CN110259469A - 盾构机及其盾构机刀盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机及盾构机刀盘，包括刀盘架，刀盘架的前工作面上设有刀盘面板，刀盘面板上设有连通刀盘架内外两侧的功能通孔，功能通孔用于其内的功能部件相对于刀盘架的伸出与回缩；刀盘架连接有与功能通孔相对应的切换装置，切换装置包括闸门驱动件和连接于闸门驱动件的闸门，闸门驱动件能够驱动闸门运动以打开对应的功能通孔或在功能部件回缩至闸门后侧后密封对应的功能通孔。通过切换装置的设置，当功能部件伸出对应的功能通孔时，闸门可以打开，不会影响功能部件的正常工作，当功能部件缩回刀盘架后，通过闸门驱动件可以控制闸门密封功能通孔，以实现刀盘架内的常压，能够提高工作人员施工的安全性，降低施工的风险。

Description

盾构机及其盾构机刀盘

技术领域

本发明涉及工程机械盾构机技术领域，具体涉及一种盾构机及其盾构机刀盘。

背景技术

目前，盾构机刀盘上设置有许多通孔，例如安装刀具的通孔，通孔连通刀盘的内外两侧。当工作人员需要对通孔中的刀具等部件进行人工操作时，如果通孔仍然连通刀盘内外两侧，压力影响会对工作人员的操作带来危险，施工风险较大。

因此，如何降低施工风险，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种盾构机刀盘，能够降低施工风险。本发明的另一目的是提供一种包括上述盾构机刀盘的盾构机，能够降低施工风险。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构机刀盘，包括刀盘架，所述刀盘架的前工作面上设有刀盘面板，所述刀盘面板上设有连通所述刀盘架内外两侧的功能通孔，所述功能通孔用于其内的功能部件相对于所述刀盘架的伸出与回缩；所述刀盘架连接有与所述功能通孔相对应的切换装置，所述切换装置包括闸门驱动件和连接于所述闸门驱动件的闸门，所述闸门驱动件能够驱动所述闸门运动以打开对应的所述功能通孔或在所述功能部件回缩至所述闸门后侧后密封对应的所述功能通孔。

优选地，所述功能通孔包括第一功能通孔，所述切换装置包括设于所述第一功能通孔处的第一切换装置，所述功能部件包括设于可伸缩筒钻装置中的用于切割基桩的旋转筒钻；所述旋转筒钻连接于旋转筒钻驱动件，以驱动所述旋转筒钻相对于所述刀盘架旋转以及相对于所述第一功能通孔伸出或回缩，所述旋转筒钻上设有用于容纳切割下的土芯的前端开口的容纳腔。

优选地，所述可伸缩筒钻装置还包括清渣驱动件和连接于所述清渣驱动件的清渣板，所述清渣板设于所述容纳腔中，所述清渣驱动件用于驱动所述清渣板在所述容纳腔中轴向移动，以推出所述容纳腔中的土芯。

优选地，所述可伸缩筒钻装置还包括套设于所述旋转筒钻外的伸缩外筒，所述伸缩外筒与旋转筒钻之间采用第一密封装置密封，且所述伸缩外筒能够与所述第一功能通孔密封配合。

优选地，所述可伸缩筒钻装置还包括固定于所述旋转筒钻后端的驱动杆，驱动杆连接于所述旋转筒钻驱动件，所述驱动杆中设有朝向前端开口的安装槽，所述清渣驱动件设于所述安装槽内，所述清渣板设于所述安装槽外侧。

优选地，所述可伸缩筒钻装置还包括套筒架，所述套筒架套设于所述驱动杆的外侧，所述套筒架的前端固定于所述第一切换装置，所述套筒架与所述驱动杆之间密封连接有限位套，所述限位套的前端固定于所述旋转筒钻，所述限位套上设有插接于所述套筒架上的防转槽中的防转块，所述防转槽沿轴向延伸，所述驱动杆的前端与所述旋转筒钻密封连接。

优选地，所述可伸缩筒钻装置可拆卸连接所述第一功能通孔。

优选地，还包括常压更换式刀具组件，所述功能通孔包括第二功能通孔，所述切换装置包括设于所述第二功能通孔处的第二切换装置，所述功能部件包括设于所述常压更换式刀具组件中的可拆卸式刀具，所述可拆卸式刀具能够相对于所述第二功能通孔轴向移动。

优选地，所述切换装置包括两个相对设置的闸门，所述闸门驱动件为夹持油缸，所述切换装置中的两个所述闸门分别连接于所述夹持油缸的两端。

一种盾构机，包括如上述任一项所述的盾构机刀盘。

本发明提供的盾构机刀盘，包括刀盘架，刀盘架的前工作面上设有刀盘面板，刀盘面板上设有连通刀盘架内外两侧的功能通孔，功能通孔用于其内的功能部件相对于刀盘架的伸出与回缩；刀盘架连接有与功能通孔相对应的切换装置，切换装置包括闸门驱动件和连接于闸门驱动件的闸门，闸门驱动件能够驱动闸门运动以打开对应的功能通孔或在功能部件回缩至闸门后侧后密封对应的功能通孔。

通过切换装置的设置，当功能部件伸出对应的功能通孔时，闸门可以打开，不会影响功能部件的正常工作，当功能部件缩回刀盘架后，通过闸门驱动件可以控制闸门密封功能通孔，以实现刀盘架内的常压，能够提高工作人员施工的安全性，降低施工的风险。

一种优选的设置方式中，功能部件包括设于可伸缩筒钻装置中的用于切割基桩的旋转筒钻，旋转筒钻连接于旋转筒钻驱动件，以驱动旋转筒钻相对于刀盘架旋转以及相对于第一功能通孔伸出或回缩，旋转筒钻上设有用于容纳切割下的土芯的前端开口的容纳腔。

通过旋转筒钻过桩，施工方法和过桩步骤简单，方便执行，可以有效减小对建筑物地基的扰动，开挖地基可以快速被支护起来，极大提高了盾构机在城市隧道建设中的过桩效率和安全性，无需操作人员需要带压进入开挖仓作业进行破拆作业，自动化程度高，开挖仓内压力稳定，安全系数高。

本发明提供的包括上述盾构机刀盘的盾构机，能够降低施工风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供盾构机刀盘的前面示意图；

图2为本发明所提供盾构机刀盘的侧面示意图；

图3为本发明所提供盾构机刀盘与基桩的位置关系示意图；

图4为图1的A-A向剖视图；

图5为图4的局部I放大示意图；

图6为本发明所提供盾构机刀盘中常压更换式刀具组件的刀具缩回示意图；

图7为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置打开时的轴侧示意图；

图8为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置打开时的前面示意图；

图9为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置打开时的俯视图；

图10为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置关闭时的轴侧示意图；

图11为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置关闭时的前面示意图；

图12为本发明所提供盾构机刀盘中切换装置关闭时的俯视图；

图13为本发明所提供盾构机刀盘中可伸缩筒钻装置的轴向剖视图；

图14为本发明所提供盾构机刀盘中旋转筒钻的前面示意图；

图15为本发明所提供盾构机刀盘中旋转筒钻的轴向剖视图；

图16为本发明所提供盾构机刀盘中伸缩外筒的轴向剖视图；

图17为本发明所提供盾构机刀盘中驱动杆的侧视图；

图18为本发明所提供盾构机刀盘中驱动杆的前面示意图；

图19为本发明所提供盾构机刀盘中驱动杆的轴侧图；

图20为本发明所提供盾构机刀盘中外筒法兰的前面示意图；

图21为图20的E-E向剖视图；

图22为本发明所提供盾构机刀盘中外筒法兰的轴侧图；

图23为本发明所提供盾构机刀盘中套筒架的前面示意图；

图24为本发明所提供盾构机刀盘中套筒架的侧视图；

图25为本发明所提供盾构机刀盘中套筒架的轴侧图；

图26为本发明所提供另一种盾构机刀盘中可伸缩筒钻装置的轴侧图；

图27为本发明所提供另一种盾构机刀盘中可伸缩筒钻装置的侧视图；

图28为本发明所提供另一种盾构机刀盘中可伸缩筒钻装置的轴向剖视图；

图29为本发明所提供另一种盾构机刀盘中旋转筒钻完全伸出时的轴侧图；

图30为本发明所提供另一种盾构机刀盘中旋转筒钻完全伸出时的侧视图；

图31为本发明所提供另一种盾构机刀盘中旋转筒钻完全伸出时的轴向剖视图；

图32为图31的局部D放大示意图；

图33为图31的C-C向剖视图；

图34为基桩被切断后的结构图。

图1至图34中所示：

1-刀盘架、101-箱体式辐臂、102-刀盘面板、103-加强筋板、104-刀具保护块、105-刀筒座、2-常压更换式刀具组件、201-安装座、202-可拆卸式刀具、203-刀具螺栓组、204-换刀组件、3-切换装置、301-闸门、302-夹持柄、303-夹持油缸、304-切换装置主体、305-限位条、4-带压更换式刀具、5-可伸缩筒钻装置、501-旋转筒钻、5011-金刚石钻头、5012-螺旋导流槽、502-伸缩外筒、5021-密封槽、5022-限位台阶、5023-螺纹孔、503-驱动杆、504-外筒法兰、505-法兰封板、506-清渣油缸、507-清渣板、508-油缸连接板、509-第一密封装置、510-法兰轴承、511-筒钻螺栓组、512-套筒架、5121-防转槽、513-油脂密封腔、514-油脂管路、515-第二密封装置、516-防转块、6-基桩、601-切削孔、7-旋转筒钻驱动件、701-筒钻旋转电机、702-筒钻线性油缸、703-导向防转块、704-电机套筒架、705-油脂、706-第三密封装置、707-注脂孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种盾构机刀盘，能够降低施工风险。本发明的另一核心是提供一种包括上述盾构机刀盘的盾构机，能够降低施工风险。

在本发明的描述中，需要说明的是，前、后分别为轴向上的两端，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，第一、第二仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明所提供盾构机刀盘的一种具体实施例中，如图1至图4所示，包括刀盘架1，刀盘架1上具体可以设置箱体式辐臂2、刀盘面板102、加强筋板103等部件。

箱体式辐臂2中间为密封腔体，优选通过钢板焊接而成。可选地，箱体式辐臂2的宽度可以由前至后逐渐缩小，形成倒锥形结构。可选地，所有箱体式辐臂2可以沿周向均布在刀盘架1上。

刀盘面板102设置在刀盘架1的前工作面上。刀盘面板102上按一定规律设置有若干个刀具安装孔、冲刷孔以及磨损检测等辅助件安装孔。刀盘面板102上设置有功能通孔，连通刀盘架的内外两侧，具体可以为连接箱体式辐臂的内外两侧。功能通孔用于其内的功能部件相对于刀盘架1的伸出与回缩，例如，功能部件可以包括刀具，刀具能够伸出与缩回对应的功能通孔。刀盘架1连接有与功能通孔相对应的切换装置3，该切换装置3包括闸门驱动件和连接于闸门驱动件的闸门301，闸门驱动件能够驱动闸门301运动以打开对应的功能通孔或者在功能部件回缩至闸门301后侧后密封对应的功能通孔。

通过切换装置3的设置，当功能部件伸出对应的功能通孔时，闸门301可以打开，不会影响功能部件的正常工作，当功能部件缩回刀盘架1后，通过闸门驱动件可以控制闸门301密封功能通孔，以实现刀盘架1内的常压，能够提高工作人员施工的安全性，降低施工的风险。

其中，优选地，在刀盘面板102上，未开孔部位可以增焊有合金耐磨块或耐磨条，以提高刀盘面板102的强度。

另外，盾构机刀盘上还可以设置加强筋板103。加强筋板103具体可以包括环向筋板和周边筋板，以提高刀盘架1整体强度。其中，环向筋板可以为与刀盘架1的中心同心的圆环状板，通过焊接或者其他方式与各个箱体式辐臂2固定连接。周边筋板可以通过焊接或者其他固定方式在刀箱内以及环向筋板之间。

在上述任一实施例的基础上，功能通孔可以包括第一功能通孔，相应地，切换装置3包括设于第一功能通孔处的第一切换装置(图未示)，功能部件可以包括设于可伸缩筒钻装置5中的旋转筒钻501，旋转筒钻501用于切割基桩6。该旋转筒钻501连接于旋转筒钻驱动件7，以驱动旋转筒钻501相对于刀盘架1旋转以及相对于第一功能通孔伸出或回缩。旋转筒钻501上设有容纳腔且容纳腔的前端开口，以容纳切割下的土芯。

其中，优选地，如图14所示，容纳腔可以为倒锥形空腔，后端为小径端，前端为大径端，以使容纳腔形成拔模斜度，便于对基桩6的切割。当然，在其他实施例中，容纳腔也可以为柱状空腔。

其中，优选地，旋转筒钻501可以设置在箱体式辐臂2内部。

其中，优选地，如图14和图15所示，旋转筒钻501的前端还可以设置螺旋状的金刚石钻头5011，且旋转筒钻501的容纳腔的前端内壁可以设置螺旋导流槽5012，以提高切割基桩6的效率。

其中，优选地，旋转筒钻驱动件7可以信号连接于盾构机控制器。

在过桩时，第一功能通孔上对应设置的第一切换装置中的闸门打开，旋转筒钻501对准基桩6上设定的切割位置，旋转筒钻驱动件7驱动旋转筒钻501转动以及向前伸出第一功能通孔，旋转筒钻501边运动边可对基桩6进行切割，切下的土芯被收入容纳腔中。在不需要切割基桩6时，旋转筒钻501回缩，第一功能通孔上对应设置的第一切换装置中的闸门关闭，密封第一功能通孔，以保证第一功能通孔处的密封性能。

目前，盾构机在面对密集基桩群、暗桩等难以从地面上直接拔出的基桩6时，均是采用人工进入掌子面进行破除清理，这样不仅工作量大、效率低，影响工期，而且风险较大，对工作人员人身安全构成极大的威胁。而本实施例中，通过旋转筒钻501过桩，施工方法和过桩步骤简单，方便执行，可以有效减小对建筑物地基的扰动，开挖地基可以快速被支护起来，极大提高了盾构机在城市隧道建设中的过桩效率和安全性，无需操作人员需要带压进入开挖仓作业进行破拆作业，自动化程度高，开挖仓内压力稳定，安全系数高。

进一步地，该可伸缩筒钻装置5还可以包括清渣驱动件和连接于清渣驱动件的清渣板507，清渣板507设于容纳腔中，清渣驱动件用于驱动清渣板507在容纳腔中轴向移动，以推出容纳腔中的土芯。

其中，可选地，清渣驱动件可以为清渣油缸506，当然，在其他实施例中，清渣驱动件还可以为清渣电机等驱动装置。

清渣板507与清渣驱动件的设置可以使旋转筒钻501能够反复使用，从而对基桩6上不同的位置进行切割。对于较宽的基桩6，在进行一次切割后，通过清渣板507将容纳腔内的土芯推出，然后进行下一个切割位置的切割，直至将基桩6完全切断。如图34所示，通过两次切割将基桩6切断。

在上述实施例的基础上，可伸缩筒钻装置5还可以包括套设在旋转筒钻501外侧的伸缩外筒502，伸缩外筒502与旋转筒钻501之间采用第一密封装置509密封。伸缩外筒502能够与第一功能通孔密封配合，具体指伸缩外筒502存在伸入于第一功能通孔的部分时，与第一功能通孔相密封。

其中，具体地，该第一密封装置509为套设在旋转筒钻501上的密封条，相应地，该伸缩外筒502的内壁上可以设置用于对密封条进行限位的密封槽5021，密封条与旋转筒钻501和伸缩外筒502可以均为过盈配合。

其中，具体地，伸缩外筒502为桶形结构，在外表面上可以设置限位台阶5022，具体可以用于与第一功能通孔的孔壁台阶面配合，以限制伸缩外筒502可伸出第一功能通孔的最大长度。

其中，优选地，金刚石钻头5011的切削直径可以略大于伸缩外筒502前端的外径，且金刚石钻头5011位于伸缩外筒502之前，以避免伸缩外筒502与基桩6发生撞击，同时可以通过金刚石钻头5011对伸缩外筒502的限位作用保证伸缩外筒502能够与旋转筒钻501同步回缩。

通过伸缩外筒502的设置，可以避免旋转筒钻501与第一功能通孔之间的磨损，能够延长旋转筒钻501的使用寿命。

在上述实施例的基础上，可伸缩筒钻装置5还可以包括固定在旋转筒钻501的后端的驱动杆503，驱动杆503连接于旋转筒钻驱动件7。驱动杆503中设有朝向前端开口的安装槽，清渣驱动件设于安装槽内，清渣板507设于安装槽外侧，可以为清渣板的安装提供可靠的支撑。

其中，优选地，清渣板507能够盖合驱动杆503的前端口，以避免土芯进入驱动杆503中。

其中，可选地，清渣油缸506的油缸座固定连接清渣板507，活塞杆固定连接油缸连接板508，油缸连接板508与驱动杆503的后端固定连接。可选地，驱动杆503的后端设有用于与油缸连接板508连接的预留螺栓孔，驱动杆503、活塞杆与油缸连接板508可以通过筒钻螺栓组固定连接。相应地，旋转筒钻501的后端面上可以设置供清渣油缸506伸缩的预留孔和用于连接驱动杆503的螺栓孔。

在上述任一实施例的基础上，可伸缩筒钻装置5还可以包括套筒架512，套筒架512套设于驱动杆503的外侧，套筒架512的前端固定于第一切换装置，套筒架512与驱动杆503之间密封连接有限位套，限位套的前端固定于旋转筒钻501，限位套上设有插接于套筒架512上的防转槽中的防转块，防转槽沿轴向延伸，驱动杆503的前端与旋转筒钻501密封连接。

其中，优选地，限位套具体可以包括设置在驱动杆503的外侧的法兰轴承510、设置在法兰轴承510外侧的外筒法兰504以及设置在法兰轴承510后端的法兰封板505。外筒法兰504的前端与伸缩外筒502的后端固定连接，具体可以通过筒钻螺栓组连接。外筒法兰504与法兰封板505通过筒钻螺栓组或者其他方式固定连接并形成轴承限位槽，外筒法兰504的前端设有挡板以对法兰轴承510的前端面进行限位，法兰轴承510的后端面采用法兰封板505进行限位。其中，法兰轴承510的内圈与驱动杆503相固定，外圈与外筒法兰504相固定。另外，外筒法兰504与法兰封板505上可以均设置防转块。

其中，限位套与驱动杆503之间的密封连接可以通过法兰轴承510与驱动杆503过盈配合实现。对于限位套与套筒架512之间的密封连接，具体地，限位套可以密封连接在伸缩外筒502上，伸缩外筒502的后端插入套筒架512的前端且与套筒架512密封配合。此时，由于驱动杆503与旋转筒钻501密封连接，旋转筒钻501与伸缩外筒502密封连接，且限位套与驱动杆503密封连接，伸缩外筒502中位于驱动杆503与旋转筒钻501的连接处、限位套之间的空间形成油脂密封腔513，在该油脂密封腔513中充入油脂，以进一步提高密封性能。另外，根据法兰轴承510相对于驱动杆503的轴向位置可以调节油脂密封腔513的大小。

其中，具体地，套筒架512的后端可以固定连接在旋转筒钻驱动件7的壳体上或者刀盘架1上的其他位置上。

其中，进一步地，第一功能通孔与伸缩外筒502之间也可以设置限转结构以限制伸缩外筒502的转动。

其中，优选地，套筒架512上还可以设置沟槽结构，以减重。

旋转筒钻501工作时，驱动杆503与旋转筒钻501自转同时轴向朝向第一功能通孔外侧伸出，在防转槽对防转块516的限位下，外筒法兰504与法兰封板505不会相对于驱动杆503转动，但是在旋转筒钻501与伸缩外筒502的密封连接以及限位套与驱动杆503的连接关系的限位下，限位套与伸缩外筒502随旋转筒钻501同步进行轴向运动。

通过防转块516的设置，可以对伸缩外筒502的运动形式进行限制，能够减少伸缩外筒502与第一功能通孔之间的磨损。

在上述任一实施例的基础上，可伸缩筒钻装置5可以可拆卸连接第一功能通孔，从而进行可伸缩筒钻装置5的维修。其中，在拆卸时，可以先将第一切换装置的闸门关闭。

在上述任一实施例的基础上，旋转筒钻驱动件7可以为驱动电机，驱动杆503可以通过若干个丝杠螺母副与驱动电机相连接，从而能够带动驱动杆503转动的同时轴向移动。

具体地，旋转筒钻驱动件7为旋转电机，驱动杆503的外表面可以设有外螺纹，即驱动杆503为螺杆，相应地，该旋转电机的输出轴上设有与驱动杆503的外螺纹相配合的内螺纹，通过旋转电机输出轴的转动驱动驱动杆503转动且同时进行直线运动。

在另一种具体实施例中，如图26至图33所示，旋转筒钻驱动件7包括：连接于旋转筒钻501的筒钻旋转驱动源，具体可以为筒钻旋转电机701；连接于筒钻旋转驱动源的筒钻直线驱动源，具体可以为筒钻线性油缸702，便于安装。在过桩过程中，由筒钻旋转驱动源驱动旋转筒钻501转动，由筒钻直线驱动源带动筒钻旋转驱动源与旋转筒钻501同时进行轴向的直线运动。

其中，可选地，旋转筒钻501可以为单筒结构，而并非上述实施例中旋转筒钻501与伸缩外筒502构成的内外双筒结构。

其中，可选地，筒钻线性油缸702可以为多级液压油缸。具体地，多级液压油缸的油缸座根据实际工况可以固定连接在在刀盘面内侧，需保证油缸轴线与旋转筒钻501中心线平行。

其中，优选地，筒钻旋转电机701的壳体上可以设置导向防转块703，刀盘面板上固定有电机套筒架704，该导向防转块703可以与电机套筒架704的导向防转槽5121滑动配合，导向防转槽5121沿轴向延伸，从而对筒钻旋转电机701的壳体限转。另外，筒钻线性油缸702可以直接连接在导向防转块703上。

其中，优选地，旋转筒钻501与第一功能通孔之间可以通过油脂动密封实现密封。

在上述实施例的基础上，盾构机刀盘中具体可以包括常压更换式刀具组件2，功能通孔包括第二功能通孔，切换装置3包括设于第二功能通孔处的第二切换装置，功能部件包括设于常压更换式刀具组件2中的可拆卸式刀具202，可拆卸式刀具202能够相对于第二功能通孔轴向移动。

其中，具体地，如图6至图12所示，常压更换式刀具组件2具体可以由安装座201、可拆卸式刀具202、刀具螺栓组、换刀组件204等部件组成。

第二功能通孔中可以固定连接筒状的刀筒座105，刀筒座105的后端连接第二切换装置，刀筒座105与安装座201上的刀具安装孔同心。优选的，刀筒座105焊接在刀盘面板102的第二功能通孔的内侧。筒状的安装座201的前端连接第二切换装置的后端，安装座201后端连接换刀组件204与刀盘架1上的刀座。可拆卸式刀具202与安装座201通过刀具螺栓组或者其他方式固定连接。可选地，安装座201可以通过螺栓组固定连接在第二切换装置的连接法兰上。

对于第二切换装置，在其他实施例中，也可以直接连接于第二功能通孔，而不是与刀筒座105连接。

其中，优选地，刀盘面板102上可以固定连接刀具保护块104，具体可以焊接连接。更具体地，刀具保护块104可以为与第二功能通孔同心的环状结构，刀具可以经第二功能通孔、刀具保护块104的通孔向前伸出。刀具保护块104位于第二功能通孔的周边，可以对刀具进行保护。

其中，可拆卸式刀具可以连接于伸缩驱动件，该伸缩驱动件连接于盾构机控制器。

在需要拆卸可拆卸刀具时，控制可拆卸式刀具相对于第二功能通孔缩回，第二切换装置中的闸门301关闭以密封第二功能通孔，可在常压下对该可拆卸式刀具202进行检修更换。

当然，该盾构机刀盘还可以包括若干个带压更换式刀具4，可选地，带压更换式刀具4通过螺栓组或者其他方式固定连接在箱体式辐臂2周向上两侧的加强筋板103上。根据盾构机掘进要求，工作人员带压进舱对带压更换式刀具4进行检修更换。

在上述任一实施例的基础上，切换装置3包括两个相对设置的闸门301，闸门驱动件为夹持油缸303，切换装置3中的两个闸门301分别连接于夹持油缸303的两端，通过夹持油缸303的活塞杆运动即可实现两个闸门301的靠近与远离，操作方便。

其中，具体地，闸门301上可以通过焊接、螺栓连接等方式固定有夹持柄302，夹持柄302与夹持油缸303固定连接。

其中，优选地，刀盘架1上还可以设置限位条305，当闸门301关闭时，采用限位条305对夹持油缸303进行限位。

其中，可选地，切换装置3可以固定连接在箱体式辐臂2上。

以第二切换装置为例，盾构机掘进时，闸门301常开，当需要对常压可拆卸式刀具202进行检修更换时，夹持油缸303夹住夹持柄302，同时缓慢拔出可拆卸式刀具202。当可拆卸式刀具202朝向闸门301运动时，夹持油缸303开始收缩，使闸门301关闭，需要推出刀具时，逆向动作实现。

另外，以上各个实施例中的各种驱动设备均可以连接于盾构机控制器，由盾构机控制器进行统一控制。

本发明所提供盾构机刀盘的一种具体实施例中，包括刀盘架1、常压更换式刀具组件2、切换装置3、带压更换式刀具4、旋转筒钻501、旋转筒钻驱动件7以及其他辅助设施。另外，在刀盘的所有对密封有要求的部位，均采用密封及辅助系统密封。油缸、电机等的工作均由相应的辅助设实施完成。

对于该盾构机刀盘的一种使用过程中：

A)工作人员可在箱体式辐臂2内对常压可更换刀具组件进行检修更换，施工风险低；

B)当盾构机需要穿过基桩6时，刀盘停止转动，工作人员进入箱体式辐臂2内，根据基桩6位置，换下不同点位的可常压更换刀具，装上旋转筒钻501和旋转筒钻驱动件7，启动旋转筒钻驱动件7，旋转筒钻501对基桩6进行切割，操作简单，效率高。当第一道切割完成之后，刀盘旋转一定角度后，进行第二道切割，依此类推，对基桩6进行多重切割，直到被切除完成后，所有旋转筒钻501缩回，更换为可常压更换刀具。

可见，该实施例所提供的盾构机刀盘，所有箱体式辐臂2工作面上设置的常压可更换式刀具与旋转筒钻501可分别实现来回切换，不仅保证操作人员可在常压下对刀具进行检修更换，而且通过切换不同点位的旋转筒钻501，实现对开完面内基桩6的快速切割清除，从而提高盾构施工效率、降低施工风险、降低施工成本。

除了上述盾构机刀盘，本发明还提供了一种盾构机，该盾构机包括盾构机刀盘，具体可以为以上任一实施例中提供的盾构机刀盘，有益效果可以相应参考以上各个实施例。该盾构机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的盾构机及盾构机刀盘进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种盾构机刀盘，其特征在于，包括刀盘架(1)，所述刀盘架(1)的前工作面上设有刀盘面板(102)，所述刀盘面板(102)上设有连通所述刀盘架(1)内外两侧的功能通孔，所述功能通孔用于其内的功能部件相对于所述刀盘架(1)的伸出与回缩；所述刀盘架(1)连接有与所述功能通孔相对应的切换装置(3)，所述切换装置(3)包括闸门驱动件和连接于所述闸门驱动件的闸门(301)，所述闸门驱动件能够驱动所述闸门(301)运动以打开对应的所述功能通孔或在所述功能部件回缩至所述闸门(301)后侧后密封对应的所述功能通孔。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述功能通孔包括第一功能通孔，所述切换装置(3)包括设于所述第一功能通孔处的第一切换装置，所述功能部件包括设于可伸缩筒钻装置(5)中的用于切割基桩(6)的旋转筒钻(501)；所述旋转筒钻(501)连接于旋转筒钻驱动件(7)，以驱动所述旋转筒钻(501)相对于所述刀盘架(1)旋转以及相对于所述第一功能通孔伸出或回缩，所述旋转筒钻(501)上设有用于容纳切割下的土芯的前端开口的容纳腔。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述可伸缩筒钻装置(5)还包括清渣驱动件和连接于所述清渣驱动件的清渣板(507)，所述清渣板(507)设于所述容纳腔中，所述清渣驱动件用于驱动所述清渣板(507)在所述容纳腔中轴向移动，以推出所述容纳腔中的土芯。

4.根据权利要求3所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述可伸缩筒钻装置(5)还包括套设于所述旋转筒钻(501)外的伸缩外筒(502)，所述伸缩外筒(502)与旋转筒钻(501)之间采用第一密封装置(509)密封，且所述伸缩外筒(502)能够与所述第一功能通孔密封配合。

5.根据权利要求4所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述可伸缩筒钻装置(5)还包括固定于所述旋转筒钻(501)后端的驱动杆(503)，驱动杆(503)连接于所述旋转筒钻驱动件(7)，所述驱动杆(503)中设有朝向前端开口的安装槽，所述清渣驱动件设于所述安装槽内，所述清渣板(507)设于所述安装槽外侧。

6.根据权利要求5所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述可伸缩筒钻装置(5)还包括套筒架(512)，所述套筒架(512)套设于所述驱动杆(503)的外侧，所述套筒架(512)的前端固定于所述第一切换装置，所述套筒架(512)与所述驱动杆(503)之间密封连接有限位套，所述限位套的前端固定于所述旋转筒钻(501)，所述限位套上设有插接于所述套筒架(512)上的防转槽中的防转块(516)，所述防转槽沿轴向延伸，所述驱动杆(503)的前端与所述旋转筒钻(501)密封连接。

7.根据权利要求2所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述可伸缩筒钻装置(5)可拆卸连接所述第一功能通孔。

8.根据权利要求1至7任一项所述的盾构机刀盘，其特征在于，还包括常压更换式刀具组件(2)，所述功能通孔包括第二功能通孔，所述切换装置(3)包括设于所述第二功能通孔处的第二切换装置，所述功能部件包括设于所述常压更换式刀具组件(2)中的可拆卸式刀具(202)，所述可拆卸式刀具(202)能够相对于所述第二功能通孔轴向移动。

9.根据权利要求8所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述切换装置(3)包括两个相对设置的闸门(301)，所述闸门驱动件为夹持油缸(303)，所述切换装置(3)中的两个所述闸门(301)分别连接于所述夹持油缸(303)的两端。

10.一种盾构机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的盾构机刀盘。