CN100430572C - 整体伸缩镶套式复合盾构刀盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，其包括有一个岩层刀具刀盘和一个在油缸的带动下可以沿盾构轴线方向相对于岩层刀具刀盘轴向滑动的普通开挖刀刀盘；岩层刀具刀盘上安装有复数个滚刀，开挖刀刀盘上安装有复数个开挖刀。当进行岩层的掘进工作时，开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向内缩回，而当进行软土层的掘进工作时，开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向外推出至超过固定不动的岩层刀具刀盘的既定位置。使用本发明的复合盾构刀盘，就可以有效地避免在现有技术中滚刀和开挖刀同平面推进时滚刀容易被软土层磨损而开挖刀容易被硬岩层碰坏的问题，及在不同地层中掘进时，拆换刀具而影响施工进度、增加施工成本的问题。

Description

整体伸缩镶套式复合盾构刀盘
技术领域
本发明涉及一种隧道盾构掘进机的整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，尤其涉及一种安装有开挖刀的开挖刀刀盘相对于安装有滚刀的岩层刀具刀盘可以滑动伸缩的镶套式复合盾构刀盘，该种盾构刀盘可以提高施工效率、降低施工风险，对保护刀具也能起到良好的作用。
背景技术
盾构法是隧道暗挖施工法的一种，60年代以来在日本得到迅速发展，在很多城市的地铁施工中都得到广泛应用，其历史虽然不长，却已在盾构施工技术领域占有重要地位。1989年我国正式采用盾构法修建区间隧道，目前已在广州、深圳等城市的地下铁道建设中得到广泛的使用。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响比较小等特点，是适合在软土地基段施工的方法。
隧道掘进机的刀盘，对于不同地质地层需要配置不同刀具。软土层只需要普通开挖刀具；岩土地层需要配置滚刀。对于既有软土层又有岩土层的复合地层来讲，需要使用复合刀盘。复合盾构，国外又称为组合盾构(也称通用盾构、混合型盾构)，组合类型多种多样，其中软土盾构与岩石盾构的组合类型是比较常见的，目前，我国的复合盾构多为该种。该种盾构兼有岩石盾构掘进机和软土盾构掘进机功能，能够在岩石和软土共同兼有的复合地层中正常掘进。
复合盾构刀盘是复合盾构的技术难点之一。在复合地层中掘进时，在刀盘上既要布置适合于挖掘软土的开挖刀，又要布置适合于岩土的滚刀。在软土中推进时，为了避免滚刀被砂土磨损，或在滚刀上粘附黏土，必须降低滚刀高度，由开挖刀切削土体；而在岩土中推进时，又必须将开挖刀后退，推出滚刀，避免开挖刀崩断。
传统国内外的复合盾构刀盘，滚刀和开挖刀一般都是同时安装在一个刀盘面板上，图1中所示为一种现有的复合刀盘的俯视图。该刀盘的上面安装有复数个滚刀91和开挖刀92。其中一些滚刀91和开挖刀92安装在刀盘上的刀架之上，刀架之间通过加固圈板93来加强结构强度。在图1所示现有技术的复合盾构刀盘中，开挖刀92主要用来针对软土的切削而滚刀91主要用来针对岩土地层的切削。
但是这种滚刀91和开挖刀92在一个平面上的现有复合盾构刀盘在复合地层进行挖掘的时候，就会遇到一个问题，即滚刀91和开挖刀92在同一平面向前推进，滚刀91在软土里掘进会容易磨损，而开挖刀92遇到硬岩地层会容易崩断。
也有一种设计是每部滚刀可单独伸缩，或是岩土自立性好，在盾构进出岩土层时，根据需要，由人进入刀盘土舱内拆换滚刀。但是前一种方式，刀盘结构复杂，滚刀拆换困难，要求工期长；后一种方式，局限性大，施工风险高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，该刀盘在切削软土地层的时候可以仅使用普通开挖刀具，而在切削硬岩层的时候可以使用滚刀，从而减少现有技术中同平面推进情况下容易出现的滚刀在软土层中磨损和开挖刀遇到硬岩容易崩断等现象。
为解决上述技术问题，本发明提供一种整体伸缩复合盾构刀盘，其包括有一个岩层刀具刀盘和一个在油缸的带动下可以沿盾构轴线方向相对于岩层刀具刀盘轴向滑动的软土开挖刀刀具刀盘；岩层刀具刀盘上安装有复数个滚刀，开挖刀刀盘上安装有复数个开挖刀；其中当进行硬岩层的掘进工作时，开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向内缩回，而当进行软土层的掘进工作时，开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向外推出至超过固定不动的岩层刀具刀盘的一个位置。
使用本发明的复合盾构刀盘，就可以有效地避免在现有技术中滚刀和开挖刀同平面推进时滚刀容易被软土层磨损而开挖刀容易被硬岩层碰坏的问题。
附图说明
图1为一种现有的复合盾构刀盘的俯视图。
图2为本发明较佳实施例中开挖刀缩进状态下的透视示意图。
图3为本发明图2所示实施例中开挖刀推出状态下的透视示意图。
具体实施方式
参考图2，其为本发明较佳实施例中开挖刀缩进状态下的透视示意图。本发明的伸缩复合盾构刀盘1通过牛腿2安装在盾构的减速装置(图中未示)之上。该伸缩复合盾构刀盘1包括有一个岩层刀具刀盘11和一个可以沿刀盘轴线方向相对于岩层刀具刀盘11轴向滑动的开挖刀刀盘12。岩层刀具刀盘11上安装有复数个的单刃滚刀、双刃滚刀，开挖刀刀盘12上安装有复数个普通开挖刀具(图中未示)。
在进行复合地层硬岩层的掘进工作时，可将开挖刀刀盘12沿盾构轴线的方向向内缩回，如图2所示，这时固定不动的岩层刀具刀盘11上的滚刀将独立进行硬岩地层的掘进工作，从而避免了开挖刀碰撞硬岩层时可能发生的损坏。当进行软土地层的掘进工作时，可将开挖刀刀盘12沿盾构轴线的方向向外推出至超过固定不动的岩层刀具刀盘11的一个位置，如图3所示，这时开挖刀刀盘12上的开挖刀将独立进行软土层的掘进工作，从而避免了滚刀和开挖刀同平面推进时滚刀的磨损。

Claims (3)

1.一种整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，其特征在于包括有：
一个岩层刀具刀盘和一个可以沿盾构轴线方向相对于所述岩层刀具刀盘轴向滑动的开挖刀刀盘；所述开挖刀刀盘上安装有复数个开挖刀；当进行硬岩层的掘进工作时，所述开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向内缩回，而当进行软土层的掘进工作时，所述开挖刀刀盘沿盾构轴线的方向向外推出至稍超过固定不动的岩层刀具刀盘。
2.根据权利要求1所述的整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，其特征在于所述岩层刀具刀盘上安装有复数个单刃滚刀。
3.根据权利要求1所述的整体伸缩镶套式复合盾构刀盘，其特征在于所述岩层刀具刀盘上安装有复数个双刃滚刀。
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