通常分为掘进机械、被覆机械和辅助机械。
用于开凿坑道毛洞的建筑机械。包括全断面掘进机、盾构掘进机、臂式掘进机、隧道挖掘机、凿岩机及凿岩台车等。
全断面掘进机是一种通过盘形滚刀破碎岩石,连续掘进工作面,实现全断面一次成形的大型坑道掘进机械。主要由切割岩层的刀盘、传动机构、推进支撑机构、液压系统、电气系统、除尘装置及后配套的出砟运输、供电、供水、通风设备等组成。有的还配有超前探孔钻机、钻孔灌浆机等设备。工作时,各执行机构根据控制指令依次进入工作循环,一次推进行程为0.8~1.8米。适用于中等硬度岩石和硬黏土地层中的掘进作业。其掘进速度快,掘进与出砟同时进行。开凿的坑道断面规整,洞壁光滑,可节省被覆材料,操作人员可在机房内或护盾中工作,安全性好。
盾构掘进机集开挖、支护、衬砌等多种作业功能于一身,适用于软岩、土质地层中的坑道掘进和城市地下工程施工。按其切削机构,分为切削轮式、挖掘式和铣削臂式;按切削方式,分为旋转切削式和网格切削式。盾构掘进机主要由刀盘、切口环、支承环、盾构壳体、驱动机构、推力千斤顶、衬砌拼装机、出料装置和控制系统等部分组成。由电子计算机控制的盾构掘进机,能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向,使盾构掘进时地面沉降量控制在30厘米之内,隧道最小弯曲半径为300米,坡度控制到33‰,每小时掘进进尺可达3米左右。
臂式掘进机是一种在臂端安装切割装置,集开挖、装卸、行走功能于一体的坑道掘进机。具有低矮机型设计、可自动调整悬臂切割机构的进给方向与速度、铲板随动防干涉等特点。其最大优势是能有效地控制掘进断面准确度,超挖量少,不损伤围岩,噪声和振动小,适用于开挖泥质页岩、凝灰岩、砂石岩等岩层。
隧道挖掘机一般具有短臂工作装置和回转半径很小的转台尾部。特别适宜在狭窄的工作环境下,挖掘或装载Ⅰ~Ⅵ级土壤或爆破后的Ⅴ~Ⅵ级岩石。
凿岩机是在岩石中穿孔的重要设备。有风动式、电动式、液压式和内燃式四种类型。风动式凿岩机结构简单,工作安全可靠,但效率低,噪声大。电动式凿岩机能源利用率高,但结构复杂。液压式凿岩机重量轻,效率高,噪声低,能耗低。内燃式凿岩机,其动力装置和机具合为一体,机动性好,适于在野战或利用其他动力有困难的条件下使用。
凿岩台车可将多部凿岩机安装在同一个底盘上,同时钻凿多个孔眼。按行走机构分为轮式、履带式和轨轮式。所配的钻臂有轻型、中型和重型三种。选用钻臂的运动方式有直角坐标和极坐标两种。为了获得良好的爆破效果,钻孔有较好的平行度,钻臂与托架之间设有平动机构,以保证钻臂移位时推进器保持平动。计算机控制的全液压凿岩台车自动化程度高,劳动强度低,钻孔速度快,定向性好,在坑道掘进中应用广泛。
用于坑道毛洞被覆作业的建筑机械。包括混凝土喷射机、锚杆台车、钢模台车、混凝土浇注机、混凝土振捣器等。①混凝土喷射机。是施做喷射混凝土的专用机械,它能将混凝土压送、喷射到岩石表面,约束围岩的松弛和变形。混凝土喷射机有干式和湿式两种。湿式喷射机作业时,空气中粉尘含量低,混凝土机械强度高,回弹量少,成为混凝土喷射作业的主要机种。混凝土喷射机主要由搅拌机、喷射器、喷射臂(机械手)、空压机、泵、添加剂计量装置、管路等组成。②锚杆台车。主要用于快速、有效地加固洞室顶拱、边壁及边坡的岩石,能依次、快速完成钻孔、注浆、装锚杆三道工序,确保后续作业安全。③钢模台车。是大断面坑道被覆的配模机械,分为整体式和穿行式两类。整体式钢模台车的模板与车体是一个整体,稳定性好,但作业时须待灌注好的混凝土硬化并具有一定强度以后,台车才能移动位置。穿行式钢模台车模板部分可与台车车体分离,被覆作业可不间断进行。④混凝土浇注机。能将拌好的混凝土经输送管泵送到浇注作业面,适于浇注量大、工作面窄、运输条件差的作业点。⑤混凝土振捣器。是利用激振装置产生的振动,使浇注过程中的混凝土骨料相互滑动并重新排列,砂浆填充骨料之间的空隙并挤出气泡,从而达到捣实的目的。
用于坑道施工的辅助设备。包括装药台车、装岩机、碎石机、搅拌机、钢筋加工设备、木材加工设备及空压机、通风机、液压动力源、施工照明设备和给排水设备等。
军用坑道施工机械经历了手持风镐、气腿凿岩机、液压凿岩机、全断面掘进机四个发展阶段。进入21世纪,坑道施工机械的发展趋势主要是大型化、多样化和更加自动化。
发布者:中国军事百科全书编审室 2100433B