專利名稱：爆破式盾構(gòu)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種用于隧道暗挖施工的爆破式盾構(gòu)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在鐵路、公路、地鐵、鉆山等隧道工程施工作業(yè)中，盾構(gòu)機(jī)是一種常見的隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械。盾構(gòu)機(jī)用于隧道暗挖施工作業(yè)，其主要功能是通過土體開挖、土碴排運(yùn)、整機(jī)推進(jìn)和管片安裝等完成隧道的成型挖掘?，F(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)包括圓筒形的殼體，殼體前部設(shè)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(nèi)，在隧道挖掘過程中，切削刀隨刀盤旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)，隧道內(nèi)被挖掘出的泥土及巖屑等雜物通過螺旋輸送機(jī)排出，從而實(shí)現(xiàn)隧道的掘進(jìn)作業(yè)。但現(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)也存在有一些不足之處1、現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)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(jìn)速度為每分鐘8厘米左右，而遇到硬質(zhì)巖石時其掘進(jìn)速度就更加緩慢，導(dǎo)致施工工期較長，施工作業(yè)量較大。2、現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)的切削刀刀頭通常采用超硬合金材料制成，導(dǎo)致設(shè)備成本較高；并且，在掘進(jìn)切削過程中，切削刀受力大，刀頭容易磨損，需要根據(jù)刀頭的磨損情況而進(jìn)行更換和維修，如更換刀頭，檢修軸承等，從而增加了設(shè)備的維護(hù)成本及人工成本。3、同時，在施工作業(yè)時，由于現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)的主軸承承受的壓力和扭矩較大，因此主軸承容易受損，嚴(yán)重時會造成設(shè)備整體報廢，使用壽命較短。4、由于受到切屑方式的限制，現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)所挖掘隧道的橫斷面通常為圓形，不適于特殊橫斷面形狀的隧道挖掘作業(yè)。有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本設(shè)計人基于從事相關(guān)設(shè)計及現(xiàn)場經(jīng)驗和專業(yè)知識，積極加以改進(jìn)和創(chuàng)新，以期實(shí)現(xiàn)一種能夠提高挖掘效率、大幅度降低成本、延長使用壽命且適于各類不同橫斷面形狀隧道挖掘作業(yè)的爆破式盾構(gòu)機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠提高挖掘效率、可大幅度降低成本、延長使用壽命且適于各類不同橫斷面形狀隧道挖掘作業(yè)的爆破式盾構(gòu)機(jī)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種爆破式盾構(gòu)機(jī)，包括中空的鋼制殼體，所述中空的鋼制殼體通過第一隔板和第二隔板沿軸向依次分隔為掘進(jìn)艙、承壓艙及服務(wù)艙，所述爆破式盾構(gòu)機(jī)還包括多個彈藥發(fā)射裝置，所述彈藥發(fā)射裝置設(shè)于所述的承壓艙內(nèi)，所述彈藥發(fā)射裝置的發(fā)射口穿過所述掘進(jìn)艙與所述承壓艙之間的第一隔板朝向隧道挖掘面設(shè)置，所述彈藥發(fā)射裝置經(jīng)由所述發(fā)射口向隧道挖掘面發(fā)射填裝有預(yù)定炸藥量的爆破彈；螺旋輸送機(jī)，用于排出隧道內(nèi)被挖掘出的泥土及巖屑，所述螺旋輸送機(jī)的輸入口設(shè)于所述掘進(jìn)艙的底部，所述螺旋輸送機(jī)的輸出口延伸至所述服務(wù)艙；管片拼裝機(jī)，安裝于所述服務(wù)艙內(nèi)；推進(jìn)液壓缸，安裝于所述承壓艙與所述服務(wù)艙之間的第二隔板上，用于推進(jìn)所述殼體。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，所述彈藥發(fā)射裝置為機(jī)炮，所述機(jī)炮包括炮彈填裝機(jī)構(gòu)和炮管，所述炮管延伸至所述掘進(jìn)艙內(nèi)，且所述炮管的炮口朝向所述隧道挖掘面，多個所述炮口在所述殼體的同一徑向平面上均勻分布，機(jī)炮的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況的需要酌情增減。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，所述機(jī)炮為榴彈發(fā)射炮或破甲彈發(fā)射炮。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，所述炮管的直徑為20mm 50mm。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，在所述掘進(jìn)艙與所述承壓艙內(nèi)填充有高壓氣體。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，所述第一隔板為鋼質(zhì)隔板。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，在所述掘進(jìn)艙的前端設(shè)有格板。如上所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其中，所述殼體的橫截面根據(jù)隧道設(shè)計可為圓形或橢圓形或長方形等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在盾構(gòu)機(jī)殼體朝向隧道挖掘面的一側(cè)設(shè)置彈藥發(fā)射裝置，通過彈藥發(fā)射裝置向隧道挖掘面發(fā)射具有預(yù)定炸藥量的爆破彈，達(dá)到爆破挖掘面及掘進(jìn)隧道的作用。與現(xiàn)有技術(shù)中采用旋轉(zhuǎn)切削刀相比，本實(shí)用新型具有挖掘效率高優(yōu)點(diǎn)。2、并且，本實(shí)用新型無需設(shè)置軸承和刀盤動力系統(tǒng)，因此既可減輕盾構(gòu)機(jī)的重量又可降低設(shè)備成本、降低維護(hù)成本、延長使用壽命。3、本實(shí)用新型可根據(jù)隧道挖掘面的形狀選用不同形狀的殼體，并且可根據(jù)隧道挖掘面土制強(qiáng)度選擇裝配不同類型的彈藥發(fā)射裝置及爆破彈，以適于各種隧道挖掘作業(yè)，具有適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中，圖1為本實(shí)用新型爆破式盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型爆破式盾構(gòu)機(jī)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明100-殼體；200-隧道挖掘面；1-掘進(jìn)艙；2_承壓艙；3_服務(wù)艙；4_第一隔板；5_第二隔板；6-彈藥發(fā)射裝置(機(jī)炮)；61-炮彈填裝機(jī)構(gòu)；62-炮管；7-螺旋輸送機(jī)；71-輸入口 ；72-輸出口 ；8-管片拼裝機(jī)；9-推進(jìn)液壓缸；10-格板；11-運(yùn)輸小車。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。請參考圖1、圖2，分別為本實(shí)用新型爆破式盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖以及側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型的爆破式盾構(gòu)機(jī)，用于隧道的挖掘作業(yè)，該爆破式盾構(gòu)機(jī)包括中空的鋼制殼體100，以及螺旋輸送機(jī)7、管片拼裝機(jī)8和推進(jìn)液壓缸9，所述中空的鋼制殼體100通過第一隔板4和第二隔板5沿軸向依次分隔為掘進(jìn)艙1、承壓艙2及服務(wù)艙3。所述爆破式盾構(gòu)機(jī)還包括多個彈藥發(fā)射裝置6，所述彈藥發(fā)射裝置6設(shè)于所述的承壓艙2 內(nèi)，所述彈藥發(fā)射裝置6的發(fā)射口穿過所述掘進(jìn)艙1與所述承壓艙2之間的第一隔板4并朝向隧道挖掘面200設(shè)置，通過彈藥發(fā)射裝置6的發(fā)射口將填裝有預(yù)定炸藥量的爆破彈發(fā)射至隧道挖掘面200，從而起到爆破隧道挖掘面的作用，以達(dá)到隧道開掘的目的。其中，爆破彈的預(yù)定炸藥量和彈頭作用類型可根據(jù)隧道挖掘面的面積、土石堅硬度以及彈藥發(fā)射裝置數(shù)量等因素通過有限次的實(shí)驗獲得，從而達(dá)到既能控制爆破強(qiáng)度又能實(shí)現(xiàn)有效爆破作業(yè)的目的。另外，在本實(shí)用新型中如圖1所示，所述螺旋輸送機(jī)7的輸入口 71設(shè)于所述掘進(jìn)艙1的底部，用于使被挖掘出的泥土及巖屑等雜物送入至螺旋輸送機(jī)7，所述螺旋輸送機(jī)7 的輸出口 72延伸至所述服務(wù)艙1，再將泥土及巖屑等雜物傾倒至運(yùn)輸小車11并排至隧道之外。所述螺旋輸送機(jī)7為已有技術(shù)，用于排出隧道內(nèi)被挖掘出的泥土及巖屑等雜物，在此不再詳細(xì)描述。所述管片拼裝機(jī)8，安裝于所述服務(wù)艙3內(nèi)；所述推進(jìn)液壓缸9，安裝于所述承壓艙2與所述服務(wù)艙3之間的第二隔板5上，用于推進(jìn)所述殼體100。其中，管片拼裝機(jī)8 及推進(jìn)液壓缸9均為已有技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。本實(shí)用新型在盾構(gòu)機(jī)殼體朝向隧道挖掘面的一側(cè)設(shè)置彈藥發(fā)射裝置，以達(dá)到爆破挖掘面及掘進(jìn)隧道的功效，與現(xiàn)有技術(shù)中采用旋轉(zhuǎn)式切削刀相比，本實(shí)用新型具有挖掘效率高的優(yōu)點(diǎn)，并且，本實(shí)用新型無需更換切削刀及檢修主軸承，還具有生產(chǎn)及維護(hù)成本低、延長使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型中，所述彈藥發(fā)射裝置為機(jī)炮6，所述機(jī)炮6包括炮彈填裝機(jī)構(gòu)61和炮管62，所述炮管62延伸至所述掘進(jìn)艙1內(nèi)，且所述炮管62的炮口朝向所述隧道挖掘面200，所述炮口在所述殼體100的同一徑向平面上均勻分布，這樣在操作時可瞄準(zhǔn)并控制多個機(jī)炮同時且連續(xù)地向挖掘面的不同區(qū)域發(fā)射爆破彈，從而進(jìn)一步提高了爆破的強(qiáng)度及精度。本實(shí)用新型中所述機(jī)炮的填裝、發(fā)射等結(jié)構(gòu)及工作原理為已有技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。進(jìn)一步的，所述機(jī)炮6為榴彈發(fā)射炮，可采用筒式發(fā)射器和桿式發(fā)射器向隧道挖掘面發(fā)射預(yù)定彈藥量的榴彈?；蛘撸鰴C(jī)炮6為破甲彈發(fā)射炮，以向隧道挖掘面發(fā)射預(yù)定彈藥量的破甲彈，從而達(dá)到爆破隧道挖掘面的作用。其中，榴彈發(fā)射炮、破甲彈發(fā)射炮及其所使用的炮彈的具體結(jié)構(gòu)及工作原理均為已有技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。但本實(shí)用新型也不限于此，本實(shí)用新型也采用其它公知的手動、半自動或自動彈藥發(fā)射裝置，只要能夠起到向隧道挖掘面發(fā)射爆破彈，達(dá)到利用炸藥的高效能量破碎巖石的功效即可。機(jī)炮的彈膛是采用滑膛還是線膛，可根據(jù)所用具體炮彈類型而定，同時，所述機(jī)炮也可以替換為等同功能的現(xiàn)有的炸藥爆破(爆轟)碎巖機(jī)械裝置，并采用等同功能的爆破碎巖彈藥。進(jìn)一步的，所述炮管的直徑為20mm 50mm，以滿足對挖掘面的爆破強(qiáng)度要求。但本實(shí)用新型也不限于此，炮管的直徑的大小可根據(jù)實(shí)驗得到的炮彈藥量而決定。進(jìn)一步的，在所述掘進(jìn)艙1與所述承壓艙2內(nèi)填充有高壓氣體，以平衡地層壓力， 從而保證盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)作業(yè)。進(jìn)一步的，所述第一隔板4為鋼質(zhì)隔板，從而有效保證掘進(jìn)艙1與承壓艙2的密封性，避免由于爆破的沖擊波對承壓艙2及服務(wù)艙3造成損害。進(jìn)一步的，在所述掘進(jìn)艙1的前端設(shè)有格板10，格板10在軟土地層時可直接推入挖掘面土層，對土層進(jìn)行分隔，起到支護(hù)的作用，然后再進(jìn)行掘進(jìn)爆破作業(yè)。進(jìn)一步的，所述殼體的橫截面為圓形或橢圓形或長方形或其他適宜的形狀，從而能夠適應(yīng)不同形狀的隧道橫斷面作業(yè)需求。本實(shí)用新型的爆破式盾構(gòu)機(jī)在使用時，首先，操作推進(jìn)液壓缸9，使得盾構(gòu)機(jī)殼體 1朝向隧道挖掘面方向推進(jìn)；然后，向掘進(jìn)艙1與承壓艙2內(nèi)填充有高壓氣體以平衡地層壓力；隨后，根據(jù)不同地層選擇相應(yīng)的機(jī)炮6和炮彈，對隧道挖掘面地層的泥土和巖石進(jìn)行連續(xù)地有選擇性地轟擊爆破，使泥土和巖屑不斷崩落，以達(dá)到爆破式掘進(jìn)的功效；崩落的泥土和巖屑通過螺旋輸送機(jī)7的輸入口 71進(jìn)入螺旋輸送機(jī)7，再排出至承壓艙3，由等候在此的運(yùn)輸小車11或傳送帶輸送出隧道，如此經(jīng)過一段時間的掘進(jìn)，便可形成一條完整的隧道道洞。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，不但能夠提高挖掘效率，而且無需設(shè)置軸承和刀盤動力系統(tǒng)，因此可減輕盾構(gòu)機(jī)的重量并降低設(shè)備成本、降低維護(hù)成本、延長使用壽命。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種爆破式盾構(gòu)機(jī)，包括中空的鋼制殼體，其特征在于，所述殼體通過第一隔板和第二隔板沿軸向依次分隔為掘進(jìn)艙、承壓艙及服務(wù)艙，所述爆破式盾構(gòu)機(jī)還包括多個彈藥發(fā)射裝置，所述彈藥發(fā)射裝置設(shè)于所述的承壓艙內(nèi)，所述彈藥發(fā)射裝置的發(fā)射口穿過所述掘進(jìn)艙與所述承壓艙之間的第一隔板朝向隧道挖掘面設(shè)置，所述彈藥發(fā)射裝置經(jīng)由所述發(fā)射口向隧道挖掘面發(fā)射填裝有預(yù)定炸藥量的爆破彈；用于排出隧道內(nèi)被挖掘出的泥土及巖屑的螺旋輸送機(jī)，所述螺旋輸送機(jī)的輸入口設(shè)于所述掘進(jìn)艙的底部，所述螺旋輸送機(jī)的輸出口延伸至所述服務(wù)艙； 管片拼裝機(jī)，安裝于所述服務(wù)艙內(nèi)；用于推進(jìn)所述殼體的推進(jìn)液壓缸，安裝于所述承壓艙與所述服務(wù)艙之間的第二隔板上。
2.如權(quán)利要求1所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述彈藥發(fā)射裝置為機(jī)炮，所述機(jī)炮包括炮彈填裝機(jī)構(gòu)和炮管，所述炮管延伸至所述掘進(jìn)艙內(nèi)，且所述炮管的炮口朝向所述隧道挖掘面，多個所述炮口在所述殼體的同一徑向平面上均勻分布。
3.如權(quán)利要求2所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述機(jī)炮為榴彈發(fā)射炮。
4.如權(quán)利要求2所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述機(jī)炮為破甲彈發(fā)射炮。
5.如權(quán)利要求2所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述炮管的直徑為20mm 50mm。
6.如權(quán)利要求1所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，在所述掘進(jìn)艙與所述承壓艙內(nèi)填充有高壓氣體。
7.如權(quán)利要求1所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述第一隔板為鋼質(zhì)隔板。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，在所述掘進(jìn)艙的前端設(shè)有格板。
9.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的爆破式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述鋼制殼體的橫截面為圓形或橢圓形或長方形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種爆破式盾構(gòu)機(jī)，包括中空的鋼制殼體，該殼體通過第一隔板和第二隔板沿軸向依次分隔為掘進(jìn)艙、承壓艙及服務(wù)艙，還包括多個彈藥發(fā)射裝置，所述彈藥發(fā)射裝置設(shè)于所述的承壓艙內(nèi)，所述彈藥發(fā)射裝置的發(fā)射口穿過所述掘進(jìn)艙與所述承壓艙之間的第一隔板朝向隧道挖掘面設(shè)置，所述彈藥發(fā)射裝置經(jīng)由所述發(fā)射口向隧道挖掘面發(fā)射填裝有預(yù)定炸藥量的爆破彈；螺旋輸送機(jī)，所述螺旋輸送機(jī)的輸入口設(shè)于所述掘進(jìn)艙的底部，所述螺旋輸送機(jī)的輸出口延伸至所述服務(wù)艙；管片拼裝機(jī)，安裝于所述服務(wù)艙內(nèi)；推進(jìn)液壓缸，安裝于所述承壓艙與所述服務(wù)艙之間的第二隔板上。本實(shí)用新型挖掘效率高、生產(chǎn)及維護(hù)成本低、使用壽命長、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E21D9/06GK202012355SQ20112004739
公開日2011年10月19日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者聞建明 申請人:聞建明