CN113530561A - 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 - Google Patents
一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113530561A CN113530561A CN202110915170.2A CN202110915170A CN113530561A CN 113530561 A CN113530561 A CN 113530561A CN 202110915170 A CN202110915170 A CN 202110915170A CN 113530561 A CN113530561 A CN 113530561A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spoke
- cutter head
- opening
- spokes
- shield
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- -1 silt Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/093—Control of the driving shield, e.g. of the hydraulic advancing cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法，涉及盾构刀盘技术领域，包括刀盘，所述刀盘的内部设置有多个主辐条，所述主辐条外侧安装有刀具，相邻两个主辐条之间形成有开口，每个所述主辐条的内侧均设置有备用辐条，且所述备用辐条与主辐条滑动安装，且所述每个所述备用辐条分别在其相近的开口的范围内移动，所述备用辐条与主辐条之间设置有液压推动器。本发明通过通过调整刀盘上备用辐条的位置，将备用辐条推出，进而能够遮挡部分空间，即减少了刀盘开口率，进而在遇到土质发生变化时，不需要对盾构刀盘整体进行整改，进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性，极大的降低了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及盾构刀盘技术领域，具体涉及一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法。
背景技术
盾构机在我国城市地铁、公路隧道、综合管廊等领域隧道工程建设中，得到了越来越广泛的应用，但不同隧道有着不同的地质条件，而不同的地质条件，又对盾构刀盘开口率提出的不同的要求，所以当面临新的隧道建设时，即使隧道直径一样，但由于地质条件对刀盘开口率提出了不同的要求，这样一样，就需要对现有盾构刀盘结构进行多方面的改造，更有甚者是制造新的盾构，才能满足新隧道的施工需求，造成了现有盾构闲置，资源浪费比较严重；
在长隧道建设中，即使是同一个隧道，往往会遇到多种地层条件(比如全断面硬岩、粉土、砂卵石、黏土等等)，但盾构机最开始是根据最初地质勘探资料，来设计确定的刀盘开口率，它只能针对性的适应其中预期的地质条件，一旦地质条件发生变化，就会对盾构掘进产生影响，更有甚者需要停机对刀盘进行大量改造，这样会耽误工期、增加施工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，包括刀盘，所述刀盘的内部设置有多个主辐条，所述主辐条外侧安装有刀具，相邻两个主辐条之间形成有开口，每个所述主辐条的内侧均设置有备用辐条，且所述备用辐条与主辐条滑动安装，且所述每个所述备用辐条分别在其相近的开口的范围内移动，所述备用辐条与主辐条之间设置有液压推动器，所述液压推动器的两端分别与备用辐条和主辐条的内侧壁连接。
优选的，所述主辐条的内侧壁固定连接有弧形导轨，所述备用辐条与弧形导轨之间滑动连接。
优选的，所述备用辐条的内侧壁固定连接有转盘，所述转盘与液压推动器的其中一端转动连接，所述液压推动器的另一端与主辐条的内侧壁转动连接。
优选的，所述液压推动器采用可拆卸供油油路系统进行供油驱动。
优选的，每个所述备用辐条的内部均设置有固定螺栓组件，所述刀盘的内侧壁开设有多个供固定螺栓组件固定连接的定位孔位。
一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、土质实时探查，根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测，判断土质是否发生变化，以及发生变化的土质是否需要改变刀盘开口率，并计算所需改变开口率的大小；
步骤二、控制连接设备对接，当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时，快速停止到刀盘系统工作，解除对备用辐条的锁死，并将驱动液压推动器所需的油路系统进行快速对接，使液压推动器的伸缩可以得到控制；
步骤三、开口率定量调控，根据计算所需改变开口率，控制液压推动器对备用辐条进行定量推动，使备用辐条移出至开口的内侧，从而改变开口的开口大小，进而实现对开口率的调整；
步骤四、刀盘系统紧固，对调整后的备用辐条进行稳固定位，即采用螺栓组件等连接件，对备用辐条的位置进行固定；
步骤五、重新启动，撤回对液压推动器的油路控制的连接以及其他影响刀盘系统工作的调控连接设备，即可重新开启刀盘系统。
优选的，所述刀盘系统中设置有土质对比表，土质对比表记载不同土质所对应的开口率信息，所述步骤一中土质检测时与对比表进行对比，得到相应的开口率。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
本发明通过在主辐条的内侧均设置备用辐条，盾构机实时施工时判土质是否需要改变刀盘开口率，当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时，控制液压推动器对备用辐条进行定量推动，使备用辐条移出至开口的内侧，从而改变开口的开口大小，进而实现对开口率的调整，由于安装刀具的位置不变，仅通过调整刀盘上备用辐条的位置，将备用辐条推出，进而能够遮挡部分空间，即减少了刀盘开口率，进而在遇到土质发生变化时，不需要对盾构刀盘整体进行整改，且使得盾构刀盘可以适应更多不同要求的隧道开挖，进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性，极大的降低了施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明盾构刀盘系统的主视结构示意图。
图2为本发明结的内侧结构示意图。
图3为本发明控制方法的流程图。
附图标记说明：
1、刀盘；2、主辐条；3、刀具；4、开口；5、备用辐条；6、液压推动器；7、弧形导轨；8、转盘；9、固定螺栓组件；10、定位孔位。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
本发明提供了如图1-2所示的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，包括刀盘1，所述刀盘1的内部设置有多个主辐条2，所述主辐条2外侧安装有刀具3，相邻两个主辐条2之间形成有开口4，每个所述主辐条2的内侧均设置有备用辐条5，且所述备用辐条5与主辐条2滑动安装，且所述每个所述备用辐条5分别在其相近的开口4的范围内移动，所述备用辐条5与主辐条2之间设置有液压推动器6，所述液压推动器6的两端分别与备用辐条5和主辐条2的内侧壁连接；
进一步的，在上述技术方案中，所述主辐条2的内侧壁固定连接有弧形导轨7，所述备用辐条5与弧形导轨7之间滑动连接，进而支撑备用辐条5弧形滑动连接，可以与开口4更好的适配；
进一步的，在上述技术方案中，所述备用辐条5的内侧壁固定连接有转盘8，所述转盘8与液压推动器6的其中一端转动连接，所述液压推动器6的另一端与主辐条2的内侧壁转动连接，进而配合备用辐条5的弧形移动；
进一步的，在上述技术方案中，所述液压推动器6采用可拆卸供油油路系统进行供油驱动，从而在实际工作时，解除对液压推动器6的供油系统，避免影响刀盘1实际工作；
进一步的，在上述技术方案中，每个所述备用辐条5的内部均设置有固定螺栓组件9，所述刀盘1的内侧壁开设有多个供固定螺栓组件9固定连接的定位孔位10，从而在备用辐条5调整后对固定螺栓组件9和定位孔位10进行安装连接，即可对备用辐条5进行稳固定位；
一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、土质实时探查，根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测，判断土质是否发生变化，以及发生变化的土质是否需要改变刀盘开口率，并计算所需改变开口率的大小；
步骤二、控制连接设备对接，当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时，快速停止到刀盘系统工作，解除对备用辐条5的锁死，并将驱动液压推动器6所需的油路系统进行快速对接，使液压推动器6的伸缩可以得到控制；
步骤三、开口率定量调控，根据计算所需改变开口率，控制液压推动器6对备用辐条5进行定量推动，使备用辐条5移出至开口4的内侧，从而改变开口4的开口大小，进而实现对开口率的调整；
步骤四、刀盘系统紧固，对调整后的备用辐条5进行稳固定位，即采用螺栓组件等连接件，对备用辐条5的位置进行固定；
步骤五、重新启动，撤回对液压推动器6的油路控制的连接以及其他影响刀盘系统工作的调控连接设备，即可重新开启刀盘系统；
进一步的，在上述技术方案中，所述刀盘系统中设置有土质对比表，土质对比表记载不同土质所对应的开口率信息，所述步骤一中土质检测时与对比表进行对比，得到相应的开口率；
实施方式具体为：通过在主辐条2的内侧均设置备用辐条5，通过弧形导轨7支撑其在相近的开口4的范围内移动，而通过在备用辐条5与主辐条2之间设置有液压推动器6，在盾构刀盘系统工作时，根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测，判土质是否需要改变刀盘开口率，当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时，快速停止到刀盘系统工作，根据计算所需改变开口率，控制液压推动器6对备用辐条5进行定量推动，使备用辐条5移出至开口4的内侧，从而改变开口4的开口大小，进而实现对开口率的调整，随后通过固定螺栓组件9与定位孔位10的安装连接，对备用辐条5进行稳固定位，即可重新启动刀盘系统，由于安装刀具3的位置不变，仅通过调整刀盘1上备用辐条5的位置，将备用辐条5推出，进而能够遮挡部分空间，即减少了刀盘开口率，且正常掘进时，刀盘开口率为最大状态，备用辐条5全部推出，刀盘开口率达到最小，进而在遇到土质发生变化时，不需要对盾构刀盘整体进行整改，且使得盾构刀盘可以适应更多不同要求的隧道开挖，进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性，极大的降低了施工成本。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，包括刀盘(1)，所述刀盘(1)的内部设置有多个主辐条(2)，所述主辐条(2)外侧安装有刀具(3)，相邻两个主辐条(2)之间形成有开口(4)，其特征在于：每个所述主辐条(2)的内侧均设置有备用辐条(5)，且所述备用辐条(5)与主辐条(2)滑动安装，且所述每个所述备用辐条(5)分别在其相近的开口(4)的范围内移动，所述备用辐条(5)与主辐条(2)之间设置有液压推动器(6)，所述液压推动器(6)的两端分别与备用辐条(5)和主辐条(2)的内侧壁连接。
2.根据权利要求1所述的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，其特征在于：所述主辐条(2)的内侧壁固定连接有弧形导轨(7)，所述备用辐条(5)与弧形导轨(7)之间滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，其特征在于：所述备用辐条(5)的内侧壁固定连接有转盘(8)，所述转盘(8)与液压推动器(6)的其中一端转动连接，所述液压推动器(6)的另一端与主辐条(2)的内侧壁转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，其特征在于：所述液压推动器(6)采用可拆卸供油油路系统进行供油驱动。
5.根据权利要求1所述的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统，其特征在于：每个所述备用辐条(5)的内部均设置有固定螺栓组件(9)，所述刀盘(1)的内侧壁开设有多个供固定螺栓组件(9)固定连接的定位孔位(10)。
6.一种如权利要求1所述的可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、土质实时探查，根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测，判断土质是否发生变化，以及发生变化的土质是否需要改变刀盘开口率，并计算所需改变开口率的大小；
步骤二、控制连接设备对接，当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时，快速停止到刀盘系统工作，解除对备用辐条(5)的锁死，并将驱动液压推动器(6)所需的油路系统进行快速对接，使液压推动器(6)的伸缩可以得到控制；
步骤三、开口率定量调控，根据计算所需改变开口率，控制液压推动器(6)对备用辐条(5)进行定量推动，使备用辐条(5)移出至开口(4)的内侧，从而改变开口(4)的开口大小，进而实现对开口率的调整；
步骤四、刀盘系统紧固，对调整后的备用辐条(5)进行稳固定位，即采用螺栓组件等连接件，对备用辐条(5)的位置进行固定；
步骤五、重新启动，撤回对液压推动器(6)的油路控制的连接以及其他影响刀盘系统工作的调控连接设备，即可重新开启刀盘系统。
7.根据权利要求6所述一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法，其特征在于：所述刀盘系统中设置有土质对比表，土质对比表记载不同土质所对应的开口率信息，所述步骤一中土质检测时与对比表进行对比，得到相应的开口率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110915170.2A CN113530561A (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110915170.2A CN113530561A (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113530561A true CN113530561A (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=78091465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110915170.2A Pending CN113530561A (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113530561A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201144705Y (zh) * | 2008-01-15 | 2008-11-05 | 崔国华 | 全断面盾构掘进机刀盘开口率的液压驱动型调节装置 |
| CN103437771A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-12-11 | 同济大学 | 可模拟泥水平衡盾构施工的室内模型试验装置及使用方法 |
| CN105240026A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-13 | 辽宁三三工业有限公司 | 刀盘开口率主动可变的方法和开口率主动可变刀盘 |
| CN107489426A (zh) * | 2017-09-29 | 2017-12-19 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种泥水盾构室内模拟掘进装置及其模拟方法 |
| CN109667594A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 上海城建市政工程（集团）有限公司 | 一种可改变刀盘开口率的机械装置及其使用方法 |
| CN111648780A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-11 | 徐州工程学院 | 一种能有效稳定掘进速度的盾构机异形刀头 |
| CN211950498U (zh) * | 2020-02-27 | 2020-11-17 | 北京交通大学 | 一种可变换开口率及刀具型式的模型试验刀盘装置 |
-
2021
- 2021-08-10 CN CN202110915170.2A patent/CN113530561A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201144705Y (zh) * | 2008-01-15 | 2008-11-05 | 崔国华 | 全断面盾构掘进机刀盘开口率的液压驱动型调节装置 |
| CN103437771A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-12-11 | 同济大学 | 可模拟泥水平衡盾构施工的室内模型试验装置及使用方法 |
| CN105240026A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-13 | 辽宁三三工业有限公司 | 刀盘开口率主动可变的方法和开口率主动可变刀盘 |
| CN107489426A (zh) * | 2017-09-29 | 2017-12-19 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种泥水盾构室内模拟掘进装置及其模拟方法 |
| CN109667594A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 上海城建市政工程（集团）有限公司 | 一种可改变刀盘开口率的机械装置及其使用方法 |
| CN211950498U (zh) * | 2020-02-27 | 2020-11-17 | 北京交通大学 | 一种可变换开口率及刀具型式的模型试验刀盘装置 |
| CN111648780A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-11 | 徐州工程学院 | 一种能有效稳定掘进速度的盾构机异形刀头 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106168131A (zh) | 无巷道无煤柱自留巷开采工法的装备系统 | |
| CN106168138A (zh) | 一种无巷道无煤柱自留巷开采工法的过渡支架及装备系统 | |
| CN112879022B (zh) | 借助柔性套筒系统的隧道联络通道掘进装备的进洞方法 | |
| CN111963192B (zh) | 一种新型tbm及其施工方法 | |
| CN112746852A (zh) | 借助柔性套筒始发接收的隧道联络通道掘进装备及方法 | |
| CN113530561A (zh) | 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 | |
| CN106545345A (zh) | 超前钻机快速搭载装置 | |
| CN109555901B (zh) | 一种顶管施工系统 | |
| CN204591287U (zh) | 一种螺旋出土跟管顶进管幕机 | |
| CN117605418A (zh) | 地质勘探用的扩孔装置 | |
| CN113250701A (zh) | 一种竖井掘进机及其刀盘 | |
| CN202628106U (zh) | 一种盾构掘进机刀盘的转换装置 | |
| CN209976545U (zh) | 一种用于隧道联络通道的施工装备 | |
| CN111963191B (zh) | 一种钻劈密封刀盘 | |
| CN102322272B (zh) | 硬岩隧道掘进方法 | |
| CN206477853U (zh) | 一种隧道掘进装置 | |
| CN218439245U (zh) | 一种钻机用床身总成 | |
| CN110552710B (zh) | 一种盾构机盾体滚动纠回装置及使用方法 | |
| CN219672637U (zh) | 应用于盾构机刀盘内的管线限位装置 | |
| CN220353824U (zh) | 一种双螺纹空心取芯钻杆 | |
| KR100348807B1 (ko) | 복합지질 대응형 터널 굴착기의 디스크 개량 구조 | |
| CN117513376B (zh) | 一种岩土工程边坡锚固支护结构 | |
| CN219316965U (zh) | 一种超大型分块式钢套筒用过渡钢环 | |
| CN109339802B (zh) | 一种tbm施工隧洞用的盾体调整方法 | |
| CN113356871B (zh) | 带有全回转切削钢环的隧道联络通道掘进装备及施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Guo Weishe Inventor after: Zhang Xun Inventor after: Wang Baiquan Inventor after: Sha Pingping Inventor after: You Yongfeng Inventor after: Lin Weijiang Inventor after: Feng Huanhuan Inventor after: Hou Jianhui Inventor after: Pei Chao Inventor after: Ren Shaoquan Inventor after: Yang Luwei Inventor after: Wang Yu Inventor after: Yang Yi Inventor before: Guo Weishe Inventor before: Wang Baiquan Inventor before: Sha Pingping Inventor before: You Yongfeng Inventor before: Hou Jianhui Inventor before: Feng Huanhuan Inventor before: Pei Chao Inventor before: Ren Shaoquan Inventor before: Yang Luwei Inventor before: Wang Yu Inventor before: Yang Yi Inventor before: Zhang Xun |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |