CN108506012B - 一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，包括切削器刀盘，所述切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，所述十字钻头刀为相互垂直交叉连接的两件三角刀头构成，在两件三角刀头对应的切削器刀盘上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀，所述泥浆循环切削主刀为对称设置的两件直角梯形刀构成，泥浆循环切削主刀两侧对称设有主泥浆循环口，所述主泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有主返浆挡板，每两排泥浆循环切削主刀之间的切削器刀盘上均设有一排泥浆循环切削副刀，所述泥浆循环切削副刀两侧对称设有副泥浆循环口，所述副泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有副返浆挡板。
Description
技术领域
本发明涉及地下顶管施工技术领域，具体涉及一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置。
背景技术
随着我国社会经济的发展和城镇化进程的快速推进，城市地下空间的开发和利用工作在我国全面展开，市政综合管廊作为城市地下空间利用的重要组成部分也取得了长足发展。综合管廊也称“地下综合管廊”，是城市地下管线的综合走廊，具体是在城市地下建设一个将水、电、气、热、通讯等各类市政管线集于一体，并设有专门的检修口、吊装口和监测系统，人和小型机械可以进入廊内作业的隧道空间。综合管廊的修建施工中由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制，使得传统的施工方法难以普遍适用。在这种情况下，对城市正常机能影响很小的隧道盾构施工方法得到了关注。盾构法隧道施工专用工具为盾构掘进机，它是一种隧道掘进的专用工程机械，集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送渣土、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，是目前最先进的隧道掘进设备。与传统的隧道掘进技术相比，盾构法施工具有对周围环境影响小、机械化程度高、施工速度快、施工成本低、安全环保等优点，尤其在地质条件复杂、地下水位高而隧道埋深较大时，只能依赖盾构施工。
我国目前在地下工程中使用的盾构主要分为土压平衡盾构和泥水平衡盾构。其中泥水平衡盾构在盾构切削前方土体推进时通过可调节压力的泥浆稳定前方土体，又因泥水平衡盾构在整个掘进过程中完全处于密封状态，其对地层的稳定性好于土压盾构，所以泥水平衡盾构凭借其更好的稳定性及更可靠的安全性，也越来约受欢迎。泥水平衡盾构通过刀盘切削前方土体，切削后土体与开挖仓泥浆混合后通过设置在盾构底部的泥浆门进入泥浆排出管路再由泥浆排出管路输送至地面泥水处理场，由泥水处理场对输送至地面泥水进行分离处理。
泥水平衡盾构施工，如图1所示，指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室，经搅拌装置进行搅拌，搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面，泥水在地面经过分离，然后进入地下盾构的泥水室，不断地排渣净化使用。由于泥水平衡盾构出渣完全依赖于泥浆的循环流动，因此泥浆循环的通畅与否直接决定了泥水平衡盾构施工的效率。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，解决泥水平衡盾构施工中，泥浆循环返浆效率低的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，包括切削器刀盘，所述切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，所述十字钻头刀为相互垂直交叉连接的两件三角刀头构成，在两件三角刀头对应的切削器刀盘上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀，所述泥浆循环切削主刀为对称设置的两件直角梯形刀构成，泥浆循环切削主刀两侧对称设有主泥浆循环口，所述主泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有主返浆挡板，每两排泥浆循环切削主刀之间的切削器刀盘上均设有一排泥浆循环切削副刀，所述泥浆循环切削副刀两侧对称设有副泥浆循环口，所述副泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有副返浆挡板。
本发明一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，通过在切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，十字钻头刀可以起到导向及切削作用，通过十字钻头刀可以使切削器刀盘上形成一个环形泥浆循环面，在两件三角刀头对应的切削器刀盘上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀，泥浆循环切削主刀两侧对称设有主泥浆循环口，在泥浆循环切削主刀将泥土切削后，盾构机内的高压泥水从主泥浆循环口喷出将切削下来的泥土变成泥浆，泥浆通过在切削器刀盘上循环后进入下侧主泥浆循环口，通过盾构机内的抽浆泵抽出，主泥浆循环口可以作为高压泥水的出口，也可以作为泥浆出口；本发明的核心在于，主泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有主返浆挡板，通过主返浆挡板可以有效防止高压泥水从主泥浆循环口喷出后被快速分散而影响洗浆效率。从而解决了泥水平衡盾构施工中，泥浆循环返浆效率低的问题。
进一步的，所述主返浆挡板凸出于切削器刀盘的高度小于泥浆循环切削主刀凸出于切削器刀盘的高度1cm-3cm。
进一步的，每排所述泥浆循环切削主刀包括五套泥浆循环切削主刀。
进一步的，所述泥浆循环切削副刀为等腰三角刀。
进一步的，所述副返浆挡板凸出于切削器刀盘的高度小于泥浆循环切削副刀凸出于切削器刀盘的高度1cm-3cm。
进一步的，一排所述泥浆循环切削副刀包括三件泥浆循环切削副刀。
进一步的，所述切削器刀盘外环面上与每排泥浆循环切削主刀对应设有一件环面切削刀。
进一步的，所述环面切削刀也为对称设置的两件直角梯形刀构成。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，通过在切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，十字钻头刀可以起到导向及切削作用，通过十字钻头刀可以使切削器刀盘上形成一个环形泥浆循环面，在两件三角刀头对应的切削器刀盘上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀，泥浆循环切削主刀两侧对称设有主泥浆循环口，在泥浆循环切削主刀将泥土切削后，盾构机内的高压泥水从主泥浆循环口喷出将切削下来的泥土变成泥浆，泥浆通过在切削器刀盘上循环后进入下侧主泥浆循环口，通过盾构机内的抽浆泵抽出，主泥浆循环口可以作为高压泥水的出口，也可以作为泥浆出口；本发明的核心在于，主泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有主返浆挡板，通过主返浆挡板可以有效防止高压泥水从主泥浆循环口喷出后被快速分散而影响洗浆效率。从而解决了泥水平衡盾构施工中，泥浆循环返浆效率低的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为现有泥水平衡盾构施工的结构示意图；
图2为本发明一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置的结构示意图；
图3为本发明泥浆循环切削主刀的结构示意图；
图4为本发明泥浆循环切削副刀的结构示意图；
附图中标记及对应的零部件名称：
1-切削器刀盘，2-十字钻头刀，3-三角刀头，4-泥浆循环切削主刀，5-直角梯形刀，6-主泥浆循环口，7-主返浆挡板，8-泥浆循环切削副刀，9-副泥浆循环口，10-副返浆挡板，11-环面切削刀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图2-4所示，本发明一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，包括切削器刀盘1，所述切削器刀盘1中心位置设有十字钻头刀2，所述十字钻头刀2为相互垂直交叉连接的两件三角刀头3构成，三角刀头3为三角型结构的刀头，通过在切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，十字钻头刀可以起到导向及切削作用，通过十字钻头刀可以使切削器刀盘上形成一个环形泥浆循环面，在两件三角刀头3对应的切削器刀盘1上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀4，泥浆循环切削主刀4的环绕不具主要是便于切削及切削器刀盘1旋转平衡，所述泥浆循环切削主刀4为对称设置的两件直角梯形刀5构成，现有盾构机上的泥浆循环切削主刀4一般都是一体结构，本发明将泥浆循环切削主刀4设计成对称设置的两件直角梯形刀5构成，一是为了便于更换，二是分体结构可以提高切削泥土效率，直角梯形刀5的结构如图3所示，侧面是直角梯形结构，垂直腰边焊接在切削器刀盘1上，垂直腰边对应的腰边为切削头，泥浆循环切削主刀4两侧对称设有主泥浆循环口6，所述主泥浆循环口6外侧的切削器刀盘1上均设有主返浆挡板7，每两排泥浆循环切削主刀4之间的切削器刀盘1上均设有一排泥浆循环切削副刀8，所述泥浆循环切削副刀8两侧对称设有副泥浆循环口9，所述副泥浆循环口9外侧的切削器刀盘1上均设有副返浆挡板10。副泥浆循环口9、副返浆挡板10的作用和主泥浆循环口6、主返浆挡板7相同，只是起到辅助作用，返浆及喷浆水主要是通过主泥浆循环口6。
本发明一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，通过在切削器刀盘中心位置设有十字钻头刀，十字钻头刀可以起到导向及切削作用，通过十字钻头刀可以使切削器刀盘上形成一个环形泥浆循环面，在两件三角刀头对应的切削器刀盘上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀，泥浆循环切削主刀两侧对称设有主泥浆循环口，在泥浆循环切削主刀将泥土切削后，盾构机内的高压泥水从主泥浆循环口喷出将切削下来的泥土变成泥浆，泥浆通过在切削器刀盘上循环后进入下侧主泥浆循环口，通过盾构机内的抽浆泵抽出，主泥浆循环口可以作为高压泥水的出口，也可以作为泥浆出口；本发明的核心在于，主泥浆循环口外侧的切削器刀盘上均设有主返浆挡板，通过主返浆挡板可以有效防止高压泥水从主泥浆循环口喷出后被快速分散而影响洗浆效率。从而解决了泥水平衡盾构施工中，泥浆循环返浆效率低的问题。
主返浆挡板7凸出于切削器刀盘1的高度小于泥浆循环切削主刀4凸出于切削器刀盘1的高度为1cm-3cm。主返浆挡板7低于泥浆循环切削主刀4，主要是为了防止主返浆挡板7影响泥浆循环切削主刀4的切削功能，主返浆挡板7主要起到导流作用，可以有效提高泥土切削后泥浆排出效率，从而提高盾构机的顶管效率，泥土切削后泥浆排出效率可以提高20-30％。
每排所述泥浆循环切削主刀4包括五套泥浆循环切削主刀4。在直径为1.2m-1.8m的切削器刀盘1上，一般设置五套泥浆循环切削主刀4比较合理。
所述泥浆循环切削副刀8为等腰三角刀。泥浆循环切削副刀8的结构如图4所示，侧面为三角结构，泥浆循环切削副刀8主要是起到搅拌作用，将泥浆循环切削主刀4切削下来的泥块搅拌成泥浆被抽出去。
副返浆挡板10凸出于切削器刀盘1的高度小于泥浆循环切削副刀8凸出于切削器刀盘1的高度为1cm-3cm。
一排所述泥浆循环切削副刀8包括三件泥浆循环切削副刀8。
所述切削器刀盘1外环面上与每排泥浆循环切削主刀4对应设有一件环面切削刀11。
所述环面切削刀11也为对称设置的两件直角梯形刀5构成。泥浆循环切削主刀4主要是辅助切削功能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，包括切削器刀盘(1)，其特征在于：所述切削器刀盘(1)中心位置设有十字钻头刀(2)，所述十字钻头刀(2)为相互垂直交叉连接的两件三角刀头(3)构成，在两件三角刀头(3)对应的切削器刀盘(1)上均布环绕设有四排泥浆循环切削主刀(4)，所述泥浆循环切削主刀(4)为对称设置的两件直角梯形刀(5)构成，泥浆循环切削主刀(4)两侧对称设有主泥浆循环口(6)，所述主泥浆循环口(6)外侧的切削器刀盘(1)上均设有主返浆挡板(7)，每两排泥浆循环切削主刀(4)之间的切削器刀盘(1)上均设有一排泥浆循环切削副刀(8)，所述泥浆循环切削副刀(8)两侧对称设有副泥浆循环口(9)，所述副泥浆循环口(9)外侧的切削器刀盘(1)上均设有副返浆挡板(10)。
2.根据权利要求1所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：所述主返浆挡板(7)凸出于切削器刀盘(1)的高度小于泥浆循环切削主刀(4)凸出于切削器刀盘(1)的高度为1cm-3cm。
3.根据权利要求1所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：每排所述泥浆循环切削主刀(4)包括五套泥浆循环切削主刀(4)。
4.根据权利要求1所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：所述泥浆循环切削副刀(8)为等腰三角刀。
5.根据权利要求4所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：所述副返浆挡板(10)凸出于切削器刀盘(1)的高度小于泥浆循环切削副刀(8)凸出于切削器刀盘(1)的高度为1cm-3cm。
6.根据权利要求5所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：一排所述泥浆循环切削副刀(8)包括三件泥浆循环切削副刀(8)。
7.根据权利要求1所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：所述切削器刀盘(1)外环面上与每排泥浆循环切削主刀(4)对应设有一件环面切削刀(11)。
8.根据权利要求7所述的一种便于提高返浆效率的顶管盾构机头装置，其特征在于：所述环面切削刀(11)也为对称设置的两件直角梯形刀(5)构成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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