CN114718587A - 一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿 - Google Patents
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Abstract
一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿。现有斗齿的先入端多以片状直刀型为主，容易造成开挖对软弱围岩的扰动，平面上使之发生碎裂化，延展塌落范围，立体上形成塌腔，增大局部超挖，进而在工序上增加初喷混凝土的用量和用时，降低经济效益和工作效率。本发明所述斗齿为曲面槽状内凹圆弧型，其构造包括：弧形内凹结构、曲面槽状结构、内置刀片结构、格槽、过渡结构、矩形连接结构、插销孔。本发明的有益效果在于：一方面减弱开挖对软弱围岩的扰动，控制局部超挖。另一方面减小初喷混凝土的用量和用时，提高经济效益和工作效率。同时利于软弱围岩隧道的早期快速支护，减少掌子面凌空时间，降低安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及软弱围岩隧道施工机械装置领域，尤其涉及一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿。
背景技术
随着我国交通行业的快速发展，长大软弱围岩隧道也越来越多。软弱围岩隧道开挖主要采用人工配合机械开挖，即以挖掘机开挖为主，预留轮廓线内通过人工用十字镐等工具开挖。采用挖掘机一次开挖至预设轮廓，现有斗齿的先入端多以片状直刀型为主，转折面多以平直为主，转折角以90°居多。这种锋利的结构利于大范围整体开挖但不利于软弱围岩隧道局部轮廓的保守开挖，容易造成开挖对软弱围岩的扰动。平面上使之发生碎裂化，延展塌落范围，立体上形成塌腔，增大局部超挖，进而在工序上增加初喷混凝土的用量和用时，费工费料，降低经济效益和工作效率。同时人工开挖劳动强度大、效率低、成本高，不利于软弱围岩隧道的早期快速支护，安全风险较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，使挖掘机斗齿的构造满足软弱围岩对机械开挖的特殊要求，尽可能实现最优化开挖。本发明的技术方案是：一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，所述斗齿呈曲面槽状内凹圆弧型。所述斗齿是一体式的，所述斗齿构造包括：弧形内凹结构、曲面槽状结构、内置刀片结构、格槽、过渡结构、矩形连接结构、插销孔。所述斗齿开挖先入端为所述弧形内凹刀片结构，所述弧形内凹刀片结构宽1～2cm，呈现前缘薄后缘厚的弧形锋利刀片状，中间逐渐过渡。所述曲面槽状结构位于所述斗齿前端，包含两侧及底部，呈光滑曲面状。所述曲面槽状结构前端为所述弧形内凹刀片结构。所述曲面槽状结构内设有所述内置刀片结构，所述内置刀片结构呈前缘薄后缘厚中间过渡的锋利刀片状。所述内置刀片结构将所述曲面槽状结构内部空间分隔，呈现所述格槽。所述矩形连接结构位于所述斗齿末端。所述曲面槽状结构与所述矩形连接结构通过所述过渡结构相连。所述矩形连接结构内设有所述插销孔，所述插销孔内通过销轴与挖掘机齿座连接。所述弧形内凹结构的前缘弯曲曲率为α，所述曲面槽状结构的两侧及底部弯曲曲率为β。所述弧形内凹结构与所述曲面槽状结构的衔接曲率为γ。所述斗齿构造是一体式的，即弧形内凹结构、曲面槽状结构、内置刀片结构、格槽、过渡结构、矩形连接结构、插销孔呈一体式。所述斗齿可通过整体钢板轧制切割成形，也可一次性浇筑而成。所述斗齿的实际尺寸可根据对应挖掘机斗齿大小及对实际现场围岩的扰动要求等视具体情况调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.减弱开挖对软弱围岩的扰动。
2.减弱软弱围岩在平面上发生碎裂化、立体上形成塌腔，减小塌落范围和体积，控制局部超挖。
3.减少初喷混凝土的用量，节约物料，提高经济效益。
4.减少初喷混凝土的用时，加快工序循环，提高整体掘进速度，提高工作效率。
5.减少人工开挖工作量、节省人力成本。
6.利于软弱围岩隧道的早期快速支护，减少掌子面凌空时间，降低安全风险。
附图说明
附图1是本发明的一种剖视图。
附图2是本发明的左视图。
附图3是本发明的一种实施例1。
附图4是本发明的一种实施例2。
附图中标号：1、斗齿；2、弧形内凹刀片结构；3、曲面槽状结构；4、内置刀片结构；5、格槽；6、过渡结构；7、矩形连接结构；8、插销孔。
具体实施方式
图1所示的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，所述斗齿呈曲面槽状内凹圆弧型。所述斗齿1构造包括：弧形内凹刀片结构2、曲面槽状结构3、内置刀片结构4、格槽5、过渡结构6、矩形连接结构7、插销孔8。所述斗齿1开挖先入端为所述弧形内凹刀片结构2，所述弧形内凹刀片结构2宽1～2cm，呈现前缘薄后缘厚的弧形锋利刀片状，中间逐渐过渡。所述曲面槽状结构3位于所述斗齿1前端，包含两侧及底部，呈光滑曲面状。所述曲面槽状结构3前端为所述弧形内凹刀片结构2。所述曲面槽状结构3内设有所述内置刀片结构4，所述内置刀片结构4为前缘薄后缘厚中间过渡的锋利刀片状。所述内置刀片结构4将所述曲面槽状结构3内部空间分隔，呈现所述格槽5。所述矩形连接结构7位于所述斗齿1末端。所述曲面槽状结构3与所述矩形连接结构7通过所述过渡结构6相连。所述矩形连接结构7内设有所述插销孔8，所述插销孔8内通过销轴与挖掘机齿座连接。所述弧形内凹结构2的前缘弯曲曲率为α，所述曲面槽状结构3的两侧及底部弯曲曲率为β。所述弧形内凹结构2与所述曲面槽状结构3的衔接曲率为γ。所述斗齿1构造是一体式的，即弧形内凹结构2、曲面槽状结构3、内置刀片结构4、格槽5、过渡结构6、矩形连接结构7、插销孔8呈一体式。所述斗齿1可通过整体钢板轧制切割成形，也可一次性浇筑而成。所述斗齿1的实际尺寸可根据对应挖掘机斗齿大小及对实际现场围岩的扰动要求等视具体情况调整。
为了易于对包括软弱软弱围岩和较硬围岩在内的围岩进行开挖，将斗齿1的先入端设计成锋利的前缘薄后缘厚的弧形内凹刀片结构2。
为了减弱开挖对软弱围岩的扰动，减弱开挖时软弱围岩在平面上发生碎裂化，减小塌落范围和体积，将斗齿1的两侧及底部设计成曲面结构3，开挖时在立体上将待挖围岩和预留围岩一分为二。
为了使进入曲面槽状结构3内的软弱围岩易于破碎和掉落，在曲面槽状结构3内布置内置刀片结构4，所述内置刀片结构4将所述曲面槽状结构3的内部空间分隔，呈现所述格槽5。
为了连接所述曲面槽状结构3和所述矩形连接结构7，在二者中间设置过渡转折结构6。
上述的软弱围岩隧道挖掘机斗齿能实现，直接方面，减弱或控制开挖对软弱围岩的扰动，减弱或控制软弱围岩在平面上发生碎裂、立体上形成塌腔，减弱或控制塌落范围和体积，减弱或控制局部超挖。间接方面，减少初喷混凝土用量，节约物料，提高经济效益。减少初喷混凝土的用时，加快工序循环，提高整体掘进速度，提高工作效率。减少人工开挖工作量、节省人力成本。同时利于软弱围岩隧道的早期快速支护，减少掌子面凌空时间，降低安全风险。
以上显示和描述了本发明的主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述斗齿呈曲面槽状内凹圆弧型。所述斗齿是一体式的，所述斗齿构造包括：弧形内凹结构、曲面槽状结构、内置刀片结构、格槽、过渡结构、矩形连接结构、插销孔。
2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述斗齿开挖先入端为所述弧形内凹刀片结构，所述弧形内凹刀片结构宽1～2cm，呈现前缘薄后缘厚的弧形锋利刀片状，中间逐渐过渡。
3.根据权利要求1、2所述的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述曲面槽状结构位于所述斗齿前端，包含两侧及底部，呈光滑曲面状。所述曲面槽状结构前端为所述弧形内凹刀片结构。所述曲面槽状结构内设有所述内置刀片结构，所述内置刀片结构为前缘薄后缘厚中间过渡的锋利刀片状。所述内置刀片结构将所述曲面槽状结构内部空间分隔，呈现所述格槽。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述矩形连接结构位于所述斗齿末端。所述曲面槽状结构与所述矩形连接结构通过所述过渡结构相连。所述矩形连接结构内设有所述插销孔，所述插销孔内通过销轴与挖掘机齿座连接。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述弧形内凹结构的前缘弯曲曲率为α，所述曲面槽状结构的两侧及底部弯曲曲率为β。所述弧形内凹结构与所述曲面槽状结构的衔接曲率为γ。
6.根据权利要求1、2、3、4、5所述的一种软弱围岩隧道挖掘机斗齿，其特征是：所述斗齿构造是一体式的，所述斗齿的实际尺寸可根据对应挖掘机斗齿大小及对实际现场围岩的扰动要求等视具体情况调整。
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