一种针对完整硬岩的TBM刀盘制造技术

本实用新型专利技术公开了一种针对完整硬岩的TBM刀盘，包括刀盘本体（1），在所述刀盘本体（1）上端面设置有滚刀，所述滚刀在径向上由中心向边缘布置，且以一定的刀间距呈中心高边缘低的阶梯状分布。本实用新型专利技术具有的优点结构布置巧妙、实用可靠、成本低廉的优点，采用它能够针对完整硬岩，有效降低破岩难度，提高破岩效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种针对完整硬岩的TBM刀盘
本技术涉及一种TBM用刀盘，特别是一种针对完整硬岩的TBM刀盘。
技术介绍
目前，在TBM（隧道掘进机）施工过程中，经常会遇到完整硬岩的情况，由于存在完整硬岩，导致TBM掘进效率很低，严重影响隧道施工工期和成本。为了提高掘进效率，常常采用减小刀间距、增大推力、采用大直径滚刀、水刀辅助破岩、微波辅助破岩、超声波辅助破岩、人造节理等技术手段，虽然这些技术在理论上可行，但是这些技术或者存在一定的局限性，或者没有经过工程实践验证，还不具备产业化条件。在CN207063984中公开了名称为“一种软土地层泥水盾构超长距离掘进复合式刀盘”的技术专利，它包括刀盘主体，刀盘主体上设置有相互垂直的刀盘辐条，相邻刀盘辐条间对称设置有呈Y字形的刀盘面板，刀盘辐条中部沿其长向设置有多把齿刀，刀盘辐条两端沿其长向对称设置有多把切刀，刀盘的中心位置设置有中心鱼尾刀；Y字形刀盘面板的顶部对称设置有滚刀，滚刀中部位于刀盘外缘和刀盘面板间设置有边缘刮刀。虽然该专利公开了齿刀、贝壳刀和切刀凸出刀盘主体表面的尺寸依次降低这种结构，但是，这种结构的刀盘只能用于软土地层，在完整硬岩地质条件下不具备适应性。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种能有效提高破岩效率的针对完整硬岩的TBM锥面刀盘。本技术的目的是通过这样的技术方案实现的，一种针对完整硬岩的TBM刀盘，包括刀盘本体，在所述刀盘本体的前面板设置有滚刀，所滚刀在径向上由中心向边缘布置，且以一定的刀间距呈中心高边缘低的阶梯状分布。进一步描述，所述刀盘本体的前面板为截锥状，所述滚刀按刀位号由小到大呈螺旋式分布在刀盘前面板上。为了便于管理和维护，在所述每把滚刀上均设置有唯一刀号位，所述刀位号按照由内往外且从小到大依次排布。其中，所述相邻滚刀上的刀位号按照内小外大的顺序设置。为了保证破岩顺序，提高破岩效率，在所述刀盘旋转方向上，刀位号相邻的任意两把滚刀，角度差控制在180°范围内，且合理减小。为了进一步保证破岩顺序，在所述刀盘旋转方向上，刀位号相邻的任意三把滚刀，小刀位号滚刀在前，大刀位号滚刀在后，中间刀位号滚刀位于两者之间，小刀位号与大刀位号的角度差控制在270°范围内。在本技术中，所述滚刀包括中心刀、面刀和边刀，所述中心刀位于刀盘本体中心，所述边刀位于刀盘本体边缘，所述面刀位于中心刀与边刀之间，所述中心刀、面刀和边刀在径向上呈梯级布置，且在空间上呈螺旋状分布。由于采用了上述技术方案，本技术具有的优点结构布置巧妙、实用可靠、成本低廉的优点，采用它能够针对完整硬岩，有效降低破岩难度，提高破岩效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。附图说明本技术的附图说明如下：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的正面视图；图3为本技术的滚刀螺旋布置图；图4为本技术刀间距与刀高布置图；图5为滚刀破岩台阶示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，但本技术并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本技术权利要求所要求保护的范围。实施例1：如图1、2、3、4所示，一种针对完整硬岩的TBM刀盘，包括刀盘本体1，在所述刀盘本体1的前面板5设置有滚刀，所述滚刀在径向上由中心向边缘布置，且以一定的刀间距呈中心高边缘低的阶梯状分布。从图4中可以明确看出刀高曲线7和刀高对比线8的关系。进一步描述，所述刀盘本体1的前面板5为截锥状，所述滚刀呈螺旋式分布在刀盘本体1的前面板5上。在掘进过程中，中心刀2超前破岩，靠近中心的滚刀先破岩，为相邻滚刀破岩提供了单侧自由的临空面，每把滚刀在相应的台阶上破岩，刀圈在推力作用下碾切挤压围岩形成裂纹，围岩内侧的自由面自然就是受力的薄弱面，裂纹更容易向薄弱面延伸、扩展，碾切、挤压与劈裂组合式破岩模式，破岩难度大大降低，破岩效率显著提高。为了便于管理和维护，在所述每把滚刀上均设置有刀号位，所述刀位号按照由内往外且由小到大依次排布。进一步描述，所述相邻滚刀上的刀位号按照内小外大的顺序设置。为了保证破岩顺序，提高破岩效率，在所述刀盘旋转方向上，刀位号相邻的任意两把滚刀，角度差控制在180°范围内，且合理减小。为了进一步保证破岩顺序，提高破岩效率，在所述刀盘旋转方向上，刀位号相邻的任意三把滚刀，小刀位号滚刀在前，大刀位号滚刀在后，中间刀位号滚刀位于两者之间，小刀位号与大刀位号的角度差控制在270°范围内。如图1、2、5所示，在本技术中，所述滚刀包括中心刀2、面刀3和边刀4，所述中心刀2位于刀盘本体1中心，所述边刀位4于刀盘本体1边缘，所述面刀3位于中心刀2与边刀4之间，所述中心刀2、面刀3和边刀4在径向上呈梯级布置，且在空间上呈螺旋状分布。中心刀2超前破岩，内侧滚刀先行破岩，面刀3和边刀4破岩，在掌子面形成一系列由内向外的掌子面破岩台阶6，为外侧相邻滚刀提供破岩自由面（即薄弱面），降低破岩难度；除中心刀外，滚刀单侧自由面破岩，显著提升破岩效率；除边刀4外，滚刀刀圈垂直于掌子面，静载下滚刀仅承受正压力，有利于保护滚刀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对完整硬岩的TBM刀盘，包括刀盘本体（1），在所述刀盘本体（1）的前面板（5）设置有滚刀，其特征是：所述滚刀径向上由中心向边缘布置，且以一定的刀间距呈中心高边缘低的阶梯状分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对完整硬岩的TBM刀盘，包括刀盘本体（1），在所述刀盘本体（1）的前面板（5）设置有滚刀，其特征是：所述滚刀径向上由中心向边缘布置，且以一定的刀间距呈中心高边缘低的阶梯状分布。


2.如权利要求1所述的针对完整硬岩的TBM刀盘，其特征是：所述刀盘本体（1）的前面板（5）为截锥状，所述滚刀呈螺旋式分布在刀盘本体（1）的前面板（5）上。


3.如权利要求2所述的针对完整硬岩的TBM刀盘，其特征是：在每把所述滚刀上均设置有唯一刀位号，所述刀位号按照由内往外且从小到大依次排布。


4.如权利要求3所述的针对完整硬岩的TBM刀盘，其特征是：所述相邻滚刀上的刀位号按照内小外大的顺序设置。


5.如权利要求4所述的针对...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐梦学，夏毅敏，胡恒千，苗斌，单军，周雁领，杨国清，张海波，彭海宇，张帅华，许天珍，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，中铁十八局集团隧道工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12