一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置及其施工方法，包括截割头和中转腔，所述中转腔设置于所述截割头内侧，且所述中转腔外侧设置有多组穿出截割头的截齿；所述截割头外部贯穿有多组容纳截齿的安装孔，所述截齿包括穿入所述安装孔内侧的安装筒，所述安装筒与所述安装孔过盈配合，所述安装筒内部同轴贯穿有中空圆筒状齿杆，该齿杆与安装筒间隙配合，所述齿杆伸入所述截割头内一端穿入所述中转腔内侧。有益效果在于：本发明专利技术通过在截割头外侧设置活动式截齿，替换现有悬臂式掘进机的固定式截齿，确保截齿接触到掌子面土层受压切削过程中自动实现喷水降温辅助开挖，改善现有截齿持续喷水引起的浪费问题，节能环保。节能环保。节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置及其施工方法


[0001]本专利技术属于水力发电工程尾水洞悬臂掘进
，具体涉及一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置及其施工方法。

技术介绍

[0002]当前，随着我国工程建设的迅猛发展，地下洞室空间的建设要求和结构使用要求越来越高，对其跨度要求也越来越大。而目前我国的地下工程跨度一般较小，要求地下工程除要求满足使用功能外，又要特别强调施工过程中的安全和长期地下工程的安全稳定要求，地下洞室的开挖方法关系到洞室的围岩稳定和施工速度问题。
[0003]抽水蓄能电站的尾水洞施工主要包括炮掘和悬臂式掘进机施工两种，采用炮采施工，存在尺寸超差不受控、施工危险、破坏生态环境等问题，下穿居民区施工爆破危险性高，且炸药管控越来越严格，成本高，效率低；悬臂式掘进机施工安全可控、机动灵活、施工效率高。通过对比可看出，随着悬臂掘进机优势显著，应用范围亦逐步扩大，悬臂式掘进机将成为未来国内尾水洞隧道施工的优势技术之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置及其施工方法，通过在截割头外侧设置活动式截齿，替换现有悬臂式掘进机的固定式截齿，确保截齿接触到掌子面土层受压切削过程中自动实现喷水降温辅助开挖，改善现有截齿持续喷水引起的浪费问题，节能环保；并在截割头旋转过程中同步保持外侧多组引导筒和刮送片转动，以对尾水洞掌子面切削产生的碎料进行同步输送，辅助悬臂掘进机耙爪刮送碎料，确保隧道开挖产生的碎料可及时向掘进洞口外排出，提升施工效率，详见下文阐述。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，包括截割头和中转腔，所述中转腔设置于所述截割头内侧，且所述中转腔外侧设置有多组穿出截割头的截齿。
[0006]所述截割头外部贯穿有多组容纳截齿的安装孔，所述截齿包括穿入所述安装孔内侧的安装筒，所述安装筒与所述安装孔过盈配合，所述安装筒内部同轴贯穿有中空圆筒状齿杆，该齿杆与安装筒间隙配合，所述齿杆伸入所述截割头内一端穿入所述中转腔内侧，且所述齿杆与所述中转腔间隙配合，所述齿杆伸入所述中转腔内一端固定有贴合该中转腔内壁的端盖，所述端盖外侧的所述齿杆中部贯穿有连通孔，所述截割头与所述中转腔之间的所述齿杆外部固定有挡环，所述截割头与所述中转腔之间的所述齿杆外侧套设有顶推挡环以保持端盖抵紧中转腔内壁的弹簧。
[0007]作为优选，所述截割头外侧的所述安装筒外部套设有活动环，所述活动环与所述安装筒转动配合，所述活动环外侧环绕设置有多组波浪形破碎齿。
[0008]作为优选，所述截割头内侧设置有多组支撑中转腔的固定架，且所述截割头端部
横向贯穿有端孔，该端孔外圆周侧的所述截割头外部环绕设置有多组螺栓孔。
[0009]作为优选，所述端孔内侧的所述截割头端部设置有钻进部，所述钻进部包括伸入所述端孔内部的约束盘，所述约束盘外部固定有伸出截割头端部端孔的钻头，所述约束盘外侧环绕设置有多组贯穿螺栓孔的固定螺栓，所述约束盘与所述固定螺栓螺纹配合以固定所述约束盘和所述截割头。
[0010]作为优选，所述截割头外侧设置有多组螺旋延伸的引导槽，且多组所述截齿对应设置于所述引导槽内侧，所述截割头包括容纳中转腔的锥形部，该锥形部较大一侧开口处连通有圆筒部，所述圆筒部外侧设置有支承箱。
[0011]作为优选，所述支承箱为圆筒结构，该支承箱内部设置有驱动截割头旋转的传动组件，所述圆筒部外部环绕设置有多组辅助组件，且所述圆筒部外圆周侧均布有多组容纳辅助组件的容纳孔。
[0012]作为优选，所述支承箱远离所述截割头一端内侧固定有内圈，该内圈上环绕设置有多组横向贯通的预留孔，所述支承箱内部设置有支撑传动组件的转动架，所述传动组件包括横向贯穿所述转动架的截割轴，所述截割轴与所述转动架通过止推轴承转动配合，所述截割轴伸入所述截割头内一端固定有传动齿轮，所述截割头端部内侧固定有内齿圈，该内齿圈与所述传动齿轮相啮合。
[0013]作为优选，所述截割轴下方的设置有与所述截割头同轴分布的联动筒，所述截割头内部固定有支撑联动筒旋转的定位架，所述联动筒与所述截割轴之间通过皮带轮传动机构传动连接，所述联动筒外部固定有同步齿轮。
[0014]作为优选，所述辅助组件包括横向设置于所述容纳孔内的进给轴，该进给轴外部固定有伸出容纳孔的引导筒，所述引导筒外侧设置有螺旋延伸的刮送片，且所述进给轴外侧固定有啮合同步齿轮的辅助齿轮，所述中转腔端部贯穿有伸出联动筒的供给管，且所述供给管与所述联动筒间隙配合，所述供给管与所述中转腔相接处通过密封轴承转动配合，且所述供给管外端部固定有法兰盘。
[0015]所述抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置的施工方法，包括以下步骤：a、尾水隧洞下穿居民区禁用钻爆法开挖，需要使用悬臂式掘进时，悬臂式掘进机就位，并确保支承箱与掘进机伸缩部安装固定，通过悬臂式掘进机的截割电机驱动截割减速机转动，通过截割减速机驱动截割轴带动传动齿轮旋转，利用传动齿轮与内齿圈的啮合作用，进而驱动截割头整体在支承箱内侧旋转，通过高速旋转的截割头及其外侧多组截齿对掌子面进行移动掘进。
[0016]b、在截割头支撑截齿高速旋转过程中，确保中转腔外侧供给管的法兰盘与供水系统进行连通，保持中转腔内处于注水满载状态，在截割头带动截齿旋转切削掌子面土层过程中，接触到掌子面的若干组截齿受到切削压力，此时截齿的齿杆受压向安装筒内收缩，同时弹簧产生压缩，齿杆移动过程中其端部的连通孔同步收入中转腔内，进而实现该组受压齿杆与中转腔的连通状态，此时中转腔内水液沿连通孔进入齿杆内侧并向外喷出，实现截齿的喷水降温以及对接触区域的掌子面土层喷水软化的过程。
[0017]c、在传动齿轮带动内齿圈以支撑截割头整体处于旋转状态时，截割轴通过皮带传动机构带动联动筒和同步齿轮处于旋转状态，截割轴、截割头以及联动筒均向同一方向旋转，联动筒外侧的同步齿轮通过啮合辅助齿轮，进而在截割头旋转过程中同步带动辅助组
件旋转，保持引导筒以及刮送片在进给轴支撑下与截割头处于反向旋转状态，从而利用多组环绕截割头分布的刮送片将截割头切削刮下的土层向外卷扬输送。
[0018]有益效果在于：本专利技术通过在截割头外侧设置活动式截齿，替换现有悬臂式掘进机的固定式截齿，确保截齿接触到掌子面土层受压切削过程中自动实现喷水降温辅助开挖，改善现有截齿持续喷水引起的浪费问题，节能环保。
[0019]并在截割头旋转过程中同步保持外侧多组引导筒和刮送片转动，以对尾水洞掌子面切削产生的碎料进行同步输送，辅助悬臂掘进机耙爪刮送碎料，确保隧道开挖产生的碎料可及时向掘进洞口外排出，提升施工效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：包括截割头（1）和中转腔（3），所述中转腔（3）设置于所述截割头（1）内侧，且所述中转腔（3）外侧设置有多组穿出截割头（1）的截齿（2）；所述截割头（1）外部贯穿有多组容纳截齿（2）的安装孔（101），所述截齿（2）包括穿入所述安装孔（101）内侧的安装筒（202），所述安装筒（202）与所述安装孔（101）过盈配合，所述安装筒（202）内部同轴贯穿有中空圆筒状齿杆（201），该齿杆（201）与安装筒（202）间隙配合，所述齿杆（201）伸入所述截割头（1）内一端穿入所述中转腔（3）内侧，且所述齿杆（201）与所述中转腔（3）间隙配合，所述齿杆（201）伸入所述中转腔（3）内一端固定有贴合该中转腔（3）内壁的端盖（204），所述端盖（204）外侧的所述齿杆（201）中部贯穿有连通孔（201a），所述截割头（1）与所述中转腔（3）之间的所述齿杆（201）外部固定有挡环（203），所述截割头（1）与所述中转腔（3）之间的所述齿杆（201）外侧套设有顶推挡环（203）以保持端盖（204）抵紧中转腔（3）内壁的弹簧（205）。2.根据权利要求1所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述截割头（1）外侧的所述安装筒（202）外部套设有活动环（206），所述活动环（206）与所述安装筒（202）转动配合，所述活动环（206）外侧环绕设置有多组波浪形破碎齿（206a）。3.根据权利要求1所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述截割头（1）内侧设置有多组支撑中转腔（3）的固定架（102），且所述截割头（1）端部横向贯穿有端孔（103），该端孔（103）外圆周侧的所述截割头（1）外部环绕设置有多组螺栓孔（104）。4.根据权利要求3所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述端孔（103）内侧的所述截割头（1）端部设置有钻进部（5），所述钻进部（5）包括伸入所述端孔（103）内部的约束盘（502），所述约束盘（502）外部固定有伸出截割头（1）端部端孔（103）的钻头（501），所述约束盘（502）外侧环绕设置有多组贯穿螺栓孔（104）的固定螺栓（503），所述约束盘（502）与所述固定螺栓（503）螺纹配合以固定所述约束盘（502）和所述截割头（1）。5.根据权利要求1所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述截割头（1）外侧设置有多组螺旋延伸的引导槽（105），且多组所述截齿（2）对应设置于所述引导槽（105）内侧，所述截割头（1）包括容纳中转腔（3）的锥形部，该锥形部较大一侧开口处连通有圆筒部，所述圆筒部外侧设置有支承箱（4）。6.根据权利要求5所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述支承箱（4）为圆筒结构，该支承箱（4）内部设置有驱动截割头（1）旋转的传动组件（6），所述圆筒部外部环绕设置有多组辅助组件（7），且所述圆筒部外圆周侧均布有多组容纳辅助组件（7）的容纳孔（106）。7.根据权利要求6所述一种抽水蓄能电站尾水洞悬臂掘进施工装置，其特征在于：所述支承箱（4）远离所述截割头（1）一端内侧固定有内圈，该内圈上环绕设置有多组横向贯通的预留孔（401），所述支承箱（4）内部设置有支撑传动组件（6）的转动架（402），所述传动组件（6）包括横向贯穿所述转动架（402）的截割轴（601），所述截割轴（601）与...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峰，张旭，冷怀印，张志强，崔晨曦，张艳艳，白晓璟，黄超峰，殷俊，王世洋，
申请(专利权)人：中国水利水电第十一工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：