本发明专利技术公开了一种TBM盾构刀盘、TBM盾构碎石处理装置及其工作方法，包括刀盘本体以及设置于刀盘本体上的若干组刀具，其中，各组刀具均包括若干钻探刀及螺旋破碎刀，钻探刀及螺旋破碎刀均配置有伸缩机构及水平移动装置；钻探刀及螺旋破碎刀的前端均穿过刀盘本体，其中，钻探刀伸出到刀盘本体外的长度大于螺旋破碎刀伸出到刀盘本体外的长度，该刀盘、碎石处理装置及其工作方法能够有效解决掘进过程中遇到孤石花岗岩阻碍工程施工的问题。到孤石花岗岩阻碍工程施工的问题。到孤石花岗岩阻碍工程施工的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种TBM盾构刀盘、TBM盾构碎石处理装置及其工作方法
[0001]本专利技术属于岩石地基TBM盾构掘进穿越岩石地基的施工
，涉及一种TBM盾构刀盘、TBM盾构碎石处理装置及其工作方法。
技术介绍
[0002]城市地铁以及动车组隧道作为一种安全、高效、快捷、环保的交通工具，已经成为各大城市解决交通出行问题，拉动当地经济发展的首要选择。但是无论是城市地铁还是动车组隧道都因为其特殊的地理环境、复杂的施工状况，在施工中常常面临各式各样的挑战和困难。在地铁隧道和动车组隧道盾构施工的过程中，常常遇到隧道需要从一些岩质山体地基中穿过的情况，此时，需要先将山体中或者地基中的孤石和花岗岩先行破除，如处理不当，可能会造成掘进道路受阻或者盾构机刀头断裂而耽误施工进度，造成巨大的财力物力人力的损失。
[0003]隧道掘进过程中遇到的孤石、花岗岩等理论上可以采用人工开凿或者爆破等多种破除方法。对于人工开凿的方法，由于刚掘进的隧道还未支护，结构极其不稳定，采用人工开凿方式施工者不仅会面临着生命危险而且还会严重影响施工进度。爆破的方式虽然施工效率较快，但是爆破的余波可能会影响隧道的结构稳定性，以及爆破后的碎石仍要进行二次清理，费时费力，还会拖慢施工效率。故相比之下TBM盾构刀具可直接钻探破碎，是一种较为高效、理想的破除方式。传统盾构刀盘刀如中国专利CN208486880U公开的分块式软土分层刀盘，包括刀盘大圆环、中心刀盘和刀盘主梁，中心刀盘的中心与刀盘大圆环的中心重合，刀盘大圆环通过刀盘主梁与中心刀盘相连接；中心刀盘上设有中心鱼尾刀，刀盘主梁上设有若干个撕裂刀、若干个切刀和若干个边刮刀，刀盘大圆环的外圆周上设有若干组保径刀，中心刀盘和刀盘主梁上均设有喷口。
[0004]传统盾构刀盘刀具多为软土掘进标准切割刀，对于遇到的孤石花岗岩无法将其破碎，在以往的盾构施工过程中，常常发生因无法破碎花岗岩孤石等意外情况导致刀具破碎，损毁盾构机从而耽误施工进度甚至出现工程事故。所以，现急需一种能够处理这种复杂地质状况的盾构刀盘刀具据其相应的施工方法，以保证盾构安全、高效的穿越岩石地基。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种TBM盾构刀盘、TBM盾构碎石处理装置及其工作方法，该刀盘、碎石处理装置及其工作方法能够有效解决掘进过程中遇到孤石花岗岩阻碍工程施工的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述的TBM盾构刀盘包括刀盘本体以及设置于刀盘本体上的若干组刀具，其中，各组刀具均包括若干钻探刀及螺旋破碎刀，钻探刀及螺旋破碎刀均配置有伸缩机构及水平移动装置；
[0007]钻探刀及螺旋破碎刀的前端均穿过刀盘本体，其中，钻探刀伸出到刀盘本体外的长度大于螺旋破碎刀伸出到刀盘本体外的长度。
[0008]同一组刀具中的各钻探刀及螺旋破碎刀沿刀盘本体的直径依次交错分布。
[0009]刀盘本体上设置有四组刀具，且相邻两组刀具之间呈45
°
夹角。
[0010]同一组刀具中相邻两把螺旋破碎刀之间的间距为螺旋破碎刀最大直径的1倍～1.5倍。
[0011]最外侧螺旋破碎刀中螺旋破碎刀刀刃最大直径所在位置与刀盘本体的边缘相切。
[0012]钻探刀的钻探深度大于螺旋破碎刀的长度。
[0013]本专利技术所述的穿越岩石地基断面的TBM盾构的碎石处理装置包括螺旋输送机、刀盘动力装置、TBM盾构机外壳及TBM盾构刀盘；
[0014]TBM盾构机外壳的前侧开口，TBM盾构刀盘及刀盘动力装置位于TBM盾构机外壳内的前侧，且TBM盾构刀盘中伸缩机构的后端与刀盘动力装置相连接，TBM盾构机外壳内设置有碎石收集仓，其中，碎石收集仓位于TBM盾构刀盘中刀盘本体的后侧，螺旋输送机的前端插入于碎石收集仓内，螺旋输送机的后端伸出到TBM盾构机外壳外。
[0015]还包括除尘装置及碎石处理装置；
[0016]螺旋输送机的后端与除尘装置的入口相连通，除尘装置的输出端通过传输带与碎石处理装置相连通。
[0017]螺旋输送机上位于碎石收集仓的一端上设置有观察口，其中，观察口处设置有摄像头、报警装置及自动启停装置，其中，摄像头的输出端与自动启停装置的输入端相连接，自动启停装置的输出端与报警装置的控制端及螺旋输送机的控制端相连接。
[0018]本专利技术所述的穿越岩石地基断面的TBM盾构的碎石处理装置的工作方法包括以下步骤：
[0019]1)确定岩石的起点和终点的精准坐标；
[0020]2)当TBM盾构机在软土路基或者无岩石的路基掘进时，伸缩机构处于收缩状态，使得螺旋破碎刀和钻探刀处于收缩状态，利用TBM盾构机刀具进行掘进工作；
[0021]3)当掘进过程中遇到岩石地基或者花岗岩时，则将钻探刀通过伸缩机构移动到工作位置处，刀盘动力装置将动力通过伸缩机构传递给钻探刀，各钻探刀在岩石上打孔洞，当钻探刀工作完毕后，将钻探刀通过伸缩机构带回；将螺旋钻探刀安装在伸缩机构上，通过伸缩机构驱动螺旋破碎刀，将螺旋破碎刀的刀头对准所述孔洞，此时由刀盘动力装置驱动刀盘本体，从而使螺旋破碎刀工作，同时提高刀盘本体的转速，等待螺旋破碎刀进入孔洞深度的2/3时，则加快螺旋破碎刀的推进速度，同时加快刀盘本体的转速，使得破碎岩石脱落进入碎石收集仓。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术所述的TBM盾构刀盘、TBM盾构碎石处理装置及其工作方法在具体操作时，各组刀具均包括若干钻探刀及螺旋破碎刀，其中，钻探刀伸出到刀盘本体外的长度大于螺旋破碎刀伸出到刀盘本体外的长度，钻探刀及螺旋破碎刀均配有伸缩机构及水平移动装置，钻探刀和螺旋破碎刀的运行轨迹重合，TBM盾构机掘进至岩石区域时，伸缩机构控制钻探刀伸出距离，通过伸缩装置驱动钻探刀对岩石进行钻孔，钻孔完毕后，由通过螺旋破碎刀在孔洞开始对岩石进行破碎，从而顺利破碎掘进过程中遇到的岩石地层，效率较高，安全性和施工效率都可得到保障。
附图说明
[0024]图1为TBM盾构刀盘的正面示意图：
[0025]图2a为螺旋破碎刀1的正面图；
[0026]图2b为螺旋破碎刀1的侧面图：
[0027]图3a为钻探刀的正面图；
[0028]图3b为钻探刀的侧面图：
[0029]图4为TBM盾构碎石处理装置8的结构示意图。
[0030]其中，1为螺旋破碎刀、2为刀盘动力装置、3为观察口、4为刀盘本体、5为碎石收集仓、6为螺旋输送机、7为除尘装置、8为碎石处理装置、9为TBM盾构机外壳、10为检修口、11为伸缩机构、12为超级螺旋破碎刀。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种TBM盾构刀盘，其特征在于，包括刀盘本体(4)以及设置于刀盘本体(4)上的若干组刀具，其中，各组刀具均包括若干钻探刀及螺旋破碎刀(1)，钻探刀及螺旋破碎刀(1)均配置有伸缩机构(11)及水平移动装置；钻探刀及螺旋破碎刀(1)的前端均穿过刀盘本体(4)，其中，钻探刀伸出到刀盘本体(4)外的长度大于螺旋破碎刀(1)伸出到刀盘本体(4)外的长度。2.根据权利要求1所述的TBM盾构刀盘，其特征在于，同一组刀具中的各钻探刀及螺旋破碎刀(1)沿刀盘本体(4)的直径依次交错分布。3.根据权利要求1所述的TBM盾构刀盘，其特征在于，刀盘本体(4)上设置有四组刀具，且相邻两组刀具之间呈45
°
夹角。4.根据权利要求1所述的TBM盾构刀盘，其特征在于，同一组刀具中相邻两把螺旋破碎刀(1)之间的间距为螺旋破碎刀(1)最大直径的1倍～1.5倍。5.根据权利要求1所述的TBM盾构刀盘，其特征在于，最外侧螺旋破碎刀中螺旋破碎刀刀刃最大直径所在位置与刀盘本体(4)的边缘相切。6.根据权利要求1所述的TBM盾构刀盘，其特征在于，钻探刀的钻探深度大于螺旋破碎刀(1)的长度。7.一种穿越岩石地基断面的TBM盾构的碎石处理装置，其特征在于，包括螺旋输送机(6)、刀盘动力装置(2)、TBM盾构机外壳(9)及权利要求1所述的TBM盾构刀盘；TBM盾构机外壳(9)的前侧开口，TBM盾构刀盘及刀盘动力装置(2)位于TBM盾构机外壳(9)内的前侧，且TBM盾构刀盘中伸缩机构(11)的后端与刀盘动力装置(2)相连接，TBM盾构机外壳内设置有碎石收集仓(5)，其中，碎石收集仓(5)位于TBM盾构刀盘中刀盘本体(4)的后侧，螺旋输送机(6)的前端插入于碎石收集仓(5)内，螺旋输送机(6)的后端伸出到...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋战平，郭宏斌，张玉伟，刘乃飞，郑方，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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