1.一种地下掘进装置,其特征在于:包括盾构机,所述盾构机包括一刀盘(1),所述刀盘(1)上有数组切刀(2);在盾构壳体内部靠近刀盘处固定有超声波振动棒(3);刀盘中心位置固定有辅助超声波振动棒(4);其中,所述超声波振动棒(3)和辅助超声波振动棒(4)均包括换能器、变幅杆和超声波发射头,所述超声波发射头探出刀盘(1)。
2.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:所述超声波发射头探出刀盘(1)的长度与切刀(2)探出刀盘(1)的长度相当。
3.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:所述切刀(2)以同心圆方式布置;所述超声波振动棒(3)超声波发射头凸出的位置设置在刀盘(1)的横、纵两条中轴线上,且所述超声波振动棒(3)的超声波发射头均夹设在两把相对称的切刀(2)中心处。
4.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:所述辅助超声波振动棒(4)的超声波发射头横截面积为所述超声波振动棒(3)超声波发射头横截面积的2~3倍。
5.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:相邻超声波振动棒(3)的间距与其超声波发射头直径的比值为5:1~7:1。
6.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:所述切刀(2)的数量为所述超声波振动棒(3)数量的两倍。
7.根据权利要求1所述的一种地下掘进装置,其特征在于:所述换能器安装有散热扇。
8.一种如权利要求1至7任一项所述地下掘进装置的地下掘进方法,其特征在于,将超声振动和盾构开挖相结合,包括如下步骤:
S1、打开超声波振动棒3及辅助超声波振动棒4,振动棒所发出的高频振动通过其发射头传递给未被开挖的土层,使其变得松散;
S2、再转动刀盘1,切刀2开始切削被超声振动作用过的土层;随着刀盘1不断向前推进,超声振动-切削这一过程不断循环进行,实现对土体的高效开挖。