CN112855196A - 刀盘总成、隧道掘进设备及隧道掘进施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀盘总成，包括刀盘，所述刀盘的前端面上沿其径向排布有若干与掌子面配合的滚刀，所述刀盘的前端面上还设置有与掌子面配合的冲击机构以及控制所述冲击机构的作业方向和作业位置的调整装置，所述冲击机构沿所述刀盘的前端面的径向位于最靠近所述刀盘的轴心的滚刀与所述刀盘的轴心之间。该刀盘总成对其中心部位对应的岩体的破碎效果较好，能够使掘进设备的整体掘进效率和施工效果得以相应提高。本发明还公开了一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

Description

刀盘总成、隧道掘进设备及隧道掘进施工方法

技术领域

本发明涉及隧道掘进配套设备技术领域，特别涉及一种刀盘总成。本发明还涉及一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

背景技术

在隧道施工领域，盾构机(也即盾构式隧道掘进机)进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。但是针对硬岩和超硬岩的开挖施工，TBM(Tunnel BoringMachine的首字母缩写，即，隧道掘进机)掘进速度依然十分缓慢，特别是靠近刀盘中心的岩石破碎难度极大，刀具损坏严重，导致施工成本和能源消耗巨大。

TBM在掘进中是利用刀盘上的滚刀滚压切削破岩，在驱动系统的作用下，刀盘上的滚刀随刀盘径向旋转，在推进力的作用下，滚刀切入掌子面岩石并挤压破岩。但是刀盘的旋转速度很慢，通常为10r/min，其所产生的冲击载荷较小，与液压冲击器相比，例如潜孔锤、凿岩机等，其冲击载荷可忽略不计，因此，刀盘在破碎硬岩或超硬岩的效率低，而且越靠近刀盘中心位置滚刀的线速度越低，其产生的冲击载荷就越低，导致破碎掌子面中心位置的岩石难度极大，刀具磨损严重，掘进效率慢。为解决这一问题，通过液压冲击器与滚刀联合破岩是一个重点研究方向。

相关专利中，公开号为CN108457664A“冲击刀盘及掘进头”提出在刀盘上安装破碎挖掘的冲击单元，该冲击单元可沿径向滑动，因此，在掘进过程中，可根据待冲击点的位置不同沿径向调整冲击单元对待冲击点针对性的破碎挖掘，提高挖掘效率。公开号为CN107514263A“冲击式TBM”提出在刀盘上沿径向间隔均布滚刀和液压冲击单元，利用液压冲击单元开环形槽，再利用滚刀破碎岩石，使岩石从之前的三向受压，变为单向受压，提高破岩效率和掘进效率。公开号为CN109441468A“一种盾构开挖面冲击松动与破碎装置及其工作方法”提出在盾构机土仓壁板上安装若干冲击破碎锤，刀盘上设置破碎锤钎杆伸出孔，利用破碎锤对开挖面的岩土进行冲击破碎，减少岩土结构对刀盘的磨损，提高掘进效率。

然而，在上述三项相关专利中，其冲击单元、液压冲击单元或是冲击破碎锤等主要用于实施针对性定点破碎的冲击装置均布置在远离刀盘中心的位置或者只是对远离刀盘中心位置的岩体进行破坏、削弱，无法有效对刀盘中心的岩体进行破坏，减少刀盘中心刀具的磨损，致使由此导致的掘进效率低下的问题仍无法彻底解决。

因此，如何提高刀盘总成的中心部位对应的岩体破碎效果，提高掘进效率和施工效果是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种刀盘总成，该刀盘总成对其中心部位对应的岩体的破碎效果较好，能够使掘进设备的整体掘进效率和施工效果得以相应提高。本发明的另一目的是提供一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种刀盘总成，包括刀盘，所述刀盘的前端面上沿其径向排布有若干与掌子面配合的滚刀，所述刀盘的前端面上还设置有与掌子面配合的冲击机构以及控制所述冲击机构的作业方向和作业位置的调整装置，所述冲击机构沿所述刀盘的前端面的径向位于最靠近所述刀盘的轴心的滚刀与所述刀盘的轴心之间。

优选地，所述刀盘的前端部具有沿其轴向延伸的容置孔，所述冲击机构设置于所述容置孔内，所述冲击机构内设置有非爆开挖凿岩排钻，所述非爆开挖凿岩排钻的前端部联动设置有能够伸出于所述容置孔的钻头，所述调整装置包括能够控制所述钻头的作业角度的转向装置以及能够控制所述钻头沿所述刀盘的轴向的作业长度的伸缩装置。

优选地，所述冲击机构包括位于所述容置孔内的基座，所述基座内沿所述刀盘的轴向滑动设置有滑台，所述非爆开挖凿岩排钻联动设置于所述滑台内。

优选地，所述转向装置为铰接于所述基座与所述容置孔的内侧壁间的油缸，所述伸缩装置为由后至前贯穿所述基座的后部，并铰接于所述滑台与所述容置孔的底面间的油缸，各所述油缸上均设置有溢流阀。

优选地，所述基座的前端部设置有能够与所述滑台的前端相抵的限位凸台。

本发明还提供一种隧道掘进设备，包括机架和位于机架前端的掘进头，所述掘进头的前端部设置有刀盘总成，该刀盘总成为如上文任一项所述的刀盘总成。

本发明还提供一种隧道掘进施工方法，采用了如上文所述的隧道掘进设备，包括步骤：

初始定位，将掘进头布置于目标工位，使刀盘总成处于待作业掌子面对应位置处，之后通过调整装置将冲击机构相对于掌子面的冲击作业角度进行调整，直至角度调整到位；

中部冲击，通过调整装置将角度调整到位后的冲击机构的作业端逐步推进至与掌子面相接触，并逐步推送使冲击机构持续对掌子面施加冲击力，直至在掌子面上钻出连体孔，并保证刀盘轴线的延长线穿过该连体孔；

位置调整，通过调整装置使完成单次中部冲击后的冲击机构脱离与掌子面间的接触，之后调整装置控制冲击机构的作业端旋转一定角度，以将冲击机构重新定位；

重复冲击，依次循环重复中部冲击步骤和位置调整步骤，并保证每次新钻出的连体孔均与上一次所钻出的连体孔相连，直至掌子面中心处的岩体被冲击钻挖完毕，并被掏除而形成中心钻挖缺口；

整体掘进，掌子面中心处的岩体掏除完毕并形成中心钻挖缺口后，控制刀盘总成整体作业，使各滚刀随刀盘同步转动并对掌子面实施大面积掘进，以保证掘进头及隧道掘进设备的整体掘进作业；

循环作业，整体掘进步骤实施过程中，待中心钻挖缺口的深度及其内径缩小至一定程度后，依次重复初始定位、中部冲击、位置调整及重复冲击各步骤，直至新的中心钻挖缺口成型，之后重复实施整体掘进步骤，直至隧道整体掘进作业完工。

优选地，所述步骤位置调整中，由调整装置控制冲击机构的作业端单次旋转调整角度不大于5°。

相对上述背景技术，本发明所提供的刀盘总成，其工作运行过程中，使刀盘总成随掘进设备整体移动至待作业的掌子面对应位置处后，通过调整装置将冲击机构相对于掌子面的冲击作业角度进行调整，也即调整冲击机构对掌子面实施冲击作业时的切入角度和初始作业位置，直至调整到位，之后通过调整装置带动冲击机构的作业端逐步推进直至与掌子面初始作业位置接触，之后保持冲击机构的稳定冲击作业，并通过调整装置继续带动冲击机构沿既定作业角度逐步推进，直至在掌子面上钻出连体孔，之后通过调整装置带动冲击机构适度后退回位并重新调整其切入角度和作业位置，然后再次通过调整装置带动冲击机构实施推进和冲击作业，形成新的连体孔，如此往复多次，保证各连体孔均被刀盘轴线的延长线穿过，直至掌子面中心处的岩体被冲击机构钻挖完毕，然后将钻挖解体后的岩体掏除，之后即可通过掘进机构整体向前推进并结合刀盘的同步转动，利用滚刀随动实施岩体大部作业和整体掘进，后续施工过程中根据中心部位及其他部位岩体的结构状态灵活调整冲击机构和滚刀交替作业，直至整体隧道掘进施工作业完毕。由于采用了冲击机构配合调整装置对处于刀盘总成中心部位对应的岩体实施重点冲击破碎，使得刀盘总成中心部位对应的岩体破碎和掏除效率大幅提高，再结合滚刀与刀盘随动实施的整体大部掘进，大幅提高了掘进设备的整体掘进施工效率和掘进作业效果，并有效避免了因刀盘总成中心部位对应的岩体掘进作业难度大而对常规掘进刀具及其配套部件造成的结构损伤，降低了掘进设备整体运行成本和操作难度。

在本发明所提供的隧道掘进施工方法中，通过依次进行的初始定位、中部冲击、位置调整、重复冲击、整体掘进以及循环作业等操作步骤，先通过冲击机构将处于掌子面中部的岩体冲击破碎并挖除，再配合刀盘带动滚刀同步转动并整体掘进，实现掌子面的高效破碎和掘进设备的整体高效掘进作业，显著提高了隧道掘进施工的整体销量和作业效果。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的刀盘总成的结构正视图；

图2为图1中刀盘总成与掌子面间配合结构示意图；

图3为图1中冲击机构与调整装置间的配合结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大结构图；

图5为本发明一种具体实施方式所提供的隧道掘进施工方法的流程图。

其中，

11-刀盘；

111-滚刀；

112-容置孔；

12-冲击机构；

121-非爆开挖凿岩排钻；

122-钻头；

123-基座；

124-滑台；

125-限位凸台；

131-转向装置；

132-伸缩装置；

21-掌子面；

211-中心钻挖缺口。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种刀盘总成，该刀盘总成对其中心部位对应的岩体的破碎效果较好，能够使掘进设备的整体掘进效率和施工效果得以相应提高；同时，提供一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明一种具体实施方式所提供的刀盘总成的结构正视图；图2为图1中刀盘总成与掌子面间配合结构示意图；图3为图1中冲击机构与调整装置间的配合结构示意图；图4为图3中A部分的局部放大结构图。

在具体实施方式中，本发明所提供的刀盘总成，包括刀盘11，刀盘11的前端面上沿其径向排布有若干与掌子面21配合的滚刀111，刀盘11的前端面上还设置有与掌子面21配合的冲击机构12以及控制冲击机构12的作业方向和作业位置的调整装置，冲击机构12沿刀盘11的前端面的径向位于最靠近刀盘11的轴心的滚刀111与刀盘11的轴心之间。

工作运行过程中，使刀盘总成随掘进设备整体移动至待作业的掌子面21对应位置处后，通过调整装置将冲击机构12相对于掌子面21的冲击作业角度进行调整，也即调整冲击机构12对掌子面21实施冲击作业时的切入角度和初始作业位置，直至调整到位，之后通过调整装置带动冲击机构12的作业端逐步推进直至与掌子面21初始作业位置接触，之后保持冲击机构12的稳定冲击作业，并通过调整装置继续带动冲击机构12沿既定作业角度逐步推进，直至在掌子面21上钻出连体孔，之后通过调整装置带动冲击机构12适度后退回位并重新调整其切入角度和作业位置，然后再次通过调整装置带动冲击机构12实施推进和冲击作业，形成新的连体孔，如此往复多次，保证各连体孔均被刀盘11轴线的延长线穿过，直至掌子面21中心处的岩体被冲击机构12钻挖完毕，然后将钻挖解体后的岩体掏除，之后即可通过掘进机构整体向前推进并结合刀盘11的同步转动，利用滚刀111随动实施岩体大部作业和整体掘进，后续施工过程中根据中心部位及其他部位岩体的结构状态灵活调整冲击机构12和滚刀111交替作业，直至整体隧道掘进施工作业完毕。由于采用了冲击机构12配合调整装置对处于刀盘总成中心部位对应的岩体实施重点冲击破碎，使得刀盘总成中心部位对应的岩体破碎和掏除效率大幅提高，再结合滚刀111与刀盘11随动实施的整体大部掘进，大幅提高了掘进设备的整体掘进施工效率和掘进作业效果，并有效避免了因刀盘总成中心部位对应的岩体掘进作业难度大而对常规掘进刀具及其配套部件造成的结构损伤，降低了掘进设备整体运行成本和操作难度，且中心部位的岩体被冲击机构12先行破碎掏除后能够显著削弱掌子面21的岩体整体强度，以便后续滚刀111与刀盘11的同步整体掘进，降低施工难度。

应当说明的是，将冲击机构12沿刀盘11前端面的径向布置于刀盘11的轴心与最靠近该轴心的滚刀111之间，能够有效保证冲击机构12的作业面始终处于刀盘11中部对应的掌子面21岩体处，实际作业中，以常规尺寸的盾构机为例，其刀盘11常见的前端面半径为4米，在此设备规格下，冲击机构12以布置于距刀盘11的轴心1米处为宜。当然，即使在此设备规格下，工作人员也可以依据实际岩体材质以及工况需求灵活调整冲击机构12与刀盘11的轴心的间距及其具体布置位置，以此达到最优的掘进效率和施工效果。

进一步地，刀盘11的前端部具有沿其轴向延伸的容置孔112，冲击机构12设置于容置孔112内，冲击机构12内设置有非爆开挖凿岩排钻121，非爆开挖凿岩排钻121的前端部联动设置有能够伸出于容置孔112的钻头122，调整装置包括能够控制钻头122的作业角度的转向装置131以及能够控制钻头122沿刀盘11的轴向的作业长度的伸缩装置132。容置孔112能够为冲击机构12及调整装置提供充足可靠的装配空间和动作空间，以免冲击机构12和调整装置的各动作部件运行过程中对刀盘11的主体结构件产生干涉或阻滞，保证刀盘总成的整体工作效率。

应当说明的是，上述非爆开挖凿岩排钻121为定向均匀排布的若干钻头122集成组件，其内具备的可协同作业的钻头122数量可以依据实际工况需要的不同灵活调整和选择，原则上，只要是能够满足所述刀盘总成的实际应用需要均可。

需要进一步说明的是，实际操作时，转向装置131和伸缩装置132可以同时工作，也可以分别按次序单独工作，即，可以对钻头122的作业角度以及钻头122的伸缩状态同时进行调整，也可以先通过转向装置131对钻头122的作业角度调整到位后，再由伸缩装置132对钻头122的伸缩状态和工作位置进行调整。上述两种调整作业方式并不存在绝对意义上的优劣，工作人员可以依据实际工况需要灵活选择。

此外，请着重参考图4。实际应用中，钻头122的前部作业端具有自前至后外径递增的锥台状变径结构，由此可进一步降低钻头122切入掌子面21时的结构阻力，并有效避免钻挖完毕后钻头122由连体孔等孔洞结构中退出回位时发生钻头122与破碎岩体及孔洞结构边沿部因结构干涉发生卡滞的现象，使钻头122的回退复位过程更加顺畅高效。需要特别注意的是，如图4中所标示出的θ仅为表示此处钻头122外壁与其轴向间存在一定夹角之用，该角度的具体取值无需特定，工作人员可以依据实际工况需要灵活选择。

具体地，冲击机构12包括位于容置孔112内的基座123，基座123内沿刀盘11的轴向滑动设置有滑台124，非爆开挖凿岩排钻121联动设置于滑台124内。实际操作时，基座123能够为滑台124及非爆开挖凿岩排钻121提供可靠的基础定位和结构支撑，并通过滑台124与非爆开挖凿岩排钻121间的联动适配结构以及滑台124与基座123间的相对滑动结构，有效避免因非爆开挖凿岩排钻121直接与基座123滑动适配而对非爆开挖凿岩排钻121自身主体结构的不利影响，保证非爆开挖凿岩排钻121的作业效率和工作稳定性。

更具体地，转向装置131为铰接于基座123与容置孔112的内侧壁间的油缸，伸缩装置132为由后至前贯穿基座123的后部，并铰接于滑台124与容置孔112的底面间的油缸，各油缸上均设置有溢流阀。该种油缸的结构简单可靠，且其调节控制过程精准灵活，能够有效保证转向装置131和伸缩装置132对冲击机构12的角度和位置的调整效率和调整精度，以进一步提高所述刀盘总成的整体作业效率和工作稳定性。

另一方面，基座123的前端部设置有能够与滑台124的前端相抵的限位凸台125。当非爆开挖凿岩排钻121随滑台124同步移动至前极限位置处时，该限位凸台125能够与滑台124的前端可靠相抵，以阻止滑台124继续前移，从而有效避免非爆开挖凿岩排钻121和滑台124由基座123前端部脱出，保证冲击机构12的整体结构稳定可靠。

在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的一种隧道掘进设备，包括机架和位于机架前端的掘进头，掘进头的前端部设置有刀盘总成，该刀盘总成为如上文所述的刀盘总成。该隧道掘进设备的整体掘进作业效率较高，且其施工效果较好。

请参考图5，图5为本发明一种具体实施方式所提供的隧道掘进施工方法的流程图。

在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的隧道掘进施工方法，采用了如上文所述的隧道掘进设备，包括：

步骤101，初始定位：

将掘进头布置于目标工位，使刀盘总成处于待作业掌子面21对应位置处，之后通过调整装置将冲击机构12相对于掌子面21的冲击作业角度进行调整，直至角度调整到位。

步骤102，中部冲击：

通过调整装置将角度调整到位后的冲击机构12的作业端逐步推进至与掌子面21相接触，并逐步推送使冲击机构12持续对掌子面21施加冲击力，直至在掌子面21上钻出连体孔，并保证刀盘11轴线的延长线穿过该连体孔。

步骤103，位置调整：

通过调整装置使完成单次中部冲击后的冲击机构12脱离与掌子面21间的接触，之后调整装置控制冲击机构12的作业端旋转一定角度，以将冲击机构12重新定位。

进一步地，在上述步骤103位置调整中，由调整装置控制冲击机构12的作业端单次旋转的调整角度不大于5°。较小的单次调整角度有助于使各连体孔的钻挖成型更加均匀，钻挖效果更好，后续钻挖完毕后的掏除效率更高，并能够有效避免因单次调整角度过大导致相邻连体孔的结构跨度过大而造成岩体未能钻挖到位或发生局部崩塌，由此保证整体掘进效果。

步骤104，重复冲击：

依次循环重复中部冲击步骤和位置调整步骤，并保证每次新钻出的连体孔均与上一次所钻出的连体孔相连，直至掌子面21中心处的岩体被冲击钻挖完毕，并被掏除而形成中心钻挖缺口211。

步骤105，整体掘进：

掌子面21中心处的岩体掏除完毕并形成中心钻挖缺口211后，控制刀盘总成整体作业，使各滚刀111随刀盘11同步转动并对掌子面21实施大面积掘进，以保证掘进头及隧道掘进设备的整体掘进作业。

步骤106，循环作业：

整体掘进步骤实施过程中，待中心钻挖缺口211的深度及其内径缩小至一定程度后，依次重复初始定位、中部冲击、位置调整及重复冲击各步骤，直至新的中心钻挖缺口211成型，之后重复实施整体掘进步骤，直至隧道整体掘进作业完工。

为了便于理解本方案，下面以开口角度45°的重心钻挖缺口为例对上述隧道掘进施工方法的具体操作步骤加以说明。应当明确的是，下文中涉及的具体操作细节和数据是根据实际工况加以适应性选择后的结果，其仍处于上文所述本技术方案所保护的范围之内。

第一步：启动冲击机构12转向油缸调整好非爆开挖凿岩排钻121的冲击方向与刀盘11中心轴线成45°，利用伸缩油缸推进非爆开挖凿岩排钻121的钻头122接触掌子面21，启动非爆开挖凿岩排钻121，钻出超过中心轴线的连体孔；

第二步：控制冲击机构12伸缩油缸使冲击机构12的非爆开挖凿岩排钻121回退，使得钻头122离开掌子面21，然后使刀盘11旋转5°，然后重复第一步，其中刀盘11旋转后，非爆开挖凿岩排钻121所钻出的连体孔会与上次所钻出的连体孔相连；

第三步：重复第一步和第二步，直至费爆开挖121所钻出的连体孔全部相连，实现掌子面21中心岩石的掏除；

第四步：控制冲击机构12伸缩油缸使费爆开挖121回退，关闭费爆开挖121，利用刀盘11的滚刀111对掌子面21岩石进行破碎掘进至中心掏槽孔的直径小于0.5m；

第五步：重复第一步至第四步，直至完成整个隧道的掘进。

综上可知，本发明中提供的刀盘总成，其工作运行过程中，使刀盘总成随掘进设备整体移动至待作业的掌子面对应位置处后，通过调整装置将冲击机构相对于掌子面的冲击作业角度进行调整，也即调整冲击机构对掌子面实施冲击作业时的切入角度和初始作业位置，直至调整到位，之后通过调整装置带动冲击机构的作业端逐步推进直至与掌子面初始作业位置接触，之后保持冲击机构的稳定冲击作业，并通过调整装置继续带动冲击机构沿既定作业角度逐步推进，直至在掌子面上钻出连体孔，之后通过调整装置带动冲击机构适度后退回位并重新调整其切入角度和作业位置，然后再次通过调整装置带动冲击机构实施推进和冲击作业，形成新的连体孔，如此往复多次，保证各连体孔均被刀盘轴线的延长线穿过，直至掌子面中心处的岩体被冲击机构钻挖完毕，然后将钻挖解体后的岩体掏除，之后即可通过掘进机构整体向前推进并结合刀盘的同步转动，利用滚刀随动实施岩体大部作业和整体掘进，后续施工过程中根据中心部位及其他部位岩体的结构状态灵活调整冲击机构和滚刀交替作业，直至整体隧道掘进施工作业完毕。由于采用了冲击机构配合调整装置对处于刀盘总成中心部位对应的岩体实施重点冲击破碎，使得刀盘总成中心部位对应的岩体破碎和掏除效率大幅提高，再结合滚刀与刀盘随动实施的整体大部掘进，大幅提高了掘进设备的整体掘进施工效率和掘进作业效果，并有效避免了因刀盘总成中心部位对应的岩体掘进作业难度大而对常规掘进刀具及其配套部件造成的结构损伤，降低了掘进设备整体运行成本和操作难度。

此外，本发明提供的应用了该刀盘总成的隧道掘进设备，其对应岩体的整体破碎效果较好，掘进效率较高。

另外，本发明提供的采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法，其施工效率和施工效果均较好。

以上对本发明所提供的刀盘总成、应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法进行了详细介绍。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 (8)

1.一种刀盘总成，其特征在于，包括刀盘，所述刀盘的前端面上沿其径向排布有若干与掌子面配合的滚刀，所述刀盘的前端面上还设置有与掌子面配合的冲击机构以及控制所述冲击机构的作业方向和作业位置的调整装置，所述冲击机构沿所述刀盘的前端面的径向位于最靠近所述刀盘的轴心的滚刀与所述刀盘的轴心之间。

2.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述刀盘的前端部具有沿其轴向延伸的容置孔，所述冲击机构设置于所述容置孔内，所述冲击机构内设置有非爆开挖凿岩排钻，所述非爆开挖凿岩排钻的前端部联动设置有能够伸出于所述容置孔的钻头，所述调整装置包括能够控制所述钻头的作业角度的转向装置以及能够控制所述钻头沿所述刀盘的轴向的作业长度的伸缩装置。

3.如权利要求2所述的刀盘总成，其特征在于，所述冲击机构包括位于所述容置孔内的基座，所述基座内沿所述刀盘的轴向滑动设置有滑台，所述非爆开挖凿岩排钻联动设置于所述滑台内。

4.如权利要求3所述的刀盘总成，其特征在于，所述转向装置为铰接于所述基座与所述容置孔的内侧壁间的油缸，所述伸缩装置为由后至前贯穿所述基座的后部，并铰接于所述滑台与所述容置孔的底面间的油缸，各所述油缸上均设置有溢流阀。

5.如权利要求3所述的刀盘总成，其特征在于，所述基座的前端部设置有能够与所述滑台的前端相抵的限位凸台。

6.一种隧道掘进设备，包括机架和位于机架前端的掘进头，所述掘进头的前端部设置有刀盘总成，其特征在于，所述刀盘总成为如权利要求1至5中任一项所述的刀盘总成。

7.一种隧道掘进施工方法，采用了如权利要求6所述的隧道掘进设备，其特征在于，包括步骤：

初始定位，将掘进头布置于目标工位，使刀盘总成处于待作业掌子面对应位置处，之后通过调整装置将冲击机构相对于掌子面的冲击作业角度进行调整，直至角度调整到位；

中部冲击，通过调整装置将角度调整到位后的冲击机构的作业端逐步推进至与掌子面相接触，并逐步推送使冲击机构持续对掌子面施加冲击力，直至在掌子面上钻出连体孔，并保证刀盘轴线的延长线穿过该连体孔；

位置调整，通过调整装置使完成单次中部冲击后的冲击机构脱离与掌子面间的接触，之后调整装置控制冲击机构的作业端旋转一定角度，以将冲击机构重新定位；

重复冲击，依次循环重复中部冲击步骤和位置调整步骤，并保证每次新钻出的连体孔均与上一次所钻出的连体孔相连，直至掌子面中心处的岩体被冲击钻挖完毕，并被掏除而形成中心钻挖缺口；

整体掘进，掌子面中心处的岩体掏除完毕并形成中心钻挖缺口后，控制刀盘总成整体作业，使各滚刀随刀盘同步转动并对掌子面实施大面积掘进，以保证掘进头及隧道掘进设备的整体掘进作业；

循环作业，整体掘进步骤实施过程中，待中心钻挖缺口的深度及其内径缩小至一定程度后，依次重复初始定位、中部冲击、位置调整及重复冲击各步骤，直至新的中心钻挖缺口成型，之后重复实施整体掘进步骤，直至隧道整体掘进作业完工。

8.如权利要求7所述的隧道掘进施工方法，其特征在于，所述步骤位置调整中，由调整装置控制冲击机构的作业端单次旋转调整角度不大于5°。

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