[实用新型]一种新型盾构机刀盘

说明书

技术领域

本实用新型涉及盾构机刀盘，特别是一种新型盾构机刀盘。

背景技术

自20世纪60年代以来，随着人们对地下空间的开发和利用，盾构技术在我国取得了重大发展，广泛用于地下轨道交通、输水管道、电力隧道等工程，而盾构机则是盾构施工技术最常用大型高科技综合工程设备。目前，地下轨道交通中，对于砂卵石地层主要采用土压平衡盾构机。

土压平衡盾构是通过刀盘开挖掌子面渣土进入土仓，调节螺旋机转速和推进速度使土仓和掌子面压力达到一个动态平衡的状态。刀盘是盾构机的一个重要组成部分，主要起开挖渣土、稳定掌子面、搅拌渣土的作用，刀盘的结构设计和刀具配置直接关系到盾构施工的成败。盾构机在砂卵石地层工作时，由于卵石硬度高，可达200Mpa，在挖掘过程中会会出现刀盘扭矩过大，刀盘被卡和结泥饼等问题；同时卵石对刀盘刀具螺旋机的磨损也非常严重；而且当隧道挖掘较深时，砂卵石地层透气性强，难以保住气压，带压进仓作业困难，在不进行降水的情况下极易发生涌水喷砂的状况。一般采取渣土改良、二次补注浆等手段来解决这些问题，但效果不理想，且费用较高。

目前常用的土压平衡盾构刀盘为面板式，开口率34％左右，开口处设有网格，面板上加焊耐磨板；周边刀采用11把单刃滚刀，正面采用21把可更换的贝壳刀，中心采用4把中心鱼尾刀。这种刀盘的优点在于：由于开口率高，有利于渣土顺利进入土仓，能够减少一部分磨损，提高推进速度；刀盘开口处设有网格，能够有效拦截螺旋机不能排出的超大卵石；刀盘面板含有耐磨钢板和耐磨网格，防止渣土对面板的过度磨损；刀盘面板上设有八个渣土改良剂注射孔，保证泡沫等添加剂的注入量，提高渣土改良效果；而且滚刀和宽刮刀的混合配置有利于渣土顺利排出。

但这种刀盘也存在以下缺点：

(1)刀具配置不理想，滚刀配置数量、间距缺乏依据；

(2)刀盘中心无开口，易导致中心结泥饼，推力增大；

(3)刀盘周边耐磨措施不够，导致切口越磨越大，一些大卵石很容易卡在切口处，增大刀盘扭矩；

(4)刀具U型块高度高于其周边面板高度，导致U型块被磨损，刀具得不到有效保护，出现刀具端盖、刀轴磨损，增大刀具更换成本；

(5)泡沫口易堵塞，导致渣土改良效果不好，掘进困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种刀具配置合理的新型盾构机刀盘，避免刀盘中心结饼堵塞，防止刀盘扭曲，又可提高耐磨性能，加强对刀具的保护。

所述一种新型盾构机刀盘包括刀盘面板、刀盘箱体和环向设置在刀盘面板上的多个泡沫口、单刃滚刀、可更换式贝壳刀、多把刮刀和齿刀，其特征是：所述盾构机刀盘还包括设置在刀盘面板上的多把双刃滚刀、双联滚刀和中心羊角刀；双刃滚刀环向设置在刀盘面板的外缘，多把单刃滚刀和贝壳刀沿刀尖轨迹分布在刀盘正面，呈交叉十字形，双联滚刀和中心羊角刀设置在刀盘面板的中心位置。

在刀盘中心加设有一条通过刀盘中心回转体进入刀盘4个扭腿的中间注水管道。

在刀盘侧面切口处加设两道高强耐磨块，耐磨块上镶嵌有耐磨合金块。

在每个刀具的刀座U型块两边加焊耐磨保护块。

所述双刃滚刀有4把，可更换贝壳刀有8把，单刃滚刀有10把，且滚刀的刀圈硬度在HRC57～HRC60，刀圈厚度在28mm～32mm，刀体硬度在HRC40～HRC45。

所述中心羊角刀有4把，安装在刀盘中心1号～4号位置，双联滚刀7有2把，安装在刀盘中心5号～8号位置。

本实用新型的有益效果：1.本实用新型的最大输出卵石直径在200mm～300mm左右，正面滚刀刀尖间距在100mm-200mm左右，可选择性破岩，减少了滚刀所做的无用功，降低了刀具成本。

2.周边采用全滚刀配置有效降低了刀盘扭矩，双刃滚刀的使用更加有利于卵石的破碎，掌子面的开挖。

3.刀盘中心采取了中心羊角刀和中心双联滚刀相配合的形式，有效的解决了刀盘中心无开口的缺陷，有利于防止刀盘中心结泥饼的情况发生；中心羊角刀还起到撕裂掌子面的作用，接着滚刀挤压周围地层、破碎较大卵石，其他刀具刮开掌子面，从而实现掘进。

4.本实用新型的注入通道通过刀盘中心回转体进入刀盘4个扭腿中间，如果在掘进过程中，泡沫剂的改良效果不够好，可以打开管道向土仓注入水或者是膨润土辅助改良渣土。

4.在刀盘侧面切口处增加有高强耐磨快，能够有效保护刀盘切口，防止卵石卡在切口影响刀盘扭矩。

5.在U型块两边加焊耐磨保护块，防止其磨损，可以起到保护刀具的作用。