[实用新型]一种盾构机土体切削装置

说明书

本实用新型公开了一种盾构机土体切削装置，该土体切削装置包括设置于盾构机前端部土舱壁板上的若干竖向刀链、横向刀链和旋转小刀盘。在盾构机掘进的过程中，通过控制竖向刀链和/或横向刀链的转动方向来调整所述盾构机的掘进姿态。本实用新型的优点是：通过控制土体切削装置的刀链的转向，可灵活控制盾构机的掘进姿态，防止掘进过程中出现偏移现象；刀链切削地层的能力强，可加快盾构机掘进速度，缩短施工周期，减少刀具更换。

技术领域

本实用新型涉及盾构机技术领域，具体涉及一种盾构机土体切削装置。

背景技术

盾构机总体质量较大，且其前端包含各种动力设备，刀盘，土舱壁板等，导致盾构机的头部重量要大于其尾部重量。当盾构机在掘进施工过程中，极易发生盾构机前部压入土层中，导致盾构机前进方向发生向下的偏移，即扎头现象，而且传统的盾构机一般采用旋转式刀盘，盾构机的前进方向及姿态只能通过盾构机尾部的千斤顶来控制调整。然而，这种依靠千斤顶调节的方法灵活性差，从盾构机发生偏移到完成纠偏需要较长的距离，在某些特殊的地层进行开挖时，盾构机的掘进路线偏离值甚至会超出规范要求。

此外，在曲线地段及坡度变化地段，盾构机的前进方向发生变化，需要盾构机具有良好的方向控制性能。而传统的旋转式刀盘盾构机在前面方法控制上性能较差，导致施工的轴线与设计轴线有一定的偏移。

与此同时，传统的旋转式刀盘在转动切削开挖面时，需要盾构机盾壳提供扭矩，因此在掘进施工过程中盾壳不可避免的会发生扭转，因而刚完成拼装的盾构隧道将承受一定的扭转力，其管片容易发生错位与变形甚至破损，从而导致隧道发生渗漏水。同时，传统的旋转式刀盘通过在刀盘面上安全刀具，刀具对土体的切削能力较弱，且刀具总量较少。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种盾构机土体切削装置，该土体切削装置通过控制土舱壁板上的竖向刀链和横向刀链的转动方向来调整盾构机在掘进过程中的掘进姿态。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种盾构机土体切削装置，其特征在于所述土体切削装置包括设置于盾构机前端部土舱壁板上的若干竖向刀链、横向刀链和旋转小刀盘。

所述竖向刀链呈矩形阵列状布设于所述土舱壁板的中部，所述横向刀链分别布设于所述竖向刀链所在区域的上方和下方。

所述竖向刀链与所述横向刀链均由履带机构以及间隔设置于所述履带机构表面上的刀具所组成。

所述旋转小刀盘布设于所述竖向刀链与所述横向刀链在所述土舱壁板上未覆盖的区域内，所述旋转小刀盘上布设有刀具。

所述刀具可以是刮刀、滚刀中的一种或两种组合。

一种涉及任一所述的盾构机土体切削装置的应用方法，其特征在于所述应用方法包括以下步骤：在盾构机掘进的过程中，通过控制竖向刀链和/或横向刀链的转动方向来调整所述盾构机的掘进姿态。

当所述盾构机的掘进姿态发生向上偏移时，通过控制所述竖向刀链的转动方向，以增加开挖面土体对所述竖向刀链迎土面的向下作用力，使掘进姿态恢复至正常姿态；当所述盾构机的掘进姿态发生向下偏移时，控制所述竖向刀链的转动方向，以增加开挖面土体对所述竖向刀链迎土面的向上作用力，使掘进姿态恢复至正常姿态。

当所述盾构机的掘进姿态发生向右偏移时，通过控制所述横向刀链的转动方向，以增加开挖面土体对所述横向刀链迎土面的向左作用力，使掘进姿态恢复至正常姿态；当所述盾构机的掘进姿态向左偏移时，通过控制所述横向刀链，以增加开挖面对所述横向刀链迎土面的向右作用力，使掘进姿态恢复至正常姿态。

当所述盾构机的掘进姿态发生扭转偏移时，同时控制所述竖向刀链和所述横向刀链的转动方向来调整所述盾构机的掘进姿态。