一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置，包括机身，机身底部设有行走部，机身与行走部之间通过旋转机构连接，机身前端下部通过第一气缸连接铲板，机身前端上端通过第二气缸连接切割部，切割部前端设有铣挖头，铣挖头为半球形结构，切割部两侧分别设有红外线测距仪，机身上还设有电气控制系统，本实用新型专利技术结构原理简单，能够有效的限制掌子面前方未开挖岩体对掌子面的挤压变形和掌子面的收敛变形，在围岩级别不是很差的情况不用进行超前支护，节约隧道开挖成本，以及提高悬臂掘进机的掘进效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及悬臂掘进机铣挖
，具体为一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置。
技术介绍
目前，针对隧道掌子面稳定的问题，主要采用以地下工程围岩一支护系统稳定性问题为认识和处理对象的典型类比分析方法。但是对隧道掌子面开挖前及开挖后支护初期，在复杂多变的地质、工程结构和施工条件下，如何有效及时的防止掌子面失稳还缺乏清晰的认识和明确的施工方法。在隧道开挖前，通过对掌子面前方的地质层进行探测，从而引导施工，以及通过对掌子面前方进行钻心获取岩样，分析掌子面前方地质情况，得到有关岩体的力学参数，从而采取较为合适的方法进行施工。对于大断面隧道可以采用台阶法，预留核心土法，侧壁导坑法等方法去解决掌子面的稳定性问题。但是对于小断面隧道，由于施工空间的限制，一般采用全断面方法进行施工，在施工过程中再对掌子面进行预测，根据预测结果采取相应的解决方案。尽管先前研究己经积累了一些成果，但掌子面稳定预测始终是其研究领域中最薄弱的环节，并且运用到设计与施工中都有很大局限性。所以对于小断面隧道全断面施工急需一种新的施工工法，以解决掌子面稳定问题，随着人们对隧道掌子面失稳现象认识的不断深化，提出了各式各样的支护和措施，例如:支持围岩的(超前注浆、短管棚等)；改良围岩的(注浆等)发挥锚杆作用的(斜锚杆、正面锚杆等)；喷混凝土加强等。从采取的监测角度上看，主要进行洞身收敛变形、围岩压力、钢支撑应力等量测。但是对于悬臂掘进机全断面施工，由于施工空间的限制以及其他因素的限制，以上的各种措施得不到很好的应用。且以上的掌子面失稳防治措施的应用超前于理论研究，许多加固技术存在机理不清、设计缺乏理论依据等缺点。这往往导致两种结果：要么措施过强，造成浪费；要么掌子面失稳得不到有效控制，造成人员伤亡和设备损失。以上的技术都是以周边允许收敛量或允许速率等形式给出，这些都是在隧道开挖形成洞室后，通过监控量测等方法并通过回归分析得到的，它只能粗略的反映隧道开挖后洞室的稳定与否。这些都是一种被动的掌子面失稳防治技术，而不是从根本上解决掌子面失稳问题。众所周知，掌子面的失稳是由于掌子面前方未开挖岩体的挤压和掌子面的收敛共同作用的结果。本技术的目的就是从根本上限制掌子面前方未开挖岩体的挤压变形和掌子面的收敛变形，以解决掌子面的失稳问题，从而实现隧道的安全施工。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置,包括机身，所述机身底部设有行走部，所述机身与行走部之间通过旋转机构连接，所述机身前端下部通过第一气缸连接铲板，所述机身前端上端通过第二气缸连接切割部，所述切割部前端设有铣挖头，所述铣挖头为半球形结构，所述切割部两侧分别设有红外线测距仪，所述机身上还设有电气控制系统；所述电气控制系统内设有控制模块、红外信号放大传输模块，所述红外线测距仪通过红外信号放大传输模块连接控制模块，所述控制模块分别连接第一气缸、第二气缸。优选的，所述第一气缸和第二气缸结构完全一致，包括缸筒，所述缸筒内设有内缸，所述内缸内设有柱塞杆，所述缸筒和内缸侧壁均设有进油孔，所述缸筒和内缸的侧壁及底部均设有油槽，所述柱塞杆与内缸之间及缸筒与内缸之间均设有密封圈。优选的，所述红外信号放大传输模块包括运算放大器、两级场效应宽带放大器以及扼流线圈，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端接地，电阻D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的第一端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接运算放大器的输出端，两级场效应宽带放大器的第二端通过扼流线圈分别连接电容F一端、电容G一端、电容H一端，且电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地，两级场效应宽带放大器的第三端通过电容D、电阻E连接运算放大器的输出端，两级场效应宽带放大器第四端接地。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术结构原理简单，能够有效的限制掌子面前方未开挖岩体对掌子面的挤压变形和掌子面的收敛变形，在围岩级别不是很差的情况不用进行超前支护，节约隧道开挖成本，以及提高悬臂掘进机的掘进效率。(2)本技术采用的红外信号放大传输模块抗干扰能力强，信号传输速率快，信号传输稳定，能够提高测距信号传输效率，进一步提高了悬臂掘进机的掘进效率。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术控制原理框图；图3为本技术的红外信号放大传输模块原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-3，本技术提供一种技术方案：一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置,包括机身1，所述机身1底部设有行走部2，所述机身1与行走部2之间通过旋转机构3连接，所述机身1前端下部通过第一气缸4连接铲板5，所述机身1前端上端通过第二气缸6连接切割部7，所述切割部7前端设有铣挖头8，所述铣挖头8为半球形结构，所述切割部7两侧分别设有红外线测距仪9，所述机身1上还设有电气控制系统10；所述电气控制系统10内设有控制模块11、红外信号放大传输模块12，所述红外线测距仪9通过红外信号放大传输模块12连接控制模块11，所述控制模块11分别连接第一气缸4、第二气缸6。本实施例中，第一气缸4和第二气缸6结构完全一致，包括缸筒13，所述缸筒13内设有内缸14，所述内缸14内设有柱塞杆15，所述缸筒13和内缸14侧壁均设有进油孔16，所述缸筒13和内缸14的侧壁及底部均设有油槽17，所述柱塞杆15与内缸14之间及缸筒与13内缸14之间均设有密封圈18，本技术采用的气缸伸缩距离长，伸缩速度快，自动化程度高。另外，本实施例中，红外信号放大传输模块12包括运算放大器19、两级场效应宽带放大器20以及扼流线圈21，所述运算放大器19的一个输入端分别连接电阻B2a一端和电容B2b一端，电容B2b另一端接地，电阻B2a另一端分别连接电阻A1a一端和电容A1b一端，电容A1b另一端连接运算放大器19的输出端，运算放大器19的另一输入端分别连接电阻C3a一端和电阻D4a一端，电阻C3a另一端接地，电阻D4a另一端连接运算放大器19的输出端；所述两级场效应宽带放大器20的第一端201连接电容E5b一端，电容E5b另一端连接电阻F6a一端，电阻F6a另一端连接运算放大器19的输出端，两级场效应宽带放大器20的第二端202通过扼流线圈21分别连接电容F6b一端、电容G7b一端、电容H8b一端，且电容F6b另一端、电容G7b另一端、电容H8b另一端均接地，两级场效应宽带放大器20的第三端203通过电容D4b、电阻E5a连接运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置,包括机身，其特征在于：所述机身底部设有行走部，所述机身与行走部之间通过旋转机构连接，所述机身前端下部通过第一气缸连接铲板，所述机身前端上端通过第二气缸连接切割部，所述切割部前端设有铣挖头，所述铣挖头为半球形结构，所述切割部两侧分别设有红外线测距仪，所述机身上还设有电气控制系统；所述电气控制系统内设有控制模块、红外信号放大传输模块，所述红外线测距仪通过红外信号放大传输模块连接控制模块，所述控制模块分别连接第一气缸、第二气缸。

【技术特征摘要】
1.一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置,包括机身，其特征在于：所述机身底部设有行走部，所述机身与行走部之间通过旋转机构连接，所述机身前端下部通过第一气缸连接铲板，所述机身前端上端通过第二气缸连接切割部，所述切割部前端设有铣挖头，所述铣挖头为半球形结构，所述切割部两侧分别设有红外线测距仪，所述机身上还设有电气控制系统；所述电气控制系统内设有控制模块、红外信号放大传输模块，所述红外线测距仪通过红外信号放大传输模块连接控制模块，所述控制模块分别连接第一气缸、第二气缸。2.根据权利要求1所述的一种隧道与地下工程全断面悬臂掘进机弧形铣挖装置，其特征在于：所述第一气缸和第二气缸结构完全一致，包括缸筒，所述缸筒内设有内缸，所述内缸内设有柱塞杆，所述缸筒和内缸侧壁均设有进油孔，所述缸筒和内缸的侧壁及底部均设有油槽，所述柱塞杆与内缸之间及缸筒与内缸之间均设有密封圈。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈发达，李辉，姜子良，田晓旭，宋战平，冯卫东，吴海宝，孔祥平，周延，王祥，王辉，梁小波，刘勇，黄松，
申请(专利权)人：中国铁建股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11