)有豎梁，并在沖擊錘6兩側(cè)的豎梁上設(shè)有滑道11，沖擊錘6上下移動(dòng)于滑道11之間，液壓裝置（液壓裝置包括液壓馬達(dá)4以及變速箱12）固定安裝于導(dǎo)向框架1的兩豎梁之間。沖擊錘6為高而細(xì)長(zhǎng)的高頻沖擊錘，沖擊錘6沿滑道11豎向滑動(dòng)，其底端通過(guò)緩沖墊14與底梁27接觸。

導(dǎo)向框架1的底梁27與聯(lián)系橫梁29之間設(shè)置有懸吊滑動(dòng)裝置15；懸吊滑動(dòng)裝置15包括套一15-1、套二15-2、懸吊軸15-3、銷(xiāo)軸一15-4、銷(xiāo)軸二15-5以及封蓋15-6，套一15-1嵌入底梁27上的凹槽一中，套二15-2嵌入聯(lián)系橫梁29上的凹槽二中，懸吊軸15-3的上端部設(shè)置在套一15-1中，并可沿套一15-1上下滑動(dòng)，下端部固定安裝于套二15-2中，懸吊軸15-3的上部具有貫穿厚度方向的長(zhǎng)圓孔，下部具有貫穿厚度方向的圓孔，銷(xiāo)軸一15-4穿過(guò)長(zhǎng)圓孔及套一15-1固定于底梁27，銷(xiāo)軸二15-5穿過(guò)圓孔及套二15-2固定于聯(lián)系橫梁29，銷(xiāo)軸一15-4、銷(xiāo)軸二15-5的兩端均設(shè)有封蓋15-6，懸吊軸15-3沿套一15-1上下滑動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)圓孔相對(duì)于銷(xiāo)軸一15-4移動(dòng)（見(jiàn)圖6和圖7）。另外，在導(dǎo)向框架1的頂部分布有破碎巖土的刀具。

本實(shí)施例的沖擊錘裝置采用“液壓+氮?dú)狻钡臎_擊能量增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)，加大了活塞和缸體形成，使沖擊錘6與主機(jī)匹配效率最高。特別是加大活塞與氣缸的運(yùn)動(dòng)行程，能有效提升打擊力，對(duì)提高掘進(jìn)效率十分重要。

本實(shí)施例的開(kāi)槽機(jī)具有高效、輕型化、地層適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的的特點(diǎn)，適用于山區(qū)、偏遠(yuǎn)交通不便、施工場(chǎng)地狹窄、城市既存建筑物擁擠的場(chǎng)合，解決了大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)的困難。應(yīng)對(duì)堅(jiān)硬巖石的適應(yīng)性更強(qiáng)，包括含孤石、較大卵石地層。廣泛適用于水利、交通、城建、地鐵、高速公路、大型橋梁等各類(lèi)工程。另外，本實(shí)施例設(shè)備輕型化，能夠規(guī)整切割鋼筋混凝土，特別有利于既存鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、水工建筑物的加固改造，以及水工建筑物除險(xiǎn)加固施工時(shí)船載水上作業(yè)。目前，工程基礎(chǔ)的修建及地基防滲處理在許多情況下都需要在復(fù)雜地層包括硬礫石、漂石及巖層上開(kāi)較窄的深槽（深度20米-80米，寬度30-80公分）,并修建鋼筋混凝土等不同材料的地下連續(xù)墻，這對(duì)于水資源工程建設(shè)、大壩防滲漏、江河堤防除險(xiǎn)加固是一項(xiàng)十分有效的工程措施，無(wú)論安全性和降低工程成本都具有重要的意義。然而現(xiàn)有技術(shù)除了采用單孔沖擊錘沖擊，一孔一孔地相連以外，還沒(méi)有真正意義上的在堅(jiān)硬巖層開(kāi)較窄的、規(guī)整的深槽的機(jī)械，因而施工效率低下。其它一般所使用的開(kāi)槽設(shè)備如雙輪銑、旋挖鉆機(jī)等，應(yīng)對(duì)土層和軟弱巖層工效較高，但在硬巖層上效率低，以至無(wú)法掘進(jìn)。本實(shí)施例開(kāi)槽機(jī)的目標(biāo)就是有效地在復(fù)雜地層包括在礫石、漂石及硬巖層上修建地下連續(xù)墻，解決許多實(shí)際工程中的難題。對(duì)水利、交通、建筑、地鐵等各類(lèi)工程基礎(chǔ)施工都具有廣泛的應(yīng)用意義,例如嵌入巖石的斜拉式大橋錨墩、城市地下鐵道相關(guān)的地下結(jié)構(gòu)、高層建筑的地下結(jié)構(gòu)往往都需要嵌入巖石。現(xiàn)在我國(guó)城市建設(shè)中，一些城市如武漢等地區(qū)規(guī)定,在地鐵所經(jīng)過(guò)的沿線(xiàn)兩側(cè)100米范圍內(nèi)修建高層建筑,其地下基礎(chǔ)必須嵌入巖層,修建地下連續(xù)墻,防止?jié)B漏對(duì)地鐵帶來(lái)安全隱患。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是，如圖8和圖9所示，沖擊裝置為2個(gè)較小的沖擊錘6，該沖擊錘6布置于液壓馬達(dá)4及其變速箱12的外側(cè)。沖擊錘6的頂端與導(dǎo)向框架1的中部橫梁30之間通過(guò)緩沖裝置16固定連接，并在導(dǎo)向框架1的底梁27與中部橫梁30之間設(shè)有豎梁，沖擊錘6兩側(cè)的豎梁上設(shè)有滑道11，使得沖擊錘6沿滑道11上下滑動(dòng)。

銑削刀具為向外突出的刀齒基座23，刀齒基座23的橫截面為突弧面，突弧面的頂端鑲嵌刀齒（見(jiàn)圖12和圖13）。

實(shí)施例3

銑削軸28包括多個(gè)并列組合的三軸對(duì)稱(chēng)平衡結(jié)構(gòu)，傾斜銑削軸上端的銑削范圍覆蓋其支承柱的底面。

本發(fā)明與以往開(kāi)槽機(jī)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、采用懸掛的導(dǎo)向框架1，取消了從地面到槽底的行程鉆桿，省略了接鉆桿的工序，使得掘削裝置移動(dòng)方便，整機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，避免采用剛性雙鉆桿易發(fā)生的折斷、埋鉆等事故。

二、采用單軸銑削，相對(duì)于雙輪銑，整個(gè)導(dǎo)向框架1及銑削裝置的厚度可進(jìn)一步縮小，從而能夠開(kāi)更窄的槽（可開(kāi)鑿厚度僅為30cm以?xún)?nèi)的窄槽）。在許多實(shí)際工程中，如水利工程中水庫(kù)及江河堤防的地下防滲的修筑，一般情況下主要是要求滿(mǎn)足防滲墻的防滲性能，采用窄槽可以大量節(jié)省工程量和工程經(jīng)費(fèi)。本發(fā)明開(kāi)槽機(jī)與以往各種開(kāi)槽機(jī)相比，對(duì)于存在礫石、巖石等的復(fù)雜地層中開(kāi)窄槽具有無(wú)可取代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而現(xiàn)有的雙輪銑以銑削為主，沖擊功能不足，本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)銑削的同時(shí)結(jié)合高頻沖擊，在堅(jiān)硬巖上掘進(jìn)時(shí)，依據(jù)沖量原理，越是堅(jiān)硬的巖石，沖擊碰撞作用時(shí)間會(huì)越短，因而作用力越大，沖擊效果越好。而本發(fā)明當(dāng)采用分步?jīng)_擊-銑削掘進(jìn)作為攻堅(jiān)措施時(shí)，除集中沖擊力和扭矩以外，通過(guò)創(chuàng)造自由面進(jìn)一步發(fā)揮了碎巖的效果。

三、采用單軸回轉(zhuǎn)銑削，在掘進(jìn)過(guò)程中有利于將地層中的礫石更多地?cái)D入槽壁，無(wú)需完全粉碎礫石，提高開(kāi)槽效率，沉渣落石在銑削軸28作用下形成上下翻動(dòng)，出渣方便；當(dāng)在黏性很大粘土層中掘削時(shí)，銑削軸高速旋轉(zhuǎn)有利于避免粘土對(duì)銑削裝置的附著，提高掘進(jìn)效率。

四、與多鉆頭開(kāi)槽機(jī)相比，采用銑削軸28代替多鉆頭結(jié)構(gòu)，可省去多個(gè)鉆頭及其密封，同時(shí)也可減少多個(gè)鉆頭密封的摩阻力及其功率消耗；能一次銑削成矩形槽，而不需要對(duì)月部分進(jìn)行二次切削；能避免齒板阻隔帶來(lái)出渣不便的弊端，工效高，設(shè)備簡(jiǎn)潔造價(jià)低。

與多支捆綁式?jīng)_擊錘組成的回轉(zhuǎn)沖擊裝置相比，本水平軸開(kāi)槽機(jī)，液壓沖擊錘沖擊于聯(lián)系橫梁，并傳遞給回轉(zhuǎn)銑削軸的刀具，可以避免液壓沖擊錘出現(xiàn)空打狀態(tài)。前者在卵礫石及軟硬不均地層中掘進(jìn)時(shí)，往往出現(xiàn)液壓沖擊錘因?yàn)殁F頭碰不到巖石，而處于空打狀態(tài)，這時(shí)對(duì)液壓沖擊錘會(huì)造成很大損害，為此需要考慮復(fù)雜的傳感和控制裝置。

五、液壓馬達(dá)4采用低速大扭矩徑向多曲線(xiàn)液壓馬達(dá)，其性能與掘進(jìn)的工況要求十分匹配，具有較強(qiáng)的徑向抗沖擊能力，通過(guò)直齒齒輪傳動(dòng)具有更高的抗沖擊安全性。

六、在導(dǎo)向框架1頂部設(shè)有破碎刀具，當(dāng)槽壁塌落時(shí)可以在震沖力的作用的同時(shí)，卷?yè)P(yáng)設(shè)備將導(dǎo)向框架1提出地面，保證機(jī)具安全和正常施工。

在深厚覆蓋層上建水庫(kù)大壩，壩基防滲采用防滲墻是較為可靠的方法。根據(jù)我國(guó)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，深度在80米以?xún)?nèi)首選地下連續(xù)墻，其下方更深處可輔以壓力灌漿處理。在許多實(shí)際工程中，修建窄的地下連續(xù)墻或防滲工程時(shí)，無(wú)論在開(kāi)槽工作量和澆筑工程量方面都會(huì)相應(yīng)節(jié)省很多，也是本發(fā)明所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有利于地下工程簿壁結(jié)構(gòu)的采用和推廣。

本發(fā)明設(shè)備行走裝置的行走方向可與鉆具平面平行或垂直，對(duì)操作面及道路寬度要求低，對(duì)復(fù)雜地形適應(yīng)性強(qiáng)。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，例如糾偏裝置位于導(dǎo)向框架的下部。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。