一种盾构掘进机刀盘及盾构掘进机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种盾构掘进机刀盘及盾构掘进机，其包括外刀盘和内刀盘，所述外刀盘呈环状，所述内刀盘嵌套在所述外刀盘的中部镂空处，且所述外刀盘和所述内刀盘的轴向间距为120~300cm。所述外刀盘和所述内刀盘分别具有独立的驱动系统，且所述外刀盘和所述内刀盘的驱动系统分别连接带有顺时针转动控制回路和逆时针转动控制回路的控制器。本实用新型专利技术能适应于超大断面隧道开挖掘进，且刀盘维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构掘进机刀盘及盾构掘进机
本技术涉及盾构掘进机，特别是一种盾构掘进机刀盘及盾构掘进机。
技术介绍
盾构掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程，目前已向着超大断面、异型断面及组合式断面发展。但现有盾构掘进机的刀盘一般是整体刀盘，隧道断面同步开挖掘进，因而不适应于超大断面隧道（直径16米及以上）施工。中国专利CN109184717A公开了一种盾构机刀盘，其虽然包括依次嵌套的外限径刀盘、内消磨刀盘、中心刀盘，但其采用一套传动系统控制外限径刀盘、内消磨刀盘、中心刀盘进行同步掘进和破碎工作，且外限径刀盘仅用于隧道外围的掘进和破碎，中心刀盘用于隧道中部的掘进和破碎，内消磨刀盘用于对外限径刀盘和中心刀盘工作过程中产生的砾石和土壤进行再破碎，因而外限径刀盘的径向宽度很小（内、外圈的半径差值小），不利于对其进行维护，且一套传动系统控制三个刀盘，驱动力受限，因而仍然不适应于超大断面的施工。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有盾构掘进机刀头不适应超大断面隧道施工的不足，提供一种适应超大断面隧道施工的盾构掘进机刀头及盾构掘进机。为解决上述技术问题，本技术提供了一种盾构掘进机刀盘，其包括外刀盘和内刀盘，所述外刀盘呈环状，所述内刀盘嵌套在所述外刀盘的中部镂空处，且所述外刀盘和所述内刀盘的轴向间距为120~300cm。本技术本着“环形开挖，预留核心土”的原则，通过将盾构掘进机刀盘设计为内外嵌套的外刀盘和内刀盘，且外刀盘为环状，外刀盘和内刀盘的轴向间距为1环－2环，从而可实现将一个隧道断面分为两部分，分步开挖，不仅缩小开挖面积，且始终保持掌子面形成一个长120~300cm（即1环~2环，1环的长度是行业内约定的，一般为120cm或150cm）的核心土台，从而增加了掌子面稳定性，减小了盾前沉降。优选地，所述外刀盘和所述内刀盘分别具有独立的驱动系统，且所述外刀盘和所述内刀盘的驱动系统分别连接带有顺时针转动控制回路和逆时针转动控制回路的控制器，所述外刀盘和所述内刀盘分别还具有独立的注浆系统、泥土仓和排渣系统，以方便对内、外刀盘的独立控制，保证内、外刀盘工作状态的互不影响，并始终保持掌子面形成核心土台。优选地，所述外刀盘的顺时针转动控制回路启动时，所述内刀盘的逆时针转动控制回路动作。或者，所述外刀盘电的逆时针转动控制回路启动时，所述内刀盘的顺时针转动控制回路动作。优选地，所述外刀盘的内、外圈半径差值不小于3米，所述内刀盘的直径不小于10米，不仅方便于对外刀盘及刀具的维护，而且使本技术确保能适应于超大断面的施工。优选地，所述外刀盘的工作面上从外至内依次安装第一边缘刮刀、开挖刀、第二边缘刮刀，通过第一边缘刮刀和第二边缘刮刀可对首选开挖的环形断面定径，开挖刀实现环形断面的掘进和破碎。优选地，所述内刀盘的工作面中部安装鱼尾刀，以方便对中心断面的开挖，加快开挖进度。基于同一专利技术构思，本技术还提供了一种盾构掘进机，其包括从前部往尾部依次设置的前体、中体和盾尾，所述前体内安装所述的盾构掘进机刀盘。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术将一个隧道断面分为两步开挖，先开挖外围环形区，保留核心土台，为盾构掘进机的刀盘尺寸进一步加大提供了可能，以适应跨海，跨江河等超大断面隧道的施工。2、与常规的全断面盾构掘进机相比而言，施工状态下，本技术对地层的扰动将更小，对地质条件的要求有所降低，更好地适应地质不良地带，浅埋及外界环境复杂地带隧道建造。3、本技术工作时，外刀盘与内刀盘可实现反向转动，使得开挖效率大大提高，且有利于掘进过程中掌子面稳定。4、本技术刀盘形式可为土压平衡式，泥水平衡式，或二者的组合形式。附图说明图1为本技术盾构掘进机的结构示意图。图2为本技术盾构掘进机刀盘与隧道围岩的结构示意图。图中：1、前体；2、中体；3、盾尾；4、刀盘；5、围岩；41、外刀盘；42、内刀盘；411、第一边缘刮刀；412、开挖刀；413、第二边缘刮刀；414、外刀盘注浆系统；415、外刀盘泥土仓；416、外刀盘排渣系统；417、外刀盘驱动系统；421、鱼尾刀；422、内刀盘注浆系统；423、内刀盘泥土仓；424、内刀盘排渣系统；425、内刀盘驱动系统。具体实施方式以下结合具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。实施例1：如图1－图2所示，本技术盾构掘进机一实施例包括从前部往尾部依次设置的前体1、中体2和盾尾3，所述前体1的前端安装刀盘4。所述刀盘4包括外刀盘41和内刀盘42。所述外刀盘41呈环状，所述内刀盘42嵌套在所述外刀盘41的中部镂空处，且所述外刀盘41和所述内刀盘42的轴向间距为120~300cm（1环－2环）。所述外刀盘41的工作面上从外至内依次安装第一边缘刮刀411、开挖刀412、第二边缘刮刀413。所述内刀盘42的工作面中部安装鱼尾刀421。所述外刀盘41的后面设置外刀盘注浆系统414、外刀盘泥土仓415和外刀盘排渣系统416，所述外刀盘泥土仓415的密封隔板上安装外刀盘驱动系统417，且所述外刀盘驱动系统417连接带有顺时针转动控制回路和逆时针转动控制回路的外刀盘控制器（图中未示）。所述内刀盘42的后面设置内刀盘注浆系统422、内刀盘泥土仓423和内刀盘排渣系统424，所述内刀盘泥土仓423的密封隔板上安装内刀盘驱动系统425，且所述内刀盘驱动系统425连接带有顺时针转动控制回路和逆时针转动控制回路的内刀盘控制器（图中未示）。所述外刀盘控制器和所述内刀盘控制器优选采用西门子公司的驱动控制器S120。为方便对外刀盘41及刀具的维护，并确保适应于超大断面的施工，所述外刀盘41的内、外圈半径差值不小于3米，所述内刀盘42的直径不小于10米。本技术工作时，外刀盘41超前掘进，随掘进随安装支护管片、回填注浆，外刀盘41与内刀盘42保持1环~2环间距，即始终保持掌子面形成一个长1环~2环的核心土台。由于外刀盘41和内刀盘42分别采用独立的驱动系统，因而可实现外刀盘41和内刀盘42的逆向回转（比如所述外刀盘电连接顺时针转动控制回路，实现顺时针转动时，所述内刀盘电连接逆时针转动控制回路，并实现逆时针转动。或者，所述外刀盘电连接逆时针转动控制回路，实现逆时针转动时，所述内刀盘电连接顺时针转动控制回路，实现顺时针转动）。以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构掘进机刀盘，其特征在于包括外刀盘和内刀盘，所述外刀盘呈环状，所述内刀盘嵌套在所述外刀盘的中部镂空处，且所述外刀盘和所述内刀盘的轴向间距为120cm－300cm。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构掘进机刀盘，其特征在于包括外刀盘和内刀盘，所述外刀盘呈环状，所述内刀盘嵌套在所述外刀盘的中部镂空处，且所述外刀盘和所述内刀盘的轴向间距为120cm－300cm。


2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进机刀盘，其特征在于，所述外刀盘和所述内刀盘分别具有独立的驱动系统，且所述外刀盘和所述内刀盘的驱动系统分别连接带有顺时针转动控制回路和逆时针转动控制回路的控制器。


3.根据权利要求2所述的一种盾构掘进机刀盘，其特征在于，所述外刀盘的顺时针转动控制回路启动时，所述内刀盘的逆时针转动控制回路动作。


4.根据权利要求2所述的一种盾构掘进机刀盘，其特征在于，所述外刀盘电的逆时针转动控制回路启动时，所述内刀盘的顺时针转动控制回路动作。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昭军，
申请(专利权)人：王昭军，
类型：新型
国别省市：广东;44