實施例的豎井掘進機。
[0033]具體而言，本發明實施例的豎井掘進機特別適用于大直徑豎井隧道的開挖掘進施工作業，具有開挖效率高、安全性高等優勢。具體地，根據本發明實施例的豎井掘進機可以包括:刀頭組件和泥漿系統4，而且還可以包括:支護系統、輔助系統等。
[0034]下面，參照圖1-圖3，介紹根據本發明實施例的刀頭組件。
[0035]具體而言，刀頭組件可以包括刀盤2、先導鉆I以及驅動裝置3。具體而言，先導鉆I設在刀盤2的下方，先導鉆I和刀盤2的工作面均朝下設置，從而當刀頭組件整體向下移動時，先導鉆I開挖的土層地勢低于刀盤2開挖的土層地勢，先導鉆I的挖孔直徑小于刀盤2的挖孔直徑，從而先導鉆I開挖的孔洞的最終洞徑小于從而刀盤2開挖的孔洞的最終洞徑。進一步地，驅動裝置3可以固定安裝在下文所述的盾體5上，驅動裝置3與刀盤2和先導鉆I相連以驅動刀盤2和先導鉆I進行挖孔施工作業，也就是說，刀盤2和先導鉆I均通過驅動裝置3提供扭矩轉動以實施挖孔掘進作業。
[0036]這樣，刀頭組件作為豎井掘進機的開挖部分，在工作的過程中可以采用分段開挖同步進行，也就是說，在同一時刻，先導鉆I進行下一豎井孔段的先導孔10的開挖工序，刀盤2進行上一豎井孔段的刀盤擴孔的開挖工序，由此，可以實現連續兩段豎井孔段的同步開挖，極大地提高了開挖效率。或者說，對于同一豎井孔段，首先由先導鉆I對土體進行一次開挖、形成圓形先導孔10，然后由刀盤2對土體進行二次開挖、形成環繞在先導孔10外的環形擴孔，從而使得每一豎井孔段都通過先導鉆I和刀盤2的先后連續開挖得到，從而提高了開挖效率和挖孔效果。
[0037]由此，根據本發明實施例的刀頭組件，可以有效地提高施工的進度，減小刀盤2和先導鉆I承受的扭矩，提高刀頭組件的工作可靠性。而且，由于先導鉆I始終先于刀盤2在其下方挖掘出先導孔10，從而刀盤2開挖的渣土可以在先導孔10中與先導鉆I挖掘的渣土充分混合，并通過下文所述的泥漿系統4有效排出，從而方便出渣且出渣效率高。另外，由于刀頭組件在挖掘的過程中，由于先導孔10總是位于最下方，當挖掘過程中出現大涌水等緊急情況時，先導孔10可以用于貯存涌水并并通過下文所述的泥漿系統4及時將涌水排出，為應急處理預留更多時間，提高挖掘的安全系數。
[0038]在本發明的一個具體實施例中，先導鉆I包括從上向下依次排布的多個鉆頭(即先導鉆I采用分級鉆頭)，每相鄰的兩個鉆頭中的位于上方的鉆頭(例如二級鉆頭102)的挖孔直徑大于位于下方的鉆頭(例如一級鉆頭101)的挖孔直徑。由此，先導孔10可以通過多個鉆頭的先后多次連續開挖得到，從而進一步減小先導鉆I承受的扭矩，提高先導鉆I的工作可靠性和工作效率。
[0039]在本發明的一個具體實施例中，先導鉆I還可以包括鉆桿103，鉆桿103可以與多個鉆頭相連，驅動裝置3與鉆桿103相連，以通過鉆桿103提供扭矩驅動多個鉆頭轉動作業，這樣，當鉆頭為多個時，可以有效地降低鉆桿103承受的扭矩，提高鉆桿103的工作可靠性和使用壽命。例如在圖1中所示的示例中，先導鉆I包括鉆桿103和連接在鉆桿103上的兩個鉆頭，兩個鉆頭分別為一級鉆頭101和二級鉆頭102，二級鉆頭102設在一級鉆頭101的上方，且二級鉆頭102的挖孔直徑大于一級鉆頭101的挖孔直徑，由此，可以有效地降低鉆桿103承受的扭矩，提尚鉆桿103的使用壽命，以有效地提尚先導孔10的鉆孔直徑。
[0040]這里，需要說明的是，鉆頭的級數、以及每級鉆頭的直徑均可以根據所需挖鉆的先導孔10的直徑進行適應性選擇，例如，當所需挖鉆的先導孔10的直徑較大時，則可以選擇級數較多的鉆頭(例如三級，即三個鉆頭)，以及直徑較大的鉆頭，當所需挖鉆的先導孔10的直徑較小時，則可以選擇級數較少的鉆頭(例如一級、即一個鉆頭)，以及直徑較小的鉆頭，特別地，當直徑扭矩滿足要求時，可以采用稍大直徑的鉆頭一次開挖成型。
[0041]在本發明的一個具體實施例中，先導鉆I構造成其(即先導鉆I)開挖的渣土可滑入先導孔10的底部，例如，至少一個鉆頭的工作面形成為從上向下橫截面逐漸減小的截圓錐形。也就是說，至少一個鉆頭的具有刀具的表面(即下表面)大體形成為倒傘形，從而相應的開挖面可以形成為倒傘形，使得相應的開挖面的開挖渣土可以沿著開挖面向下滑落至先導孔10的底部匯合。簡言之，根據本發明實施例的鉆頭可以采用錐形設計，以使開挖出的渣土順著開挖面錐面滑落至先導孔10的底部。由此，方便開挖渣土的集中處理及抽排。
[0042]優選地，除多個鉆頭中的位于最下方的鉆頭(例如一級鉆頭101)以外，其余每個鉆頭的工作面均形成為從上向下橫截面逐漸減小的截圓錐形。由此，可以確保開挖的渣土在先導孔10的底部匯聚混合。進一步優選地，每個鉆頭上均具有多個貫穿的穿孔。由此，每個鉆頭開挖的渣土均可以通過穿孔以及鉆頭與鉆頭之間的空隙，更可靠地落入先導孔10的底部，以方便開挖渣土的集中處理，方便出渣，且有效地改善了開挖渣土糊在刀具上的問題，從而提高了挖掘效果和鉆頭的使用壽命。
[0043]在本發明的一個具體實施例中，刀盤2包括可替換的復合式刀盤。也就是說，刀盤2可以包括多種可替換的刀盤，其中，至少有一個可替換的刀盤為復合式刀盤，即刀盤2上的工作面上具有復合式刀具，從而可以滿足不同地質的快速掘進要求，尤其是滿足復合地層的挖掘需求。優選地，復合式刀具中具有適于硬巖開挖的刀具，以提高刀頭組件在硬巖等復雜地層中的掘進效率。
[0044]在本發明的一個具體實施例中，刀盤2構造成其(即刀盤2)開挖的渣土可滑入先導鉆I開挖的先導孔10內的底部，例如，刀盤2的工作面可以形成為從上向下橫截面逐漸減小的截圓錐形。也就是說，刀盤2的具有刀具的表面(即下表面)大體形成為倒傘形，從而刀盤2開挖的擴孔的底面可以形成為倒傘形，從而刀盤2開挖的渣土可以沿著擴孔的底面以及刀盤2的工作面向下滑落至先導孔10內，以與先導孔10內的開挖渣土混合并一起處理。簡言之，根據本發明實施例的刀盤2可以采用錐形設計，以使開挖出的渣土順著開挖面錐面滑落至先導孔10內以便集中處理。另外，當刀盤2采用錐形設計時，還可以有效地減小刀盤2的開挖扭矩。
[0045]優選地，刀盤2構造成其開挖的渣土可滑入先導鉆I開挖的先導孔10內的底部，先導鉆I構造成其開挖的渣土可滑入先導孔10的底部，鉆桿103為空心結構，即鉆桿103可以為空心鉆桿且與先導孔10的底部連通。由此，當挖掘過程中出現大涌水等緊急情況時，先導孔10可以用于貯存涌水，空心鉆桿103可以及時將涌水排出，從而為應急處理預留更多時間，提高挖掘的安全系數。
[0046]在本發明的一個具體實施例中，驅動裝置3包括:第一驅動件301和第二驅動件302，其中，第一驅動件301與刀盤2相連以單獨驅動刀盤2挖孔，第二驅動件