一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘及其应用方法技术

本发明专利技术涉及一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘及其应用方法，该刀盘包括面板、辐条、外圆环、内环梁、单刃滚刀、双刃滚刀、铲刀、边刮刀、大圆环保护刀和焊接撕裂刀，其中外圆环和内环梁同心布置，面板焊接固定在外圆环和内环梁之间，若干辐条呈均匀辐射状布置在刀盘上，双刃滚刀布设在辐条上，面板上布设有两组单刃滚刀，边刮刀连接在每根辐条的最外端，铲刀连接在每根辐条的外侧且位于边刮刀的内侧，大圆环保护刀焊接于外圆环的外侧且对应于单刃滚刀的位置，焊接撕裂刀布设在面板上且位于两组单刃滚刀之间。本发明专利技术的优点是：具备适应多个开挖直径的能力，适应性强；提高了施工效率，降低了投资成本，具有显著的社会效益和经济效益。经济效益。经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘及其应用方法


[0001]本专利技术涉及地铁隧道施工
，尤其是一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘及其应用方法。

技术介绍

[0002]盾构机为隧道盾构施工机械设备，刀盘为盾构机配置的用于装备各种刀具进行地层开挖、支撑掌子面的钢结构。硬岩掘进盾构机刀盘安装的破岩刀具为滚刀，盾构机刀盘结构尺寸及滚刀刀箱布设位置都是出厂时设计成固定的，使用过程中不能调节更改。
[0003]现在国内盾构隧道设计的直径多样化，盾构机刀盘很难通过本身的改造使其满足多个直径要求，尤其是硬岩掘进刀盘受滚刀布置影响不便于进行刀盘改造因此，常规做法是需根据不同直径隧道施工配置多个刀盘，但是这样不仅增加了单位资金成本投入，同时也不便于管理，增加了管理成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘及其应用方法，通过对盾构刀盘的结构进行优化设计，便于对其进行改造从而适应多种开挖直径，降低刀盘闲置率，提高效益。
[0005]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘，其特征在于：该刀盘包括面板、辐条、外圆环、内环梁、单刃滚刀、双刃滚刀、铲刀、边刮刀、大圆环保护刀和焊接撕裂刀，其中所述外圆环和所述内环梁同心布置，所述面板焊接固定在所述外圆环和所述内环梁之间，若干所述辐条呈均匀辐射状布置在刀盘上，所述双刃滚刀布设在所述辐条上，所述面板上布设有两组所述单刃滚刀，所述边刮刀连接在每根所述辐条的最外端，所述铲刀连接在每根所述辐条的外侧且位于所述边刮刀的内侧，所述大圆环保护刀焊接于所述外圆环的外侧且对应于所述单刃滚刀的位置，所述焊接撕裂刀布设在所述面板上且位于两组所述单刃滚刀之间。
[0006]所述刀盘上设置有刀具耐磨检测点和泡沫口，所述刀具耐磨检测点和所述泡沫口布设于所述辐条的外侧位置。
[0007]所述刀盘的中心位置设置有刀箱，所述刀箱的内部设置有中心刀，所述辐条的内侧端部与所述刀箱焊接固定。
[0008]所述外圆环采用钢板卷焊制作；所述内环梁为箱体结构。
[0009]一种涉及上述的适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘的应用方法，其特征在于：该应用方法包括以下步骤：拆除刀盘的面板、大圆环保护刀和边刮刀，对外圆环外周进行打磨处理；根据新开挖直径尺寸制作外周圆弧钢板，所述外周圆弧钢板的厚度尺寸为所述刀盘需扩大增加的直径的一半；
将所述外周圆弧钢板焊接在所述刀盘的外圆环外周，重新定位焊接所述面板和所述大圆环保护刀，并根据新开挖半径尺寸制作边刮刀，将所述边刮刀安装至刀盘的辐条的最外端，实现所述刀盘的扩径。
[0010]拆除扩径后的所述刀盘的面板、大圆环保护刀和边刮刀；拆除所述外周圆弧钢板，重新定位焊接所述面板和所述大圆环保护刀并重新安装初始的边刮刀，将所述刀盘恢复至初始设计尺寸。
[0011]本专利技术的优点是：具备适应多个开挖直径的能力，适应性强；提高了施工效率，降低了投资成本，具有显著的社会效益和经济效益；结构简单合理，改造方便，应用场景多，适于推广。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的改造示意图一；图3为本专利技术的改造示意图二；图4为本专利技术的改造示意图三；图5为本专利技术原始外周滚刀刀刃轨迹示意图；图6为本专利技术改造后外周滚刀刀刃轨迹示意图；图7为本专利技术对刀盘变径改造后前后边刮刀结构对比图。
实施方式
[0013]以下结合附图通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1
‑
7所示，图中标记1
‑
13分别表示为：面板1、辐条2、外圆环3、内环梁4、单刃滚刀5、双刃滚刀6、铲刀7、边刮刀8、大圆环保护刀9、焊接撕裂刀10、刀具耐磨检测点11、泡沫口12、外周圆弧钢板13。
[0014]实施例：如图1所示，本实施例中适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘设计为六辐条2与六面板1的组合结构形式，由面板1、辐条2、外圆环3、内环梁4、单刃滚刀5、双刃滚刀6、铲刀7、边刮刀8、大圆环保护刀9、焊接撕裂刀10、刀具耐磨检测点11及泡沫口12组成。
[0015]其中外圆环3和内环梁4同心布置，面板1焊接固定在外圆环3和所述内环梁4之间。六根辐条2呈均匀辐射状布置在刀盘上，每根辐条2的外侧端部与外圆环3固定连接，内侧端部与位于中心的刀箱固定连接，中心刀箱的内部设置有中心刀。沿辐条2的延伸方向，在每根辐条2上均匀布置有多个双刃滚刀6。面板1位于相邻的两根辐条2之间的位置，每个面板1上均布设有两组单刃滚刀5。边刮刀8利用螺栓栓接在每根辐条2的最外端，铲刀7连接在每根辐条2的外侧且位于边刮刀8的内侧，大圆环保护刀9焊接于外圆环3的外侧且对应于单刃滚刀5的位置，焊接撕裂刀10布设在面板1上且位于两组单刃滚刀5之间。
[0016]在本实施例的刀盘上取消超挖刀设计，节省出的空间使刀盘正面增加一把正面滚刀，增加边缘滚刀布置数量，减小滚刀刀刃轨迹线间距。
[0017]在本实施例中，刀具耐磨检测点11及泡沫口12布设于辐条2外侧位置，将辐条2的空间内尽可能布设滚刀刀具，有利于提高掘进效果和掘进效率。
[0018]外圆环3为钢板卷焊设计；内环梁4为箱体结构设计，保证面板1在扩径改造而挪移时具有足够的二次定位焊接空间且保证整体结构稳定。
[0019]单刃滚刀6布设于辐条2上，刀盘边缘圆弧面的单刃滚刀5布设于面板1上。边滚刀8与正面滚刀相接位置，将部分边缘滚刀和正面滚刀同轨迹设计，边缘滚刀挪移后，保证滚刀刀刃间距依然满足施工要求。
[0020]本实施例在应用时，包括如下应用方法：1）结合图2至图4及图7所示，刀盘为适应较当前更大的开挖直径隧道施工，需将刀盘直径扩径。利用气刨方式将面板1、大圆环保护刀9全部刨除下来，拆除边刮刀8，将外圆环3外周进行打磨处理；根据新开挖直径尺寸需要准备外周圆弧钢板13，该外周圆弧钢板13的厚度尺寸为刀盘需扩大增加的直径一半，将外周圆弧钢板13焊接于外圆环外周，重新定位焊接面板1、大圆环保护刀9；边刮刀8需进行重新设计制造，外形尺寸应满足开挖半径尺寸，安装边刮刀8。至此，刀盘尺寸完成扩径改造。
[0021]2）将扩径改造后的刀盘恢复设计直径刀盘，利用气刨方式将面板1、大圆环保护刀9全部刨除下来，拆除边刮刀8，利用气刨方式将外周圆弧钢板13刨除，将外圆环3外周进行打磨处理，重新定位焊接面板1、大圆环保护刀9，安装初始的边刮刀8。至此，刀盘完成恢复至初始的设计尺寸。
[0022]3）如图5、图6所示，该刀盘的双刃滚刀6的刀刃为1#
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32#刀刃，边缘单刃滚刀5刀刃为33#
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44#刀刃，其中31#刀刃与33#刀刃重叠布置。按步骤2的方式刀盘进行扩径改造，面板1向外侧挪移进行二次定位，所有边缘的单刃滚刀5刀刃随面板1整体外挪圆弧钢板13的厚度尺寸，则31#刀刃与33#本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘，其特征在于：该刀盘包括面板、辐条、外圆环、内环梁、单刃滚刀、双刃滚刀、铲刀、边刮刀、大圆环保护刀和焊接撕裂刀，其中所述外圆环和所述内环梁同心布置，所述面板焊接固定在所述外圆环和所述内环梁之间，若干所述辐条呈均匀辐射状布置在刀盘上，所述双刃滚刀布设在所述辐条上，所述面板上布设有两组所述单刃滚刀，所述边刮刀连接在每根所述辐条的最外端，所述铲刀连接在每根所述辐条的外侧且位于所述边刮刀的内侧，所述大圆环保护刀焊接于所述外圆环的外侧且对应于所述单刃滚刀的位置，所述焊接撕裂刀布设在所述面板上且位于两组所述单刃滚刀之间。2.根据权利要求1所述的一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘上设置有刀具耐磨检测点和泡沫口，所述刀具耐磨检测点和所述泡沫口布设于所述辐条的外侧位置。3.根据权利要求1所述的一种适应多种开挖直径的硬岩掘进盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘的中心位置设置有刀箱，所述刀箱的内部设置有中心刀，所述辐条的内侧端部与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐韬，赖秋林，王力，程桂芝，毕延哲，李上坤，高攀胜，刘晨旭，徐晓燕，陶路路，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团有限公司城市建设分公司，
类型：发明
国别省市：