一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘制造技术

一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘，包括刀盘本体和刀具的设置。圆形的刀盘本体结构上设置四条在刀盘本体中心位置互相垂直交叉的主肋板，四条主肋板上表面形成主肋板盘面；同时设置四根在刀盘本体的中心位置互相垂直交叉并且与四条主肋板分别呈45°间隔布置的辐条；主肋板与辐条通过钢格栅相互连接，并与刀盘本体的外周圈圆环形钢板焊接构成面板式盾构刀盘。在主肋板盘面上方固定有重型撕裂刀、盘形滚刀和刀盘面板强化保护刀；在辐条上方固定有重型撕裂刀和刮刀；在刀盘本体的中心位置安装鱼尾刀或双联盘形滚刀；在所述刀盘本体的所述外周圈圆环形钢板外侧焊接条形强化保护刀；在所述刀盘本体的外表面铺满并焊接高强碳化铬耐磨钢板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种地层盾构刀盘，特别是在富集大粒径漂石的复合地层内掘进，且方便更换刀具的盾构刀盘。
技术介绍
目前，在富集大粒径漂石地层内采用盾构法进行长距离隧道掘进施工，尚无成功案例，且加之隧道工程位于城市河湖下方，地层内含水量丰富，隧道施工面临极大难度。通常采用的明挖法和暗挖法施工对周边环境影响大、成本高，施工安全风险大、工期长等不能满足工程设计及施工要求。一般的盾构刀盘及刀具无法破碎富集的高强度大粒径漂石，通常情况对数量较少的大粒径漂石或孤石，均采取其他辅助手段将其破碎后，再行盾构掘进施工。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题进行了改进，即本专利技术要解决的技术问题是提供一种针对砾岩层与卵石层交互的复合地层内富集大粒径漂石地层的盾构刀盘，实现长距离、低成本、安全高效的盾构法掘进施工。为解决上述技术问题，本专利技术的一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘，包括刀盘本体和刀具的设置。圆形的刀盘本体结构上设置四条在刀盘本体中心位置互相垂直交叉的主肋板，四条主肋板的上表面形成主肋板盘面；同时设置四根在刀盘本体的中心位置互相垂直交叉并且与四条主肋板分别呈45°间隔布置的辐条；主肋板与辐条通过钢格栅相互连接，并与刀盘本体的外周圈圆环形钢板焊接构成面板式盾构刀盘；在主肋板盘面上方固定有重型撕裂刀、盘形滚刀和刀盘面板强化保护刀；在辐条上方固定有重型撕裂刀和刮刀；在刀盘本体的中心位置安装鱼尾刀或双联盘形滚刀。在所述刀盘本体主肋板盘面上方焊接盘面强化保护刀，在所述刀盘本体的所述外周圈圆环形钢板外侧焊接条形强化保护刀，以有效地降低地层渣土对刀盘的磨损。所述重型撕裂刀和所述盘形滚刀可互换安装使用，适应各种复杂的复合地层盾构掘进施工需要。重型撕裂刀与盘形滚刀配合使用，通过敲击、挤压等综合作用力实现大粒径漂石的破碎。除强化保护刀采用焊接外，刮刀、盘形滚刀和重型撕裂刀均采用背装式螺栓连接安装方式，可直接在盾构土仓内进行刀具更换，方便了工程施工中的换刀工作，明显提高了工程整体施工效率。所述刀盘本体的外表面铺满并焊接高强碳化铬耐磨钢板，用于降低刀盘本体在富集大粒径漂石地层挖掘过程中的磨损度。所述刀盘本体上的刮刀、盘形滚刀、强化保护刀和重型撕裂刀的高度由低至高分别设置，从而形成多轨迹多层次的刀具布置，实现盾构长距离掘进施工。本专利技术具有的有益效果本盾构刀盘的多轨迹多层次配置刀具的设计，可通过敲击、挤压等综合作用力有效破碎大粒径漂石，实现盾构顺利掘进施工。刀盘本体满铺高强碳化铬耐磨板，并配置刀盘强化保护刀，有效地降低了地层渣土对刀盘的磨损，实现了盾构刀盘刀具在富集大粒径漂石地层中长距离掘进施工。整个隧道施工中不采用其他如土体加固、人工破除等辅助措施，有效降低施工成本、缩短施工周期。盾构刀具的更换方式主要通过常规或加压开仓换刀，个别特殊地段通过占地面积较小的换刀工作井进行刀具更换和刀盘耐磨板焊接修复作业，确保作业人员换刀工作安全可靠。工程施工中，换刀工作井还可与隧道联络通道施工结合进行，降低施工造价，提高工程整体施工效率。附图说明图1盾构刀盘结构和刀具配置示意图；图2刮刀、盘形滚刀、强化保护刀和重型撕裂刀的剖面结构示意图；图3刀盘外周圈钢板上焊接条形强化保护刀的侧视结构示意图；图4盘形滚刀和重型撕裂刀背装式螺栓连接结构示意图。具体实施例方式实施例1 :如图1-4所示，用于富集大粒径漂石地层盾构刀盘包括刀盘本体和刀具，圆形的刀盘本体I上方设置四条在刀盘本体的中心位置互相垂直交叉的主肋板2，四条主肋板2上表面形成主肋板盘面，主肋板2与刀盘本体I的外周圈圆环形钢板6焊接构成面板式盾构刀盘；同时在刀盘本体I上方设置四根在刀盘本体I的中心位置互相垂直交叉并且与四条主肋板分别呈45°间隔布置的辐条3，主肋板2与辐条3通过钢格栅5相互连接，在主肋板盘面上方固定有重型撕裂刀8、盘形滚刀9和刀盘面板强化保护刀13，在辐条3上方固定有重型撕裂刀8和刮刀10，；在刀盘本体I的中心位置安装鱼尾刀11。实施例2 :如图1-4所示，在刀盘本体I的中心位置安装双联盘形滚刀12，其余如实施例1所述。实施例3 :如图1-4所示，在刀盘主肋板盘面上方焊接强化保护刀13，在刀盘本体的外周圈圆环形钢板6外侧焊接条形强化保护刀14。刀盘本体I上的刮刀10、盘形滚刀9、强化保护刀13和重型撕裂刀8的高度由低至高分别设置，从而形成多轨迹多层次的刀具布置，除强化保护刀13采用焊接外，刮刀10、盘形滚刀9、重型撕裂刀8均采用背装式螺栓连接安装方式，可直接在盾构土仓内进行刀具更换，刀盘本体I的外表面铺满并焊接高强碳化铬耐磨钢板15，其余如实施例1中所述。实施例4 :如图1-4所示，在富集大粒径漂石的砾岩和卵石层，两种地层交互更迭的复合地质条件下进行盾构掘进施工。当盾构完全处于砾岩地层时，本盾构刀盘在刀盘本体I靠近外周边缘1. Om范围内的标准刀箱7安装18把盘形滚刀9，靠近内圈的标准刀箱7内安装重型撕裂刀8，利用盘形滚刀9对稳定岩层的高效切削作用破碎大粒径漂石，完成盾构掘进。当盾构掘进至砾岩和卵石层交接段，且盾构全部进入卵石层前，通过开仓换刀保留刀盘本体I最外圈10把盘形滚刀9，其余位置更换为重型撕裂刀8，利用重型撕裂刀8的敲击，以及卵石层中漂石相对滚动挤压等综合作用力，达到破碎大粒径漂石的功效。刀盘本体I安装的刀具高度设置分为四层，由低到高分别为刮刀10、盘形滚刀9、强化保护刀13和重型撕裂刀8。各种刀具除完成自身功能外，刀具之间还起到相互保护的作用，这样通过刀具的逐层磨损，提高了盾构在富集大粒径漂石地层中每盘刀具的掘进里程，减少换刀次数，提高了掘进施工效率。当刀盘本体I上焊接的强化保护刀13和铺焊的碳化铬耐磨板15磨损严重时，可通过开挖2. Om直径的占地面积小的圆形工作竖井，或结合盾构隧道之间的联络通道等施工竖井，进行焊接更换作业，其余如实施例1中所述。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本专利技术的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘，其特征在于：圆形的刀盘本体结构上设置四条在刀盘本体中心位置互相垂直交叉的主肋板，所述的四条主肋板上表面形成主肋板盘面；同时设置四根在刀盘本体的中心位置互相垂直交叉并且与四条主肋板分别呈45°间隔布置的辐条；主肋板与辐条通过钢格栅相互连接，并与刀盘本体的外周圈圆环形钢板焊接构成面板式盾构刀盘；在主肋板盘面上方固定有重型撕裂刀、盘形滚刀和刀盘面板强化保护刀；在辐条上方固定有重型撕裂刀和刮刀；在刀盘本体的中心位置安装鱼尾刀或双联盘形滚刀。

【技术特征摘要】
1.一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘，其特征在于:圆形的刀盘本体结构上设置四条在刀盘本体中心位置互相垂直交叉的主肋板，所述的四条主肋板上表面形成主肋板盘面；同时设置四根在刀盘本体的中心位置互相垂直交叉并且与四条主肋板分别呈45°间隔布置的辐条；主肋板与辐条通过钢格栅相互连接，并与刀盘本体的外周圈圆环形钢板焊接构成面板式盾构刀盘；在主肋板盘面上方固定有重型撕裂刀、盘形滚刀和刀盘面板强化保护刀；在辐条上方固定有重型撕裂刀和刮刀；在刀盘本体的中心位置安装鱼尾刀或双联盘形滚刀。2.根据权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于:在所述刀盘本体主...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂轶雄，王良，唐虎，
申请(专利权)人：北京城建集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：