CN111472795B - 硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法，刀具更换装置包括：安装于盾构壳体内的下部运输轨道，下部运输轨道从盾构壳体的尾部铺设至刀盘处；安装于盾构壳体内且位于上部的人行闸，内部形成有密闭空间，人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，前侧门对应刀盘设置，后侧门对应盾构壳体的尾部设置；安装于盾构壳体内并对应后侧门设置的上部运输轨道，上部运输轨道从盾构壳体的尾部铺设至后侧门处；以及安装于人行闸内的转运轨道，转运轨道从后侧门铺设至前侧门处。本发明的刀具更换装置具有两条运输路线，保证常压换刀的工作效率，解决含水硬岩地层换刀作业的难题，加快换刀时间，避免增加施工安全风险。

Description

硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法

技术领域

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法。

背景技术

盾构掘进施工广泛应用于地铁、大直径隧道、地下管路等工程，盾构施工过程中，特别是在硬岩地层中，盾构刀盘上的刀具难免发生磨损，磨损的刀具需要及时进行更换，在更换时需要将新的刀具运送到刀盘处，以进行刀具更换作业。

现有盾构中设有下部运输轨道，用于将新的刀具从盾构壳体的尾部运送到头部，但对于含水硬岩地层，盾构壳体内部会有积水，进而导致该下部运输轨道无法正常使用，给刀具的运送带来了困难，现有技术中通常采用人工搬运的方式进行刀具更换，但存在时间长的缺陷，由于盾构在更换刀具时是停机作业，若停机时间较长将会增加盾构施工的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法，解决现有的含水硬岩地层中盾构内的下部运输轨道无法使用而给刀具更换带来困难的问题以及人工搬运存在时间长，增加施工安全风险的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，所述盾构包括盾构壳体，所述盾构壳体具有相对的头部和尾部，所述盾构壳体的头部处安装有刀盘；所述刀具更换装置包括：

安装于所述盾构壳体内的下部运输轨道，所述下部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述刀盘处；

安装于所述盾构壳体内且位于上部的人行闸，内部形成有密闭空间，所述人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，所述前侧门对应所述刀盘设置，所述后侧门对应所述盾构壳体的尾部设置；

安装于所述盾构壳体内并对应所述后侧门设置的上部运输轨道，所述上部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述后侧门处；以及

安装于所述人行闸内的转运轨道，所述转运轨道从所述后侧门铺设至所述前侧门处。

本发明的刀具更换装置具有两条运输路线，一个是下部运输轨道，另一个是上部运输轨道及转运轨道，在盾构于硬岩地层施工时，利用下部运输轨道向刀盘运送新的刀具，在盾构于含水硬岩地层施工时，利用上部运输轨道及转运轨道向刀盘运送新的刀具，保证常压换刀的工作效率，解决含水硬岩地层换刀作业的难题，加快换刀时间，避免增加施工安全风险。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述上部运输轨道包括第一轨道段和第二轨道段；

所述第一轨道段对应所述后侧门设置，且所述第一轨道段位于所述第二轨道段的上方，所述第一轨道段远离所述后侧门的端部有部分与所述第二轨道段相重合；

所述第二轨道段远离所述第一轨道段的端部设于所述盾构壳体的尾部处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述第一轨道段上滑设有提拉机构，所述提拉机构可沿所述第一轨道段进行滑移，所述提拉机构还可将所述第二轨道段上运送的刀具提起并经过滑移而送至所述人行闸的后侧门处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述转运轨道包括第一斜向滑架、第二斜向滑架、支撑柱以及横向滑架；

所述第一斜向滑架通过所述支撑柱支设于所述人行闸内，且所述第一斜向滑架呈倾斜状，所述第一斜向滑架的一端位于所述前侧门处，另一端位于所述后侧门处；

所述第二斜向滑架的一端与所述第一斜向滑架位于所述后侧门处的端部相铰接，所述第二斜向滑架的另一端与所述后侧门固定连接，在所述后侧门开关的过程中，所述第二斜向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述后侧门上或者收置于所述人行闸内；

所述横向滑架固定连接于所述前侧门上，所述横向滑架的端部与所述第一斜向滑架位于所述前侧门的端部相铰接，在所述前侧门开关的过程中，所述横向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述前侧门上或者收置于所述人行闸内。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述下部运输轨道包括靠近刀盘设置的前段轨道和靠近所述盾构壳体的尾部设置的后段轨道，所述后段轨道的高度高于所述前段轨道的高度，且所述后段轨道与所述前段轨道对应的端部有部分相重合。

本发明还提供了一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，所述盾构包括盾构壳体，所述盾构壳体具有相对的头部和尾部，所述盾构壳体的头部处安装有刀盘；所述刀具更换方法包括如下步骤：

提供下部运输轨道，将所述下部运输轨道安装于所述盾构内，且所安装的下部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述刀盘处；

提供人行闸，所述人行闸内部形成有密闭空间，所述人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，将所述人行闸安装于所述盾构壳体内并位于上部，将所述人行闸的前侧门对应所述刀盘设置，将所述后侧门对应所述盾构壳体的尾部设置；

提供上部运输轨道，将所述上部运输轨道安装于所述盾构壳体内并对应所述后侧门设置，将所述上部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述后侧门处；

提供转运轨道，将所述转运轨道安装于所述人行闸内并从所述后侧门铺设至所述前侧门处；

在所述盾构于硬岩地层掘进施工时，利用所述下部运输轨道向所述刀盘运送刀具以实现更换所述刀盘上的刀具；

在所述盾构于含水硬岩地层掘进施工时，利用所述上部运输轨道和所述转运轨道向所述刀盘运送刀具以实现更换所述刀盘上的刀具。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法的进一步改进在于，提供上部运输轨道的步骤包括：

提供第一轨道段，将所述第一轨道段对应所述后侧门设置；

提供第二轨道段，将所述第二轨道段对应所述第一轨道段远离所述后侧门的端部设置，且所述第二轨道段与所述第一轨道段有部分相重合，将所述第二轨道段设于所述第一轨道段的下方，所述第二轨道段远离所述第一轨道段的端部设于所述盾构壳体的尾部处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法的进一步改进在于，还包括：

提供提拉机构，将所述提拉机构滑设于所述第一轨道段上，利用所述提拉机构将所述第二轨道段上运送的刀具提起并沿所述第一轨道段滑移而送至所述人行闸的后侧门处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法的进一步改进在于，提供转运轨道的步骤包括：

提供第一斜向滑架和支撑柱，将所述第一斜向滑架通过所述支撑柱支设于所述人行闸内，并将所述第一斜向滑架倾斜设置使得所述第一斜向滑架的一端位于所述前侧门处，另一端位于所述后侧门处；

提供第二斜向滑架，将所述第二斜向滑架的一端与所述第一斜向滑架位于所述后侧门处的端部相铰接，将所述第二斜向滑架的另一端与所述后侧门固定连接，在所述后侧门开关的过程中，所述第二斜向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述后侧门上或者收置于所述人行闸内；

提供横向滑架，将所述横向滑架固定连接于所述前侧门上，并将所述横向滑架的端部与所述第一斜向滑架位于所述前侧门的端部相铰接，在所述前侧门开关的过程中，所述横向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述前侧门上或者收置于所述人行闸内。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法的进一步改进在于，提供下部运输轨道的步骤包括：

提供前段轨道，将所述前段轨道靠近刀盘设置并支设于所述盾构壳体内；

提供后段轨道，将所述后段轨道靠近所述盾构壳体的尾部设置并支设于所述盾构壳体内，令所述后段轨道的支设高度高于所述前段轨道的高度，并令所述后段轨道与所述前段轨道对应的端部有部分相重合。

附图说明

图1为本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置安装于盾构上的剖视图。

图2为本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置中人行闸内的转运轨道的结构示意图。

图3为本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置利用下部运输轨道向刀盘运送刀具的结构示意图。

图4为图3中下部运输轨道运送刀具的结构放大示意图。

图5为本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置利用上部运输轨道及转运轨道向刀盘运送刀具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法，适用于硬岩地层及含水硬岩地层的盾构施工，为盾构提供刀具运输功能。本发明利用下部运输轨道可在硬岩地层为刀盘运输新的刀具并将刀盘上更换下来的已经磨损的刀具从盾构内运出，下部运输轨道使得整个换刀流程更加安全、简单和高效，解决了盾构内部空间小，运输刀具操作繁琐以及人工消耗大的问题。在盾构于含水硬岩地层施工时，盾构壳体内有积水而使得下部运输轨道无法使用，此时可通过上部运输轨道及转运轨道将刀具运送到刀盘处进行刀具更换，并将更换下来的已经磨损的刀具从盾构内运出。利用上部运输轨道及转运轨道解决含水硬岩地层换刀作业难题，保证常压换刀的工作效率。且盾构壳体上部设置的人行闸使得施工人员可以进行带压操作更换刀具。下面结合附图对本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置安装于盾构上的剖视图。参阅图3，显示了本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置利用下部运输轨道向刀盘运送刀具的结构示意图。下面结合图1和图3，对本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法进行说明。

如图1和图3所示，本发明的硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置用于为盾构运送刀具，以实现对刀盘上的刀具的更换，盾构10包括盾构壳体101，该盾构壳体101具有相对的头部1011和尾部1012，盾构壳体101的头部1011处安装有刀盘103，该刀具更换装置包括下部运输轨道21、人行闸23、上部运输轨道22以及转运轨道24；下部运输轨道21安装于盾构壳体101内，较佳地该下部运输轨道21安装在盾构壳体101的底部，该下部运输轨道21从盾构壳体101的尾部1012铺设至刀盘103处，该下部运输轨道21用于将新的刀具从尾部1012运送到刀盘103处以进行换刀作业，在更换好刀具后，将更换下来的已经磨损的刀具从刀盘103处运送至尾部1012处进而从盾构内运出。人行闸23安装于盾构壳体101内且位于上部，该人行闸23的内部形成有密闭空间，用于为施工人员提供行走空间，使得施工人员通过人行闸23可进入到刀盘103处进行换刀作业。该人行闸23具有相对设置的前侧门231和后侧门232，该前侧门231和后侧门232均密封安装在人行闸23上，该前侧门231对应刀盘103设置，也即前侧门231面对刀盘103，施工人员可通过前侧门231进入到刀盘103处；后侧门232对应盾构壳体101的尾部1012设置，也即该后侧门232面对尾部1012。上部运输轨道22安装于盾构壳体101内并对应盾构壳体101的后侧门232设置，较佳地该上部运输轨道22安装于盾构壳体101的上部，该上部运输轨道22从盾构壳体101的尾部1012铺设至后侧门232处；结合图2所示，转运轨道24安装于人行闸23内，该转运轨道24从人行闸23的后侧门232铺设至前侧门231处。

本发明的硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置安装于盾构壳体内，为盾构换刀作业提供了两条运输刀具的路径，一条位于盾构壳体的底部，另一台位于盾构壳体的上部，位于盾构壳体底部的下部运输轨道适用于硬岩地层的刀具运输，位于盾构壳体上部的上部运输轨道适用于含水硬岩地层的刀具运输，为盾构常压换刀提供运送新的刀具并将更换下来的旧刀具运出，保证了常压换刀的工作效率，节省了盾构的停机时间，避免盾构长时间停机存在施工安全风险。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，上部运输轨道22包括第一轨道段221和第二轨道段222，结合图2和图5所示，该第一轨道段221对应人行闸23的后侧门232设置，且该第一轨道段221位于第二轨道段222的上方，该第一轨道段221远离后侧门232的端部有部分与第二轨道段222相重合；第二轨道段222远离第一轨道段221的端部设于盾构壳体101的尾部1012处。利用第一轨道段221和第二轨道段222相重合的部分可将运输的刀具从第二轨道段222转运到第一轨道段221上，进而通过第一轨道段221将刀具运送到人行闸23内。较佳地，第一轨道段221和第二轨道段222均固定连接于盾构壳体101上，在安装第一轨道段221和第二轨道段222时应避开盾构壳体101上的推进油缸105。

进一步地，第一轨道段221上滑设有提拉机构，该提拉机构可沿第一轨道段221进行滑移，该提拉机构还可将第二轨道段222上运送的刀具提起并经过滑移而送至人行闸23的后侧门232处。较佳地，第一轨道段221为工字钢，在该工字钢的底部滑设一安装架，该安装架卡套在工字钢的下翼缘板板且设有滚轮，通过滚轮沿下翼缘板移动而实现沿工字钢滑移。提拉机构固定连接在安装架上，该提拉机构较佳为手拉葫芦，利用手拉葫芦连接第二轨道段222上的刀具，进而将该刀具提起，而后向前移动安装架带着手拉葫芦与刀具一起向着人行闸23移动，进而将刀具运送到人行闸23内。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，转运轨道24包括第一斜向滑架241、第二斜向滑架242、支撑柱243以及横向滑架244，该第一斜向滑架241通过底部设置的支撑柱243而支设于人行闸23内，支撑柱243立设在人行闸23的底板上，第一斜向滑架241呈倾斜状设置，一端位于前侧门231处，另一端位于后侧门232处；该第一斜向滑架241位于后侧门232处的端部与第二斜向滑架242铰接，使得该第二斜向滑架242可绕着铰接处进行转动，在后侧门232开关的过程中，该第二斜向滑架242可绕着铰接处转动从而支设于后侧门232上或者收置于人行闸23内；第二斜向滑架242远离第一斜向滑架241的端部固定连接在后侧门232上，该后侧门232的底部铰接于人行闸23的底板，使得该后侧门232可向外翻折打开从而后侧门232呈水平状，这样打开后的后侧门232上的第二斜向滑架242的倾斜角度与第一斜向滑架241的倾斜角度相一致，且该后侧门232上第二斜向滑架242与第一轨道段221相对应，使得第一轨道段221上吊运的刀具30可直接落放到第二斜向滑架242上。较佳地，第二斜向滑架242的端部通过另一支撑柱243固定连接于后侧门232上。横向滑架244固定连接在前侧门231上，该前侧门231的底部较佳于人行闸23的底板上，使得该前侧门231也可向外翻折打开从而该前侧门可呈水平状。横向滑架244的端部与第一斜向滑架241对应的端部相铰接，该横向滑架244可绕着铰接的端部转动，在前侧门开关的过程中，该横向滑架244可绕着铰接处转动从而支设于前侧门231上或者收置于人行闸23内；在前侧门231打开的过程中，横向滑架244绕着与第一斜向滑架241铰接的端部转动而成水平状，该前侧门231打开后，前侧门231的顶部置于人行闸23前部的空舱102处，进而刀具可沿着横向滑架244直接运送到空舱102处，进而由空舱102再进入到刀盘103处。

较佳地，第一斜向滑架241、第二斜向滑架242以及横向滑架244为采用钢管连接而成的框架，包括一对纵向钢管和支撑连接于一对纵向钢管之间的多个横向钢管。刀具30较佳为滚刀，该滚刀的两侧有向外凸出的刀轴，在运送滚刀时，将滚刀上的刀轴放置于一对纵向钢管上，从而利用刀轴将滚刀架设在该框架上，进而向前推动滚刀，实现滚刀沿着框架向前运输。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1和图4所示，下部运输轨道21包括靠近刀盘103设置的前段轨道211和靠近尾部1012设置的后段轨道212，该后段轨道212的高度高于前段轨道211的高度，且后段轨道212与前段轨道211对应的端部有部分相重合。较佳地，后段轨道212设于主驱动107和拼装机11的下方，该后段轨道212不会影响拼装机11拼装管片。

具体地，后段轨道212包括立设于盾构壳体101底部的立杆、安装在立杆顶部的滑轨以及滑设于滑轨上的移动小车，该移动小车可沿着滑轨来回移动，从而利用移动小车将刀具从滑轨的一端运送至另一端。前段轨道211包括立设于盾构壳体101底部的竖杆和固定连接在竖杆顶部的轨道架体，该轨道架体为框架结构，可于该框架结构上向前或前后推动刀具，设置该前段轨道时需避开盾构壳体101内的结构，该前段轨道211的高度低于后段轨道212的高度，使得后段轨道212上的刀具可直接吊放至前段轨道211上。

如图1和图3所示，盾构10的盾构壳体101包括前壳体、中壳体以及后壳体，在中壳体和后壳体的连接处设置有铰接油缸106，后壳体处安装有推进油缸105，前壳体的前部安装有刀盘103，刀盘103的中部后方设有集土环108，刀盘103切削下来的土体输送至集土环108上，在集土环108处设置有皮带机104，集土环108上的切削土通过皮带机104运送出盾构。在后壳体内安装有拼装机11，该拼装机11用于拼装管片块41，管片块41通过管片运输轨道12以及管片运输小车13运送至拼装机11处，其中的管片运输轨道12设置在隧道内，用于将管片块从后方运送至盾构壳体101的尾部1012处，管片运输小车13滑设在管片运输轨道12上。拼装机11抓取管片运输小车13上的管片块41并将其拼装在盾构壳体101的尾部1012处，多个管片块41拼装形成管片40，随着盾构10向前掘进，拼装好的管片40从尾部1012处脱出。在盾构10掘进施工一段距离后，刀盘103上有刀具因磨损而需要更换时，盾构10停止掘进施工，利用管片运输小车13从盾构10的后方将新的刀具运送到盾构壳体101的尾部1012处，进而再通过本发明的刀具更换装置将新的刀具运送到刀盘103处进行刀具更换。

下面对刀具的运输过程进行详细说明。

在硬岩地层掘进施工中，利用下部运输轨道21运输刀具，如图3和图4所示，新的刀具30经过管片运输小车13运送到盾构壳体101的尾部1012处，利用吊装机构将刀具30吊运到下部运输轨道21的后段轨道212上，该吊装机构较佳采用安装在盾构壳体101上的或者安装在拼装机11上的吊环螺丝配合手拉葫芦吊运刀具30，将刀具30直接放置在后段轨道212的移动小车上，利用移动小车将刀具30运送到后段轨道212的端部，接着利用另一吊装机构将该刀具30吊放至前段轨道211上，利用人工沿前段轨道211将刀具30推送到刀盘103处，在刀盘103上及盾构壳体101上预留有吊装孔，在吊装孔处安装吊环螺栓配合手拉葫芦将刀具30从前段轨道211上吊送至需要更换刀具的位置处，之后进行人工换刀，并将换下来的已经磨损的刀具经过下部运输轨道21运送出盾构10，该磨损的刀具的运送过程为上述新的刀具运输的逆过程，在此不再赘述。

在含水硬岩地层掘进施工中，利用上部运输轨道22及转运轨道24运输刀具，如图1和图5所示，新的刀具30经过管片运输小车13运送到盾构壳体101的尾部1012处，利用吊装机构将刀具30吊运到第二轨道段222上，人工沿第二轨道段222向前推送刀具30，将刀具30推送至第二轨道段222的端部，利用第一轨道段221上的提拉机构提拉该刀具30，沿第一轨道段221向前滑动该提拉机构，提拉机构带着刀具30一起向着人行闸23的方向移动。结合图2所示，打开人行闸23的后侧门232，将后侧门232放平，利用提拉机构将刀具30放到第二斜向滑架242上，人工推动刀具30使得刀具30沿着第二斜向滑架242向前移动，接着打开前侧门231，该刀具30经过第一斜向滑架241和横向滑架244，被推送到人行闸23前侧的空舱102内，经过空舱102后，该刀具30就被运送到刀盘103处了，在刀盘103上及盾构壳体101上预留有吊装孔，在吊装孔处安装吊环螺栓配合手拉葫芦将刀具30从空舱102处吊送至需要更换刀具的位置处，之后进行人工换刀，并将换下来的已经磨损的刀具经过转运轨道24及上部运输轨道22运送出盾构10，该磨损的刀具的运送过程为上述新的刀具运输的逆过程，在此不再赘述。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法适用于硬岩地层和含水硬岩地层，盾构上设置的人行闸，使得人员可以进行带压操作更换刀具。硬岩地层施工过程需要换刀时，由于盾构内部空间小，刀具运输操作繁琐，人工消耗大等问题，使用盾构底部的下部运输轨道可以使整个换刀流程更安全、简单和高效。含水硬岩地层施工过程需要换刀时，此时的下部运输轨道不能使用，利用上部运输轨道及转运轨道将刀具运送到刀盘处进行换刀，解决了含水硬岩地层进行换刀作业的难题，保证了常压换刀的工作效率。

本发明还提供了一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，下面对该刀具更换方法进行说明。

本发明的硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法用于为盾构换刀运输刀具，如图1所示，盾构10包括盾构壳体101，盾构壳体101具有相对的头部1011和尾部1012，盾构壳体101的头部1011处安装有刀盘103；该刀具更换方法包括如下步骤：

提供下部运输轨道21，将下部运输轨道21安装于盾构10内，且所安装的下部运输轨道21从盾构壳体101的尾部1012铺设至刀盘103处；

提供人行闸23，人行闸23内部形成有密闭空间，人行闸具有相对设置的前侧门231和后侧门232，将人行闸23安装于盾构壳体101内并位于上部，将人行闸23的前侧门231对应刀盘103设置，将后侧门232对应盾构壳体101的尾部1012设置；

提供上部运输轨道22，将上部运输轨道22安装于盾构壳体101内并对应后侧门232设置，将上部运输轨道22从盾构壳体101的尾部1012铺设至后侧门232处；

提供转运轨道24，结合图2所示，将转运轨道24安装于人行闸23内并从后侧门232铺设至前侧门231处；

在盾构于硬岩地层掘进施工时，利用下部运输轨道21向刀盘103运送刀具30以实现更换刀盘103上的刀具；

在盾构于含水硬岩地层掘进施工时，利用上部运输轨道22和转运轨道24向刀盘103运送刀具30以实现更换刀盘上的刀具。

在本发明的一种具体实施方式中，提供上部运输轨道22的步骤包括：

提供第一轨道段221，将第一轨道段221对应后侧门232设置；

提供第二轨道段222，将第二轨道段222对应第一轨道段221远离后侧门232的端部设置，且第二轨道段222与第一轨道段221有部分相重合，将第二轨道段222设于第一轨道段221的下方，第二轨道段222远离第一轨道段221的端部设于盾构壳体101的尾部1012处。

进一步地，该刀具更换方法还包括：

结合图5所示，提供提拉机构，将提拉机构滑设于第一轨道段221上，利用提拉机构将第二轨道段222上运送的刀具30提起并沿第一轨道段221滑移而送至人行闸23的后侧门232处。

在本发明的一种具体实施方式中，提供转运轨道的步骤包括：

如图2所示，提供第一斜向滑架241和支撑柱243，将第一斜向滑架241通过支撑柱243支设于人行闸23内，并将第一斜向滑架241倾斜设置使得第一斜向滑架241的一端位于前侧门231处，另一端位于后侧门232处；

提供第二斜向滑架242，将第二斜向滑架242的一端与第一斜向滑架241位于后侧门232处的端部相铰接，将第二斜向滑架242的另一端与后侧门232固定连接，在后侧门232开关的过程中，第二斜向滑架242可绕着铰接处转动从而支设于后侧门232上或者收置于人行闸23内；

提供横向滑架244，将横向滑架244固定连接于前侧门231上，并将横向滑架244的端部与第一斜向滑架241位于前侧门231的端部相铰接，在前侧门231开关的过程中，横向滑架244可绕着铰接处转动从而支设于前侧门上231或者收置于人行闸23内。

在本发明的一种具体实施方式中，提供下部运输轨道21的步骤包括：

如图3和图4所示，提供前段轨道211，将前段轨道211靠近刀盘103设置并支设于盾构壳体101内；

提供后段轨道212，将后段轨道212靠近盾构壳体101的尾部1012设置并支设于盾构壳体101内，令后段轨道212的支设高度高于前段轨道211的高度，并令后段轨道212与前段轨道211对应的端部有部分相重合。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，所述盾构包括盾构壳体，所述盾构壳体具有相对的头部和尾部，所述盾构壳体的头部处安装有刀盘；其特征在于，所述刀具更换装置包括：

安装于所述盾构壳体内的下部运输轨道，所述下部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述刀盘处；

安装于所述盾构壳体内且位于上部的人行闸，内部形成有密闭空间，所述人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，所述前侧门对应所述刀盘设置，所述后侧门对应所述盾构壳体的尾部设置；

安装于所述盾构壳体内并对应所述后侧门设置的上部运输轨道，所述上部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述后侧门处；以及

安装于所述人行闸内的转运轨道，所述转运轨道从所述后侧门铺设至所述前侧门处；

所述转运轨道包括第一斜向滑架、第二斜向滑架、支撑柱以及横向滑架；

所述第一斜向滑架通过所述支撑柱支设于所述人行闸内，且所述第一斜向滑架呈倾斜状，所述第一斜向滑架的一端位于所述前侧门处，另一端位于所述后侧门处；

所述第二斜向滑架的一端与所述第一斜向滑架位于所述后侧门处的端部相铰接，所述第二斜向滑架的另一端与所述后侧门固定连接，在所述后侧门开关的过程中，所述第二斜向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述后侧门上或者收置于所述人行闸内；

所述横向滑架固定连接于所述前侧门上，所述横向滑架的端部与所述第一斜向滑架位于所述前侧门的端部相铰接，在所述前侧门开关的过程中，所述横向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述前侧门上或者收置于所述人行闸内。

2.如权利要求1所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，其特征在于，所述上部运输轨道包括第一轨道段和第二轨道段；

所述第一轨道段对应所述后侧门设置，且所述第一轨道段位于所述第二轨道段的上方，所述第一轨道段远离所述后侧门的端部有部分与所述第二轨道段相重合；

所述第二轨道段远离所述第一轨道段的端部设于所述盾构壳体的尾部处。

3.如权利要求2所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，其特征在于，所述第一轨道段上滑设有提拉机构，所述提拉机构可沿所述第一轨道段进行滑移，所述提拉机构还可将所述第二轨道段上运送的刀具提起并经过滑移而送至所述人行闸的后侧门处。

4.如权利要求1所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，其特征在于，所述下部运输轨道包括靠近刀盘设置的前段轨道和靠近所述盾构壳体的尾部设置的后段轨道，所述后段轨道的高度高于所述前段轨道的高度，且所述后段轨道与所述前段轨道对应的端部有部分相重合。

5.一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，所述盾构包括盾构壳体，所述盾构壳体具有相对的头部和尾部，所述盾构壳体的头部处安装有刀盘；其特征在于，所述刀具更换方法包括如下步骤：

提供下部运输轨道，将所述下部运输轨道安装于所述盾构内，且所安装的下部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述刀盘处；

提供人行闸，所述人行闸内部形成有密闭空间，所述人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，将所述人行闸安装于所述盾构壳体内并位于上部，将所述人行闸的前侧门对应所述刀盘设置，将所述后侧门对应所述盾构壳体的尾部设置；

提供上部运输轨道，将所述上部运输轨道安装于所述盾构壳体内并对应所述后侧门设置，将所述上部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述后侧门处；

提供转运轨道，将所述转运轨道安装于所述人行闸内并从所述后侧门铺设至所述前侧门处；

在所述盾构于硬岩地层掘进施工时，利用所述下部运输轨道向所述刀盘运送刀具以实现更换所述刀盘上的刀具；

在所述盾构于含水硬岩地层掘进施工时，利用所述上部运输轨道和所述转运轨道向所述刀盘运送刀具以实现更换所述刀盘上的刀具。

6.如权利要求5所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，其特征在于，提供上部运输轨道的步骤包括：

提供第一轨道段，将所述第一轨道段对应所述后侧门设置；

提供第二轨道段，将所述第二轨道段对应所述第一轨道段远离所述后侧门的端部设置，且所述第二轨道段与所述第一轨道段有部分相重合，将所述第二轨道段设于所述第一轨道段的下方，所述第二轨道段远离所述第一轨道段的端部设于所述盾构壳体的尾部处。

7.如权利要求6所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，其特征在于，还包括：

提供提拉机构，将所述提拉机构滑设于所述第一轨道段上，利用所述提拉机构将所述第二轨道段上运送的刀具提起并沿所述第一轨道段滑移而送至所述人行闸的后侧门处。

8.如权利要求5所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，其特征在于，提供转运轨道的步骤包括：

提供第一斜向滑架和支撑柱，将所述第一斜向滑架通过所述支撑柱支设于所述人行闸内，并将所述第一斜向滑架倾斜设置使得所述第一斜向滑架的一端位于所述前侧门处，另一端位于所述后侧门处；

提供第二斜向滑架，将所述第二斜向滑架的一端与所述第一斜向滑架位于所述后侧门处的端部相铰接，将所述第二斜向滑架的另一端与所述后侧门固定连接，在所述后侧门开关的过程中，所述第二斜向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述后侧门上或者收置于所述人行闸内；

提供横向滑架，将所述横向滑架固定连接于所述前侧门上，并将所述横向滑架的端部与所述第一斜向滑架位于所述前侧门的端部相铰接，在所述前侧门开关的过程中，所述横向滑架可绕着铰接处转动从而支设于所述前侧门上或者收置于所述人行闸内。

9.如权利要求5所述的硬岩双模式盾构使用的刀具更换方法，其特征在于，提供下部运输轨道的步骤包括：

提供前段轨道，将所述前段轨道靠近刀盘设置并支设于所述盾构壳体内；

提供后段轨道，将所述后段轨道靠近所述盾构壳体的尾部设置并支设于所述盾构壳体内，令所述后段轨道的支设高度高于所述前段轨道的高度，并令所述后段轨道与所述前段轨道对应的端部有部分相重合。

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