[发明专利]一种应用于不同软硬岩及复合地层的盾构机刀具总成

说明书

本发明提供了一种应用于不同软硬岩及复合地层的盾构机刀具总成，包括刀盘以及设置在刀盘上的第一层常压可更换刀具、第二层刀具以及第三层常压可更换刀具，第一层常压可更换刀具包括滚齿互换刀具、中心刀、先行刀；第二层刀具包括固定式撕裂刀，固定式撕裂刀安装在主臂外端面外围处；第三层常压可更换刀具包括刮刀和螺栓固定式刮刀，刮刀安装在主臂侧面的可更换刀筒Ⅳ上，螺栓固定式刮刀分别安装在副臂和主臂侧面的可更换刀筒Ⅴ上。本发明能够应对不同软硬岩，使盾构适应各种复杂的地层条件，提高掘进效率和刀具是使用寿命，并且能够实现常压换刀，操作便捷，有效缩短施工周期，提高施工效率，值得推广。

技术领域

本发明涉及盾构机刀盘设计与刀具配置技术领域，具体是一种应用于不同软硬岩及复合地层的盾构机刀具总成。

背景技术

在城市地下隧道的建设中，盾构法施工以其适应性强、施工快速安全以及对周围环境影响小等优点，已经成为城市地下隧道施工的首选方法。但由于盾构掘进所穿越的地层条件复杂，会遇到软硬不同的岩层，如全断面硬岩地层、全断面软土地层或上软下硬复合地层等，刀盘上的刀具系统配置对施工效率影响严重，需要针对不同硬度的地层选择合适的刀具配置。若刀具选用不合理，将大大降低刀具的使用寿命，影响盾构机整体的使用寿命，造成掘进效率低下，影响施工工期。

申请号为201610591800.4的中国专利公开了一种软硬不均互侵复合岩层盾构刀盘选型与刀具配置技术，但该刀具配置仅能有效提高盾构在软硬不均互侵复合岩层中的掘进效率，并没有考虑到其他地层，如在在全断面软土地层和全断面硬岩地层时该刀具的使用寿命和盾构的掘进效率大大降低，而且盾构换刀方式无法实现常压换刀，带压进仓换刀不仅增加施工成本，而且严重影响施工工期。

发明内容

本发明的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种应用于不同软硬岩及复合地层的盾构机刀具总成。

本发明的技术方案为：本发明提供了一种应用于不同软硬岩及复合地层的盾构机刀具总成，包括刀盘，所述刀盘表面沿其周向方向间隔设置有主臂和副臂，还包括设置在刀盘上的第一层常压可更换刀具、第二层刀具以及第三层常压可更换刀具，所述第一层常压可更换刀具包括滚齿互换刀具、中心刀、先行刀，所述中心刀安装在刀盘中心的可更换刀筒Ⅰ上，所述滚齿互换刀具安装在主臂外端面外围的可更换刀筒Ⅱ上，所述先行刀安装在主臂外端面内周的可更换刀筒Ⅲ上；所述第二层刀具包括固定式撕裂刀，所述固定式撕裂刀安装在主臂外端面外围处；所述第三层常压可更换刀具包括刮刀和螺栓固定式刮刀，所述刮刀安装在主臂侧面的可更换刀筒Ⅳ上，所述螺栓固定式刮刀分别安装在副臂和主臂侧面的可更换刀筒Ⅴ上。

上述滚齿互换刀具采用双刃滚刀或双刃齿刀。

上述刮刀轴向方向与所述刀盘轴向方向的夹角设置为45°~90°。

上述第一层常压可更换刀具超出所述刀盘的盘面的高度为225mm,所述第二层刀具超出所述刀盘的盘面的高度为205mm,所述第三层常压可更换刀具超出所述刀盘的盘面的高度为185mm。

本方案的技术特征还包括，上述可更换刀筒Ⅰ~可更换刀筒Ⅴ均分别包括安装筒，所述刀盘上设置有与所述安装筒配合的外筒体，所述安装筒可沿外筒体轴向滑动，所述安装筒的上端分别与第一层常压可更换刀具、第三层常压可更换刀具对应配合连接。

本方案的技术特征还包括闸门总成，所述外筒体包括外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ，所述外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ通过法兰固定连接，所述闸门总成设置在所述外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ之间，所述闸门总成包括配合使用的的闸门板Ⅰ和闸门板Ⅱ，所述闸门板Ⅰ和闸门板Ⅱ相向运动时，所述外筒体Ⅰ与外筒体Ⅱ之间的通道关闭，所述闸门板Ⅰ和闸门板Ⅱ相背运动时，所述外筒体Ⅰ与外筒体Ⅱ之间的通道开启。