一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置。所述軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置包括：重型刀盤，所述重型刀盤為輻板式中間支撐結(jié)構(gòu)；重型刀箱，所述重型刀箱設(shè)置在重型刀盤上方；中心雙刃滾刀，所述中心雙刃滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述中心雙刃滾刀互相垂直設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)刀盤的中心位置；正面滾刀，所述正面滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述正面滾刀根據(jù)盾構(gòu)刀盤的切削軌跡設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤的四條主輻臂上方；周邊滾刀，所述周邊滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述周邊滾刀設(shè)置在所述四條主輻臂的端部；輔助刀，所述輔助刀設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤上方；其中所述正面滾刀的刀刃之間的距離范圍值為60mm至100mm。
【專利說明】-種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置領(lǐng)域，特別是涉及一種軟硬不均互侵復(fù) 合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置。

【背景技術(shù)】
[0002] 輝綠巖強(qiáng)度高，石英與金屬礦物含量大，中風(fēng)化輝綠巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度高達(dá) 140MPa，按《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218-94)，當(dāng)巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度> 60MPa時(shí)，屬于 堅(jiān)硬巖；按《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》（GB50307-1999)及《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī) 范》（TB10003-2005)輝綠巖屬于極硬巖，風(fēng)化程度較弱的輝綠巖，按實(shí)際單軸抗壓強(qiáng)度，其 普氏硬度系數(shù)f> 16,屬于普堅(jiān)石XIII類，屬于極難鉆掘地層。不同風(fēng)化程度輝綠巖及輝 綠巖與板巖不同地層之間呈現(xiàn)不規(guī)律、不均勻、不穩(wěn)定的交互侵入分布，形成軟硬不均互侵 復(fù)合巖層。
[0003] 中、強(qiáng)、全風(fēng)化板巖，飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于30MPa，屬于軟巖。
[0004] 不同風(fēng)化程度的輝綠巖，輝綠巖與板巖，不同風(fēng)化程度的板巖地層之間呈現(xiàn)不規(guī) 律、不均勻、不穩(wěn)定的交互侵入分布，形成軟硬不均互侵復(fù)合巖層。不同地層或不同風(fēng)化程 度巖層之間錯(cuò)綜交雜，交互侵入，掌子面地層性狀變化快，巖性特征差異大，地層及風(fēng)化分 界轉(zhuǎn)換頻繁，復(fù)合地層性狀極其明顯，且夾雜薄層狀風(fēng)化夾層，富含石英及金屬礦物，地層 破碎，整體性差，巖石裂隙發(fā)育，易成塊狀節(jié)理，刀盤切削后掌子面極不平整，盾構(gòu)掘進(jìn)困 難，開倉查刀、換刀頻繁，安全風(fēng)險(xiǎn)大，刀具異常磨損嚴(yán)重，刀具投入大，施工效率低，施工成 本和安全風(fēng)險(xiǎn)增大。
[0005] 在軟硬不均互侵復(fù)合巖層不平整的掘進(jìn)巖面，盾構(gòu)機(jī)刀盤的滾刀本身切削規(guī)律發(fā) 生變化，滾刀不能緊壓巖面擠入并轉(zhuǎn)動(dòng)，而是不斷地忽高忽低地運(yùn)動(dòng)，故持續(xù)存在滾刀缺少 著力界面而不轉(zhuǎn)偏磨，受巖石突然沖擊而使刀圈、刀軸斷裂的問題。巖石強(qiáng)度高，其中更含 有大量同樣高強(qiáng)的石英巖及金屬礦物對刀具受力性能要求極高，刀具磨損量明顯加大，壽 命急速縮減，對刀座刀箱也造成了較大沖擊而致變形。
[0006] 在軟硬不均互侵復(fù)合巖層，因掌子面地層分布不均，破碎，切削后巖石呈塊狀碎 裂，掌子面極不平整，盾構(gòu)機(jī)刀盤的齒刀及鏟刀提前參與破巖受力，在盾構(gòu)機(jī)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)下， 受到掌子面突出巖塊、尖巖的沖擊，齒刀及鏟刀固定螺栓因受彎拉和受剪力過大而崩斷，致 刀具崩落，刀座螺栓孔變形，螺紋損壞。崩落的齒刀、鏟刀刀具及斷裂的滾刀刀圈、刀體等殘 體在刀盤前方及土倉內(nèi)反復(fù)攪動(dòng)，不能及時(shí)排出，對滾刀造成了很大的撞擊、擠壓、摩擦作 用，使?jié)L刀大面積頻繁出現(xiàn)：被擠入刀箱，造成滾刀發(fā)生偏磨；刀圈被擠脫，失去作用；刀圈 被撞擊致斷裂或出現(xiàn)缺口；刀軸受力異常而斷裂；與刀體發(fā)生擠壓等，造成刀體變形，端蓋 擠出，刀轂被嚴(yán)重?cái)D壓變形，刀箱變形，最后無法拆出，只能破壞性氣割拆除，使刀具報(bào)廢。 滾刀被卡死，刀具圈嚴(yán)重偏磨，更有甚者，刀圈斷裂后刀體被偏磨嚴(yán)重；滾刀固定楔塊、螺栓 因間接受力而變形、折斷。軟硬不均互侵復(fù)合巖層對滾刀的密封損害較大，長期高壓作用 下，密封受損失效，水及巖屑、粉末顆粒等進(jìn)入，進(jìn)而使軸承生銹、磨損。刀盤正面邊緣（鏟 刀刀座后方）耐磨及本體因鏟刀崩落失去保護(hù)，掉落刀具及刀座落入刀盤底部隨刀盤攪動(dòng) 而致磨損。
[0007] 因此希望有一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置來克服或至 少減輕上述的缺陷。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型 配置來克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具 選型配置，包括：
[0010] 重型刀盤，所述重型刀盤為輻板式中間支撐結(jié)構(gòu)；
[0011] 重型刀箱，所述重型刀箱設(shè)置在重型刀盤上方
[0012] 中心雙刃滾刀，所述中心雙刃滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述中心雙刃滾刀 互相垂直設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)刀盤的中心位置；
[0013] 正面滾刀，所述正面滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述正面滾刀根據(jù)盾構(gòu)刀盤 的切削軌跡設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤的四條主輻臂上方；
[0014] 周邊滾刀，所述周邊滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述周邊滾刀設(shè)置在所述四 條主輻臂的端部；
[0015] 輔助刀，所述輔助刀設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤上方；
[0016] 其中所述正面滾刀的刀刃之間的距離范圍值為60mm至100mm。
[0017] 在盾構(gòu)機(jī)刀盤上設(shè)置四條互相垂直交叉的主輻臂，所述四條主輻臂的交叉點(diǎn)設(shè)置 在刀盤的中心位置，四條主輻臂的上表面形成主輻臂盤面；在刀盤的中心位置設(shè)置四條輻 條，所述四條輻條分別與四條主輻臂呈45°間隔布置。
[0018] 優(yōu)選地，所述輔助刀包括：正面齒刀、鏟刀和保護(hù)刀，所述正面齒刀根據(jù)盾構(gòu)刀盤 的切削軌跡設(shè)置在所述刀盤的四條輻條的兩側(cè)，所述保護(hù)刀設(shè)置在所述輻條的輻臂上方， 所述鏟刀設(shè)置在所述輻條的端部。
[0019] 優(yōu)選地，所述用于軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤進(jìn)一步包括：魚尾刀，所述魚 尾刀設(shè)置在所述中心雙刃滾刀的上方。
[0020] 優(yōu)選地，所述正面齒刀、鏟刀和保護(hù)刀的刀刃高度相等。
[0021] 優(yōu)選地，所述中心雙刃滾刀、正面滾刀和周邊滾刀的刀刃高度大于所述輔助刀的 刀刃高度的范圍值為40mm至60mm。
[0022] 優(yōu)選地，所述重型刀箱包括鞍型刀座，所述鞍型刀座采用楔形鎖固定。
[0023] 本實(shí)用新型提供了一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，適應(yīng) 于軟硬不均、交互侵入的復(fù)合巖層盾構(gòu)掘進(jìn)，具備硬巖、極硬巖地層破巖掘進(jìn)能力，也可用 于軟巖、軟土地層掘進(jìn)提高盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)效率，減少因異常磨損換刀的次數(shù)及數(shù)量，減少盾 構(gòu)機(jī)開倉換刀頻率和時(shí)間，節(jié)約工期，減輕施工環(huán)境及設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實(shí)用新型軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0025] 圖2是鏟刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3是正面齒刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖4是周邊滾刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖5是正面滾刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記：
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在于，包括： 重型刀盤，所述重型刀盤為輻板式中間支撐結(jié)構(gòu)； 重型刀箱，所述重型刀箱設(shè)置在重型刀盤上方； 中心雙刃滾刀，所述中心雙刃滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述中心雙刃滾刀互相 垂直設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)刀盤的中心位置； 正面滾刀，所述正面滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述正面滾刀根據(jù)盾構(gòu)刀盤的切 削軌跡設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤的四條主輻臂上方； 周邊滾刀，所述周邊滾刀安裝在所述重型刀箱內(nèi)，且所述周邊滾刀設(shè)置在所述四條主 輻臂的端部； 輔助刀，所述輔助刀設(shè)置在所述盾構(gòu)機(jī)刀盤上方； 其中所述正面滾刀的刀刃之間的距離范圍值為60mm至100mm。
2. 如權(quán)利要求1所述的軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在 于，所述輔助刀包括：正面齒刀、鏟刀和保護(hù)刀，所述正面齒刀根據(jù)盾構(gòu)刀盤的切削軌跡設(shè) 置在盾構(gòu)機(jī)刀盤的四條輻條的兩側(cè)，所述保護(hù)刀設(shè)置在所述輻條的輻臂上方，所述鏟刀設(shè) 置在所述輻條的端部。
3. 如權(quán)利要求1所述的軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在 于，所述用于軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)機(jī)刀具進(jìn)一步包括：魚尾刀，所述魚尾刀設(shè)置在 所述中心雙刃滾刀的上方。
4. 如權(quán)利要求2所述的軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在 于，所述正面齒刀、鏟刀和保護(hù)刀的刀刃高度相等。
5. 如權(quán)利要求1所述的軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在 于，所述中心雙刃滾刀、正面滾刀和周邊滾刀的刀刃高度大于所述輔助刀的刀刃高度的范 圍值為40mm至60mm。
6. 如權(quán)利要求1所述的軟硬不均互侵復(fù)合巖層的盾構(gòu)刀盤與刀具選型配置，其特征在 于，所述重型刀箱包括鞍型刀座，所述鞍型刀座采用楔形鎖固定，所述楔形鎖的2根固定螺 栓不直接承受軸向荷載，荷載直接分布于重型刀箱。
【文檔編號】E21D9/08GK204200241SQ201420360998
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】周劉剛, 楊凱, 王良, 郭全國, 惲軍, 朱偉, 武福美 申請人:北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司, 北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司