[发明专利]盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法

说明书

本发明为一种盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法，该盾构刀盘包括刀盘主体和多根主梁，多根主梁在刀盘主体的掘进面上沿刀盘主体的径向设置，相邻两根主梁之间能移动地设置有活动件，移动活动件在相邻两主梁之间的位置，以改变活动件分别与相邻两主梁之间的空间，从而有效降低泥饼在刀盘上的附着能力，通过冲刷对泥饼进行破除，解决了盾构刀盘泥饼清理效果不佳、费时费力、安全性低、成本过高的技术问题。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，进一步的，涉及一种盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法，尤其涉及一种预防泥饼形成的盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法。

背景技术

在盾构施工过程中，盾构掘进具有一定的地质适应性，一旦选型不合理或者地质比较复杂或者盾构操作者施工方法不当，都会造成盾构施工效率低下。在工程实际应用中，盾构机在开挖黏性土、各类泥岩、强风化软岩等复杂地层时，刀盘的刀梁格栅极易被黏土堵塞，导致刀盘与掌子面间的渣浆很难流动至开挖仓内，渣浆经在过多次碾压后，极易在刀盘表面形成泥饼、堵塞刀梁格栅。刀盘表面形成的泥饼，若不及时清理，会造成恶性循环，泥饼的厚度一旦超过开挖刀的高度，盾构刀盘将失去开挖能力，严重影响盾构施工。

在盾构刀盘形成泥饼且刀具无法继续切削土体的情况下，如果强行推进会导致盾构机推力、扭矩的大幅上升，开挖仓内温度异常升高，出渣量较少，在该种情况下，必须对刀盘上的泥饼进行清理，才能使盾构刀盘恢复开挖能力，否则将无法继续进行掘进工作。

在现有的施工中，针对刀盘结泥饼的难题，已有多种处理方法。对于一般结泥饼且不严重的情况，目前主要采用注入泡沫剂、分散剂和双氧水等液体对结泥饼的刀盘进行浸泡，浸泡一段时间后再高速旋转刀盘，通过离心力将泥饼甩掉；对于结泥饼严重的情况，需要工作人员带压进仓，对刀盘上的泥饼进行手动清理，而带压进仓需要复杂的准备工作(如：制泥膜，降低泥水仓液位或者降低土仓的高度等)，工作人员带压进仓利用液压镐、风镐、高压水枪等工具对泥饼进行破除清理，劳动强度大、安全风险高，同时面临掌子面坍塌的风险；对于极不稳定地层还需要对掌子面进行加固，以降低开仓破除泥饼的风险；对于极其复杂的地层，即使通过工作人员手动也很难开仓带压清理泥饼，甚至需要花费高额费用在盾构机刀盘前面施工竖井，然后工作人员通过竖井达到刀盘的前部才能对泥饼进行破除。

由上所述，可以看出泥饼破除方法需要工作人员带压进仓，劳动强度大、安全风险高；另外，需要对掌子面及其周边土体进行加固，成本高、施工周期长，严重影响掘进进度。

针对相关技术中对于盾构刀盘泥饼清理效果不佳、费时费力、安全性低、成本过高的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法，避免了刀盘易结泥饼和开仓带压施工引发的安全风险，降低工作人员的劳动强度，同时降低了泥饼破除的成本，保证对泥饼的高效破除。

本发明的另一目的在于提供一种盾构刀盘及用于盾构刀盘的泥饼防治方法，不仅能够预防泥饼的形成，而且在泥饼形成后可达到对泥饼高效、高质的破除效果，有效解决了盾构机在粘性、复杂地层易结泥饼和泥饼难以破除等难题。

本发明的目的可采用下列方案来实现：

本发明提供了一种盾构刀盘，所述盾构刀盘包括刀盘主体和多根主梁，所述多根主梁在所述刀盘主体的掘进面上沿所述刀盘主体的径向设置，相邻两根所述主梁之间能移动地设置有活动件，移动所述活动件在相邻两所述主梁之间的位置，以改变所述活动件分别与相邻两所述主梁之间的空间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述盾构刀盘还包括第一固定环，所述第一固定环与所述刀盘主体的掘进面同轴心设置，所述第一固定环与所述多根主梁连接，所述活动件能移动地设置于所述第一固定环上，以沿所述第一固定环的周向调节所述活动件在相邻两所述主梁之间的位置。