一种竖直掘进系统的制作方法

本发明涉及隧道中坑体施工设备，特别是涉及一种竖直掘进系统。

背景技术：

1、在高水平放射性废物的处置中，将高水平放射性废物埋置在500m～1000m深度范围内稳定的地质体中是目前国际上普遍认为技术可行的最终处置方式。

2、高水平放射性废物在地质体中的处置库通常包括水平的通道和通道上竖直向下的处置坑，上述竖直向下的处置坑需要采用竖直掘进头在岩体中竖直向下掘进即竖直掘进作业形成。

3、现有的竖直掘进装置，如申请号为202110375992.6的专利公开的高放废物处置坑掘进系统，通过垂直向下掘进的主作业装置掘进坑体，通过液压马达驱动掘进头上的刀盘旋转，通过刀盘切削岩体；由于竖直刀盘对岩体进行切削时，会产生非常强烈的振动，这种强烈的振动会导致竖直掘进装置主体也产生强烈的振动；由于现有竖直掘进装置中全自动转移管节，为了实现自动运行其配备了大量的高精度传感器，在竖直掘进装置主体发生振动时会严重影响这些高精度传感器检测数据的准确性，降低了装置整体工作的可靠性，造成装置不能稳定的自动进行工作，严重影响了工期。

4、另外，竖直掘进装置主体强烈振动会导致掘进精度非常难以控制，所以需要竖直掘进装置具有较高的抗振性能；现有的竖直掘进装置的抗振性能低，不能满足使用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种竖直掘进系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高竖直掘进系统的掘进精度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种竖直掘进系统，包括：

4、主作业装置，所述主作业装置能够移动和定位于隧道内某位置并竖直向下掘进；所述主作业装置包括有车架、推进系统、掘进头、管节中转台和管节中转车；所述推进系统包括推进油缸、推进压板和至少四个导向杆，所述导向杆与所述车架固连，全部所述导向杆相互平行设置，所述推进油缸为两个，所述推进油缸与所述车架固连，所述推进压板滑动套设在每个所述导向杆上；所述推进油缸通过所述推进压板压动和提起所述掘进头以及压动和提起逐个同轴叠加在所述掘进头上方的管节；所述车架中设置有掘进孔，所述掘进头和逐个同轴叠加在所述掘进头上方的管节能够穿过所述掘进孔；所述管节中转台固设在所述车架上，所述管节中转车与所述管节中转台滑动配合且能够位于所述掘进孔的正上方；所述管节与掘进头以及所述管节与所述管节之间能够拆卸地连接，所述推进压板的底端与所述掘进头和管节能够拆卸地连接；

5、管节输送单元，所述管节输送单元包括运输车、移动吊装架、横移架和存放在所述运输车上的多个管节，所述运输车上设置有沿所述运输车的长度方向分布的第一导轨；所述移动吊装架的底端与所述第一导轨滑动配合；所述移动吊装架的顶端设置有与所述第一导轨平行的第二导轨，所述横移架与所述第二导轨滑动配合；所述横移架上固设有与所述第二导轨垂直且水平的第三导轨；滑动座与所述第三导轨滑动配合，所述滑动座上固设有吊装油缸，所述吊装油缸的活塞杆的自由端用于吊装管节；所述移动吊装架的部分以及被所述吊装油缸吊装的管节的能够位于所述管节中转车的上方。

6、优选的，还包括止振单元，所述止振单元包括至少两个设置在所述掘进头中的止振机构；每个所述止振机构都包括止振油缸和撑盘，所述撑盘与所述止振油缸的液压杆球铰接，所述止振油缸用于驱动所述撑盘沿所述掘进头的径向移动；所述撑盘的表面设置有用于与竖直掘进井的井壁滚动配合的滚子。

7、优选的，所述主作业装置还包括定位外撑系统；所述定位外撑系统包括沿所述掘进孔的周向排列的至少四个立柱，每个主柱的顶端固设有活动端伸向隧道顶壁的顶撑油缸，所述定位外撑系统还包括活动端伸向隧道侧壁的侧撑油缸和活动端伸向隧道地面的地撑油缸，所述车架的每侧设置有至少一个所述侧撑油缸，所述地撑油缸与所述车架的底端固连；所述顶撑油缸的活动端球球铰接有上撑盘，所述侧撑油缸活动端球球铰接有侧撑盘，所述地撑油缸的活动端球球铰接有下撑盘。

8、优选的，还包括管线收放装置、电源、液压站和控制装置，驱动和控制掘进头的管线卷绕在管线收放装置上，管线的内端经旋转接头与控制装置、电源和液压站相连；管线的外端自掘进头的外壁和掘进头的斜向通道接入掘进头，所述管节的外壁具有容纳管线的走线槽。

9、优选的，还包括排渣系统，所述排渣系统包括吸渣装置、设置在所述车架上的排渣通道、设置在所述掘进头中的第一排渣管和设置在所述管节中的第二排渣管，所述排渣通道一端与所述吸渣装置相连、另一端为与第一排渣管和第二排渣管密闭可分离式连接的吸渣口，所述吸渣口随所述推进压板升降。

10、优选的，所述第一导轨的长度与所述运输车的长度相等。

11、优选的，所述主作业装置还包括导向系统，所述导向系统包括两个固设在所述车架上的激光测距装置和两个固设在所述掘进头的顶端的激光靶，所述激光靶与所述激光测距装置一一对应。

12、优选的，还包括补风系统，所述补风系统包括补风机和补风管，所述补风机通过补风管向所述掘进头中的刀盘补风。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本发明的竖直掘进系统通过设置半自动运行的管节输送单元，大量减少了高精传感器的使用，进而避免了因装置整体振动引起高精传感器检测数据准确性不高而造成的装置工作可靠性降低的问题，提高了工作可靠性。此外，本发明的竖直掘进系统中的管节输送单元适用于空间狭窄的作业区域，管节输送单元能够直接将管节转放到管节中转车上，使用方便。

15、本发明的竖直掘进系统通过设置止振单元，极大程度提高了掘进头的抗振性能，使得掘进头能够稳定向下掘进，进而避免了装置整体因掘进头激烈振动也随之振动的情况。

16、本发明的竖直掘进系统通过定位外撑系统，能够有效的固定主作业装置在隧道内的位置，掘进震动时也不会发生位移。

17、本发明的竖直掘进系统通过导向系统能够更加精准地对掘进头的位置进行定位，从而提高了掘进精度。

18、本发明的竖直掘进系统中的推进系统通过设置至少四个导向杆提高了导向的精确性，从而提高了掘进精度。

技术特征：

1.一种竖直掘进系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：还包括止振单元，所述止振单元包括至少两个设置在所述掘进头中的止振机构；每个所述止振机构都包括止振油缸和撑盘，所述撑盘与所述止振油缸的液压杆球铰接，所述止振油缸用于驱动所述撑盘沿所述掘进头的径向移动；所述撑盘的表面设置有用于与竖直掘进井的内壁滚动配合的滚子。

3.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：所述主作业装置还包括定位外撑系统；所述定位外撑系统包括沿所述掘进孔的周向排列的至少四个立柱，每个主柱的顶端固设有活动端伸向隧道顶壁的顶撑油缸，所述定位外撑系统还包括活动端伸向隧道侧壁的侧撑油缸和活动端伸向隧道地面的地撑油缸，所述车架的每侧设置有至少一个所述侧撑油缸，所述地撑油缸与所述车架的底端固连；所述顶撑油缸的活动端球球铰接有上撑盘，所述侧撑油缸活动端球球铰接有侧撑盘，所述地撑油缸的活动端球球铰接有下撑盘。

4.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：还包括管线收放装置、电源、液压站和控制装置，驱动和控制掘进头的管线卷绕在管线收放装置上，管线的内端经旋转接头与控制装置、电源和液压站相连；管线的外端自掘进头的外壁和掘进头的斜向通道接入掘进头，所述管节的外壁具有容纳管线的走线槽。

5.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：还包括排渣系统，所述排渣系统包括吸渣装置、设置在所述车架上的排渣通道、设置在所述掘进头中的第一排渣管和设置在所述管节中的第二排渣管，所述排渣通道一端与所述吸渣装置相连、另一端为与第一排渣管和第二排渣管密闭可分离式连接的吸渣口，所述吸渣口随所述推进压板升降。

6.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：所述第一导轨的长度与所述运输车的长度相等。

7.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：所述主作业装置还包括导向系统，所述导向系统包括两个固设在所述车架上的激光测距装置和两个固设在所述掘进头的顶端的激光靶，所述激光靶与所述激光测距装置一一对应。

8.根据权利要求1所述的竖直掘进系统，其特征在于：还包括补风系统，所述补风系统包括补风机和补风管，所述补风机通过补风管向所述掘进头中的刀盘补风。

技术总结
本发明公开一种竖直掘进系统，涉及隧道中坑体施工设备技术领域，包括：主作业装置，主作业装置能够移动和定位于隧道内某位置并竖直向下掘进；主作业装置包括有车架、推进系统、掘进头、管节中转台和管节中转车；推进系统包括推进油缸、推进压板和至少四个导向杆；管节中转台固设在车架上，管节中转车与管节中转台滑动配合且能够位于掘进孔的正上方；管节输送单元，管节输送单元包括运输车、移动吊装架、横移架和存放在运输车上的多个管节，横移架上固设有与第二导轨垂直且水平的第三导轨；滑动座与第三导轨滑动配合，滑动座上固设有吊装油缸，吊装油缸的活塞杆的自由端用于吊装管节。本发明提高了竖直掘进系统的掘进精度。

技术研发人员：谈海强
受保护的技术使用者：江苏锐成机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15