【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及tbm施工设备，具体涉及一种可变径刀盘及平斜一体可变径tbm施工方法。
技术介绍
1、将tbm(tunnel boring machine，全断面隧道掘进机)应用于大坡度引水斜井开挖在国内才刚刚起步，但是在国外已经有不少成功的实例。国外抽水蓄能电站及大坡度斜井隧洞tbm应用的案例较多，主要集中在美、日、欧等发达国家和地区，其中日本和德国处于前列。随着时代发展，从事钻爆法施工的人员将越来越少，相应钻爆法施工成本将越来越高，应用tbm施工技术是科技进步、社会发展的必然趋势。
2、其斜井tbm施工技术主要有三种总体方案：
3、1.导井tbm(自下而上)+钻爆法扩挖(自上而下)；
4、2.导井tbm(自下而上)+扩挖tbm(自上而下)；
5、3.全断面开挖tbm，自下而上(陡倾角)或自上而下(缓倾角)。
6、目前国内抽水蓄能电站项目中，洛宁抽蓄斜井、平江抽蓄斜井均采用自下而上进行掘进施工，而且施工段仅为斜井段施工，为贯彻落实国家电网公司关于加快推进tbm技术成果在电站洞室施工中的推广应用的要求，设计制造一台tbm进行平硐加斜井施工，并拟定了研究方向为可变径tbm，重点研究兼具平洞和斜井施工性能的可变径tbm设备，主要在tbm设备研制上下功夫，以设备来适应设计方案，并对引水系统布置做相应微调。
7、常规tbm刀盘主要针对单一隧道半径进行施工，遇到变径隧道则需要更换刀盘，不仅降低施工速度，影响工期，而且对操作人员的专业素养要求高，还存在一定的安全隐患。p>
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术的不足，目的在于提供一种可变径刀盘及平斜一体可变径tbm施工方法，采用本方案，可轻松实现刀盘变径，满足不同隧道半径的需求。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种可变径刀盘，包括：
4、中心刀盘，所述中心刀盘的周向端部依次均布有若干第一安装槽；
5、若干刀盘分块，每个所述刀盘分块对应一个所述第一安装槽，所述刀盘分块的端部能插入所述第一安装槽内，且所述刀盘分块的端部尺寸和所述第一安装槽的尺寸相适配；所述刀盘分块的两侧均带有可拆卸连接件，当相邻两个所述刀盘分块的侧壁相接时，相邻两个所述刀盘分块通过可拆卸连接件连接；
6、刀盘塞块，所述刀盘塞块的中心带有通孔，所述通孔的尺寸和所述中心刀盘的周向端部尺寸相适配，所述刀盘塞块用于将所述中心刀盘固定在通孔内；
7、所述刀盘塞块的周向端部依次均布有若干第二安装槽，每个所述刀盘分块对应一个所述第二安装槽，所述刀盘分块能整体插入所述第二安装槽内，且所述第二安装槽和所述刀盘分块的整体尺寸相适配；所述刀盘分块的两侧均能通过可拆卸连接件分别和所述第二安装槽的两侧连接。
8、相对于现有技术中，常规tbm刀盘主要针对单一隧道半径进行施工，遇到变径隧道则需要更换刀盘，不仅降低施工速度，影响工期，而且对操作人员的专业素养要求高，还存在一定的安全隐患的问题，本专利技术提供了一种可变径刀盘，采用本方案，可轻松实现刀盘变径，满足不同隧道半径的需求。具体方案中，包括有中心刀盘、若干刀盘分块和刀盘塞块，其中中心刀盘呈正多角星型，优选为呈正六角星型，在正常情况下，若干刀盘分块分别插入安装在若干第一安装槽内，此时相邻刀盘分块的侧边紧贴，并通过可拆卸连接件连接固定；而在需要增大刀盘直径时，拆卸若干刀盘分块，并安装刀盘塞块，刀盘塞块中心的通孔也呈正多角星型，刚好能将中心刀盘容纳在内，而刀盘塞块的周向端部也呈正多角星型，故将若干刀盘分块分别插入安装在若干第二安装槽内即可，此时刀盘分块的两侧分别通过可拆卸连接件和第二安装槽的两侧连接固定，从而完成刀盘的变径。
9、更进一步的，为防止刀盘塞块穿过中心刀盘而使刀盘表面不平整，从所述中心刀盘一侧面到自身另一侧面方向，所述中心刀盘的端部为斜面，所述斜面为朝远离或靠近所述中心刀盘轴线方向倾斜；所述通孔的侧面所述斜面相适配。
10、更进一步的，作为一种可拆卸连接件的具体实施方式，所述可拆卸连接件包括分别设置于所述刀盘分块两侧的凸块和凹口，所述凸块用于插入所述凹口内，且所述凸块和凹口的尺寸相适配；
11、所述第二安装槽的两侧壁上也分别带有所述凸块和凹口，所述第二安装槽一侧的凹口用于连接所述刀盘分块一侧的凸块，所述第二安装槽另一侧的凸块用于连接所述刀盘分块另一侧的凹口。
12、更进一步的，为满足不同的工况需求，所述刀盘分块上带有条形槽，所述条形槽沿刀盘径向设置，所述条形槽内沿其长度方向设置有可调面滚刀，所述可调面滚刀包括面滚刀轴，所述面滚刀轴沿其轴线依次转动连接有若干面滚刀，所述面滚刀轴的一端和所述条形槽内端螺纹连接，所述面滚刀轴的另一端带有调节系统，所述调节系统用于带动所述面滚刀轴转动，并沿所述刀盘的径向方向移动。
13、更进一步的，所述刀盘塞块在相邻两个第二安装槽之间的部位上也带有条形槽，且所述刀盘塞块的若干条形槽内也安装有可调面滚刀。
14、更进一步的，作为一种调节系统的具体实施方式，所述调节系统包括套筒和筒端，所述套筒套设于所述面滚刀轴另一端，并和所述面滚刀轴螺纹连接；所述套筒从所述条形槽外端伸出所述刀盘，且所述筒端固定设置于所述套筒伸出的部分上。
15、更进一步的，为将调节系统限制在刀盘分块内，防止调节系统从刀盘分块内脱落而失去调节作用，所述套筒上固定套设有环形块，在所述刀盘分块上的所述环形块位于所述刀盘分块内部，并和所述刀盘分块转动连接；在所述刀盘塞块上的所述环形块位于所述刀盘塞块内部，并和所述刀盘塞块转动连接。
16、更进一步的，为满足不同的工况需求，所述刀盘分块远离刀盘中心的一端开有至少一个端部槽，所述端部槽的开口端朝远离刀盘中心的方向设置；所述端部槽内安装有可调边滚刀，所述可调边滚刀包括边滚刀轴，所述边滚刀轴的两端分别连接有转动组和固定组；
17、所述转动组包括固定于所述边滚刀轴一端的球顶，以及固定于所述端部槽底部的球壳，所述球顶局部嵌入所述球壳内，并转动连接；
18、所述固定组包括固定于所述边滚刀轴另一端的轴端，以及固定体，所述固定体固定在所述端部槽开口处，所述固定体上开有若干通槽，每个所述通槽的朝向均不相同；所述轴端用于放置在所述通槽内，且所述轴端和所述通槽为截面相适配的多边形。
19、更进一步的，为便于将轴端调节到不同的通槽中，所述固定体包括底块和顶块，所述底块和顶块的端部相铰接，所述底块和顶块上均开有若干凹槽，通过旋转顶块用于带动所述底块和顶块具有凹槽的侧面相贴，以使所述顶块上的凹槽和对应的底块上的凹槽相闭合，从而形成通槽。
20、更进一步的，所述刀盘塞块在内圈上均布有若干固定面滚刀，所述中心刀盘的中心也设有固定面滚刀。
21、更进一步的，一种可变径刀盘的平斜一体可变径tbm施工方法，包括以下步骤：
22、当需要增大刀盘半径时，用吊装设备勾住若干刀盘分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变径刀盘，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，从所述中心刀盘(1)一侧面到自身另一侧面方向，所述中心刀盘(1)的端部为斜面，所述斜面为朝远离或靠近所述中心刀盘(1)轴线方向倾斜；所述通孔的侧面所述斜面相适配。
3.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述可拆卸连接件包括分别设置于所述刀盘分块(2)两侧的凸块(6)和凹口(7)，所述凸块(6)用于插入所述凹口(7)内，且所述凸块(6)和凹口(7)的尺寸相适配；
4.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述刀盘分块(2)上带有条形槽，所述条形槽沿刀盘径向设置，所述条形槽内沿其长度方向设置有可调面滚刀(5)，所述可调面滚刀(5)包括面滚刀轴(501)，所述面滚刀轴(501)沿其轴线依次转动连接有若干面滚刀(502)，所述面滚刀轴(501)的一端和所述条形槽内端螺纹连接，所述面滚刀轴(501)的另一端带有调节系统，所述调节系统用于带动所述面滚刀轴(501)转动，并沿所述刀盘的径向方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种可变
6.根据权利要求4或5所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述调节系统包括套筒(503)和筒端(505)，所述套筒(503)套设于所述面滚刀轴(501)另一端，并和所述面滚刀轴(501)螺纹连接；所述套筒(503)从所述条形槽外端伸出所述刀盘，且所述筒端(505)固定设置于所述套筒(503)伸出的部分上。
7.根据权利要求6所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述套筒(503)上固定套设有环形块(504)，在所述刀盘分块(2)上的所述环形块(504)位于所述刀盘分块(2)内部，并和所述刀盘分块(2)转动连接；在所述刀盘塞块(3)上的所述环形块(504)位于所述刀盘塞块(3)内部，并和所述刀盘塞块(3)转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述刀盘分块(2)远离刀盘中心的一端开有至少一个端部槽，所述端部槽的开口端朝远离刀盘中心的方向设置；所述端部槽内安装有可调边滚刀(8)，所述可调边滚刀(8)包括边滚刀轴(801)，所述边滚刀轴(801)的两端分别连接有转动组和固定组；
9.根据权利要求8所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述固定体包括底块(806)和顶块(807)，所述底块(806)和顶块(807)的端部相铰接，所述底块(806)和顶块(807)上均开有若干凹槽(808)，通过旋转顶块(807)用于带动所述底块(806)和顶块(807)具有凹槽(808)的侧面相贴，以使所述顶块(807)上的凹槽(808)和对应的底块(806)上的凹槽(808)相闭合，从而形成通槽。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种可变径刀盘的平斜一体可变径TBM施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可变径刀盘，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，从所述中心刀盘(1)一侧面到自身另一侧面方向，所述中心刀盘(1)的端部为斜面，所述斜面为朝远离或靠近所述中心刀盘(1)轴线方向倾斜；所述通孔的侧面所述斜面相适配。
3.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述可拆卸连接件包括分别设置于所述刀盘分块(2)两侧的凸块(6)和凹口(7)，所述凸块(6)用于插入所述凹口(7)内，且所述凸块(6)和凹口(7)的尺寸相适配；
4.根据权利要求1所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述刀盘分块(2)上带有条形槽，所述条形槽沿刀盘径向设置，所述条形槽内沿其长度方向设置有可调面滚刀(5)，所述可调面滚刀(5)包括面滚刀轴(501)，所述面滚刀轴(501)沿其轴线依次转动连接有若干面滚刀(502)，所述面滚刀轴(501)的一端和所述条形槽内端螺纹连接，所述面滚刀轴(501)的另一端带有调节系统，所述调节系统用于带动所述面滚刀轴(501)转动，并沿所述刀盘的径向方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述刀盘塞块(3)在相邻两个第二安装槽之间的部位上也带有条形槽，且所述刀盘塞块(3)的若干条形槽内也安装有可调面滚刀(5)。
6.根据权利要求4或5所述的一种可变径刀盘，其特征在于，所述调节系统包括套筒(503)和筒端(505)，所述套筒(503)套设于所述面滚刀轴(501)另一端，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李法海，王胜，赵云飞，徐炳生，李秋石，唐平康，苏军安，朱静萍，葛静，肖瑞，袁幸朝，郝利军，杨平，王斌，吴桌盼，任健，
申请(专利权)人：中国水利水电第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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