[发明专利]一种可多自由度运动的TBM刀盘

说明书

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种可多自由度运动的TBM刀盘，包括原盾构机的盾体结构，盾体结构靠近开挖面一端的内壁上安装支座，支座上安装有电机，电机转子竖直向上安装基台，所述基台上活动安装有向开挖面延伸的大臂，基台上安装有调节油缸，调节油缸的活塞杆头安装在大臂的臂身上，大臂靠近开挖面的一端安装有油缸安装板，油缸安装板上安装有多个顶推油缸，顶推油缸的杆头安装后端盖，后端盖靠近开挖面的一端参照原盾构机安装有驱动装置和刀盘总成，通过电机带动基台旋转，使得大臂能够跟随基台旋转，在通过调节油缸带动大臂上下移动，从而实现了隧道内不同截面的开挖，并且可通过电机的旋转和调节油缸的行程来实现扩挖。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种可多自由度运动的TBM刀盘。

背景技术

目前在盾构施工过程中经常会遇软岩和破碎的围岩等，在隧道埋深很大的情况下，受高地应力的影响，造成隧道挤压产生大变形，并且在盾构施工的过程，常常会对围岩造成扰动及破坏，导致隧道发生变形。目前应对上述问题的方法是根据前段施工期间的地层、支护和变形现场施工所表现的实际情况预留一定的变形量，允许支护结构在封闭前发生一定程度的位移，有效释放地层中的部分地应力能量，减少支护结构承受的围岩载荷，也是保证支护结构安全的措施，目前的TBM预留一定的变形量就是对隧道进行扩挖，一般情况下TBM在实现扩挖时需搭建钢拱架，如此工作方式使得施工周期延长，因此有必要提供一种能够实现扩径开挖的刀盘，实现隧道扩挖，从而保留一定的变形量。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明提供一种可多自由度运动的TBM刀盘，实现了TBM的扩径开挖，从而预留一定的变形量，避免了现有技术中提到的TBM在扩挖时需要搭建钢拱架所造成施工周期延长的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可多自由度运动的TBM刀盘，包括原盾构机的盾体结构，所述盾体结构靠近开挖面一端且靠近隧道底部的内壁上安装支座，所述支座上导有用于安装电机的孔，所述电机安装在孔内，并且电机转子竖直向上安装在基台上，所述基台通过轴承安装在支座上，使得可通过电机控制基台旋转，所述基台上活动安装有向开挖面延伸的大臂，所述大臂上安装有调节油缸的底座，调节油缸的活塞杆头安装在大臂的臂身上，使得可通过调节油缸调节大臂靠近开挖面一端与隧道底部之间的距离，所述大臂靠近开挖面的一端安装有油缸安装板，所述油缸安装板靠近开挖面的一端安装有至少三对顶推油缸，所述顶推油缸的活塞杆安装在后端盖上，后端盖靠近开挖面的一端安装有套筒，所述套筒靠近开挖面的一端安装有前端盖，前端盖上的中心位置处开设有通孔，刀盘的驱动轴插入该通孔与驱动装置连接。

优选的，所述驱动装置、驱动装置与刀盘之间的装配以及中心回转体的装配均参照现有技术中盾构机的驱动装置、驱动装置与刀盘之间的装配以及中心回转体的装配进行设计。

优选的，所述顶推油缸共有三对，每对顶推油缸有两个，所述油缸安装板靠近隧道底部的一端、远离隧道底部的一端和油缸安装板的中心位置处均分别安装有一对顶推油缸的底座，底座安装在油缸安装板远离隧道底部的一对顶推油缸的活塞杆杆头分别安装在后端盖远离隧道底部的一端和后端盖的中心位置处，底座安装在油缸安装板中心位置处的一对顶推油缸的活塞杆杆头分别安装在后端盖远离隧道底部的一端和后端盖靠近隧道底部的一端，底座安装在油缸安装板靠近隧道底部一端的一对顶推油缸的活塞杆杆头分别安装在后端盖靠近隧道底部的一端和后端盖的中心位置处，使得可通过控制每对顶推油缸的行程或多个单独的顶推油缸的行程来顶推刀盘，并且可通过控制每个顶推油缸之间的行程来控制刀盘的开挖角度。

优选的，所述大臂通过销轴安装在基台上，使得可通过控制调节油缸的行程来控制大臂上下移动。