[实用新型]TBM双向旋转出渣刀盘

说明书

技术领域   

本实用新型属于山岭隧道施工技术，具体涉及到单护盾TBM刀盘双向旋转出渣施工技术。

背景技术

目前TBM主要用作硬岩隧道掘进机，主要分为三种类型：敞开式、单护盾式、双护盾式。敞开式TBM一般用于临时非管片衬砌隧道掘进机，机器外部的盾体支撑着石头直到完成衬砌，掘进与管片衬砌可以同步进行。单护盾式、双护盾式TBM用于管片衬砌隧道掘进机，作业方式是轮转的：当需要管片衬砌时，隧道掘进机需要停止。

目前三种类型的TBM掘进机刀盘的设计都是单旋向。由于TBM刀盘单向旋转出渣，刀盘无法进行反向旋转出渣，当TBM在含水疏松砂层掘进时，掘进过程中对地层的扰动比较大，砂层液化，易出现涌水、涌沙以及卡刀盘等问题，影响掘进速度。当TBM在围岩稳定性较好的地层掘进时，为了防止卡盾，刀盘的开挖直径大于盾体的外径，开挖洞径与盾体之间有间隙，地层不能够提供足够的包裹力包裹盾体，主机易出现滚动现象，影响掘进速度。当TBM在上软下硬、上硬下软、左软右硬，左硬右软等复合地层掘进时， TBM的姿态较难控制，易出现掘进偏离设计轴线等问题，刀盘只能单向旋转出渣，纠偏较困难，影响掘进速度。

实用新型内容

本实用新型为了解决TBM在掘进过程卡机、主机滚动以及掘进偏离设计轴线等问题，提出一种单护盾TBM刀盘双向旋转出渣施工技术，其目的就是为了提高了单护盾TBM纠偏和防滚动的能力，从而提高了单护盾TBM对地质的适应性。

技术方案：一种TBM双向旋转出渣刀盘，包括刀盘总成，在刀盘总成的盘体圆周边缘均布设置有4～8对进渣口，分别为4～8个正旋转进渣口和4～8个反旋转进渣口；每对进渣口中部沿径向布置溜渣板，溜渣板位于盘体上端和周边的区域分别布置有刮板；所述刮板固定在刮板座的末端，所述刮板座对称焊固在溜渣板两侧；从而刮板在溜渣板左右两侧对称分布，位于溜渣板上端的刮板和周边刮板逐个排列并沿弧线过渡连接；溜渣板与盘体内壁接触部位布置导渣槽。开挖的渣土通过刮板、导渣槽、溜渣板溜进渣斗，然后通过皮带机输送出去。

在任意两个对称刮板座之间产生夹角，该夹角范围为140～160°，对称的两个刮板座之间通过焊接保护钢板连接在一起，所述保护钢板的中部焊固在溜渣板末端。

溜渣板位于盘体周边区域的外侧边，同时包含直边段和锥形段；刮板既设置在直边段上也设置在锥形段上段，其中设置在锥形段上段的刮板长度大于直边段上刮板的长度。

所述溜渣板的锥形段的下段垂直焊固有锥形板，在溜渣板底边垂直焊固有底部盖板，同时在溜渣板与盘体底部焊固有连接法兰。

所述溜渣槽是在进渣口靠近圆心一侧依次设置有外支撑板和内支撑板，该外支撑板和内支撑板分别垂直焊固在溜渣板上，在外支撑板和内支撑板的另一侧焊固有侧支撑板；在所述外支撑板和内支撑板的端面上倾斜焊固有一个导渣板，该导渣板的两侧焊固在溜渣板和外侧支撑板上。

所述导渣板与盘体端面夹角范围为25～35°，导渣板与溜渣板夹角范围为70～80°。

有益效果：本实用新型的刀盘主要应用于单护盾TBM在掘进过程中防卡机、防纠偏，防滚动等。本实用新型提出TBM刀盘双向旋转出渣的理论，分别设置正旋转进渣口和反旋转进渣口，以及溜渣板和刮板，可以解决了TBM在掘进过程中卡主机、纠偏困难以及主机滚动等问题。减少了TBM在掘进过程中异常停机的次数，延长了掘进时间，提高了掘进效率，节约了施工成本。

本实用新型在掘进过程中，如果刮板磨损严重，可以拆掉刮板连接螺栓，然后更换新刮板，组装和维修都很方便，节约生产成本，提供工作效率。

附图说明：

图1是刀盘端面的溜渣板、进渣口分布示意图。

图2是图1的A-A剖面结构示意图。

图3是图1的K-K剖面结构示意图。

图4是图2的J-J剖面结构示意图。

图5是图2的V-V剖面结构示意图。

图6是图1的I-I结构示意图；

图7是图1的Z-Z结构示意图。

图中：1为溜渣板上端的短刮板，2为溜渣板外侧壁直边段的短刮板，3为溜渣板外侧壁锥形段上段的长刮板，4为正面短刮板保护钢板，5为连接螺栓，6为正面区域刮板座，7为周边短刮板保护钢板，8为周边区域刮板座，9为锥形区域刮板座，10为锥形区域长刮板保护钢板，11为导渣板，12为盘体，13为锥形板，14为连接法兰，15为底部盖板，16为溜渣板，17为侧支撑板，18为内支撑板，19为外支撑板，20为正旋转进渣口，21为反旋转进渣口。