CN205895247U - 一种用于砂岩泥岩的单护盾tbm刀盘 - Google Patents
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Abstract
一种用于砂岩泥岩的单护盾TBM刀盘,其特征在于：在刀盘背面部分中心区域设置六个喷水装置，六个喷水装置沿刀盘背面出入口外圈周边均匀分布；分别在每个溜渣板上设计焊接防粘泥链条，链条间距为50mm均匀分部，链条一端焊接于溜渣板。岩渣通过刀盘开口或被刀盘边缘的刮渣铲斗铲起进入刀盘内部，随着刀盘的旋转岩土沿溜渣板滑入主机皮带机出渣。本刀盘有效地解决了TBM刀盘掘进砂岩产生的扰动大、刀具偏磨的现象；也解决了刀盘在掘进泥岩时TBM刀盘易结泥饼、刀盘开口被敷、铲斗堵死等现象。本刀盘具有安全高效、节省工期、节约成本等特性。
Description
技术领域
本实用新型适用于单护盾TBM刀盘在砂岩泥岩中掘进。
背景技术
重庆轨道交通环线区间隧道采用单护盾TBM隧道横断面型式为圆型，开挖直径6880mm。围岩主要以砂岩、砂质泥岩为主，抗压强度约在25MPa左右，局部地段强度略高，总体自稳性较好，地下水为松散堆积层孔隙水、基岩裂隙风化水。当TBM刀盘在掘进砂岩时，刀盘对围岩产生的扰动大；当TBM刀盘在掘进泥岩时刀盘结泥饼、刀具偏磨、刀盘开口被敷、铲斗堵死现象，对现场施工造成掘进施工安全不可靠、成本增加、进度缓慢，基于该特殊地层条件下出现的刀盘所存在的问题，本工程研究设计出了符合该地层条件的单护盾TBM刀盘。
发明内容
一种用于砂岩泥岩的单护盾TBM刀盘，其特征在于：在刀盘背面部分中心区域设置六个喷水装置，六个喷水装置沿刀盘背面出入口外圈周边均匀分布。
进一步，盘采用中心滚刀数量为4把双联滚刀，双联滚刀间距为100mm；24把正面单刃滚刀，正面单刃滚刀间距调整为90mm；10把边缘单刃滚刀，边缘单刃滚刀采用17英寸单刃滚刀，边缘单刃滚刀高出面板170mm；正向刮渣铲斗6个，反向刮渣铲斗6个，正面刮渣铲斗高出面板125mm。
进一步，分别在每个溜渣板上设计焊接防粘泥链条，链条间距为50mm均匀分布，链条一端焊接于溜渣板。
1.全断面刀盘在主驱动及推进油缸的共同作用下，滚、压破碎岩体。岩渣通过刀盘开口或被刀盘边缘的刮渣铲斗铲起进入刀盘内部，随着刀盘的旋转沿溜渣板滑入主机皮带机，完成掘进出渣。
2.滚刀间距的确定和铲斗铲刀高度的确定能有效地减少刀盘切削掌子面和铲斗收集渣土时，刀盘对砂岩地层产生的扰动，提高了隧道施工的安 全性。
3.刀盘背面出入口周边设有喷水装置，满足整个刀盘全面的润滑和冷却，杜绝了刀盘在泥岩中结泥饼的现象，节省了人工清理刀盘泥饼的时间；
4.在正反铲斗之间的刀盘隔板上焊防粘泥链条，杜绝了刀盘在掘进泥岩时铲斗被敷和堵死的现象，节约了清理刀盘开口和铲斗的时间。
利用本单护盾TBM刀盘设计掘进砂岩泥岩，具有如下优点：
1.安全高效，减少地层的扰动，刀具有效使用限度达到最优，最大限度的满足掘进施工要求；
2.节省工期，在砂岩泥岩中溜渣效果好，不敷刀盘不结泥饼，不堵塞铲斗，减少清理刀盘时间；
3.节约成本，刀盘增强了冷却效果，保护刀盘与刀具，刀具更换数量少。
附图说明
图1刀盘结构剖视图
图2刀盘结构左视图
图3刀盘刀具刀间距设计图
图4刀盘背部喷水位置图
图5正向铲斗防粘泥链条焊接位置示意图
图6反向铲斗防粘泥链条焊接位置示意图
其中：
1-正向刮渣铲斗 2-反向刮渣铲斗 3-溜渣槽 4-正面喷水口 5-中心双联滚刀 6-人孔 7-正面滚刀 8-回转接头 9-溜渣板 10-刀盘法兰连接螺栓 11-正面刮渣铲斗 12-双联滚刀间距 13-正面单刃滚刀间距 14-边缘单刃滚刀间距15-喷水装置 16-背面出入口17-防粘泥链条焊点 18-防粘泥链条 19-铲刀固定双排螺栓
具体实施方式
1.重庆轨道交通环线区间隧道采用全断面单护盾TBM硬岩掘进机施工，围岩主要以砂岩、砂质泥岩为主，抗压强度约在25MPa左右，局部地段 强度略高，总体自稳性较好，地下水为松散堆积层孔隙水、基岩裂隙风化水。
2.刀盘设计开挖直径6880mm，面板设计采用10mm的Hardox耐磨板；刀盘中心采用20mm的SA1750CR复合耐磨板；刀盘外周采用镶嵌合金耐磨板；刀盘锥面及背面采用Hardox500耐磨板；滚刀侧部采用Hardox耐磨保护块。刀盘设计回转接头1个，正面喷水口6个，6个溜渣槽可以实现正反方向出渣。刀盘连接方式为法兰螺栓连接，刀盘设计人孔1个，方便观察掌子面地质情况，满足施工要求。
3.刀盘滚刀间距的确定和铲斗铲刀高度的确定能有效地减少刀盘在切削掌子面和铲斗收集渣土时对砂岩地层产生的扰动。刀盘刀具设计采用中心滚刀数量为4把双联滚刀间距为100mm；24把正面单刃滚刀间距调整为90mm；10把边缘单刃滚刀，滚刀采用17英寸单刃滚刀其设计承载能力为250kN，滚刀高出面板170mm；正向刮渣铲斗6个，反向刮渣铲斗6个，正面刮渣铲斗高出面板125mm。铲刀采用Hardox钢加工成型，刃部堆焊耐磨焊层。背装式铲刀设计，使用双排螺栓固定。
4.在刀盘背面部分中心区域设置六个喷水装置，六个喷水装置沿刀盘背面出入口外圈周边均匀分布，每个喷水压力为10bar，流量为20L/min，每个喷嘴方向调整至对准刀盘内部直径轴线的2/3处，当刀盘在主驱动和推进油缸的作用力下，刀盘旋转切削掌子面和铲斗铲渣时，喷水会随着刀盘的旋转喷向刀盘四周，对刀盘起到冲刷的作用，喷水在重力作用下喷水往下流动，从而满足整个刀盘全面的润滑和冷却，杜绝了刀盘在泥岩中掘进结泥饼的现象，节省了人工清理刀盘泥饼的时间。
5.分别在每个溜渣板上设计焊接防粘泥链条，每一节链条长400mm，链条间距为50mm均匀分部，采用一端焊接于溜渣板，当刀盘转动铲渣时，防粘泥链条在重力作用下始终保持竖直向下，与刀溜渣板产生相对运动，使泥土掉落，从而杜绝了溜渣板被敷和堵死的现象，节省清理刀盘开口和溜渣槽的时间。
6.将17寸滚刀启动扭矩设置在23-25N.m之间能有效地减少刀具在掘进泥岩时造所产生的偏磨现象；设计刀盘冷却装置，使刀具得到充分的冷 却和润滑，有效地防止了刀具在砂岩中掘进造成的刀具偏磨，从而减少了换刀时间和换刀数量，有效地节约了施工成本。
Claims (1)
1.一种用于砂岩泥岩的单护盾TBM刀盘，其特征在于：在刀盘背面部分中心区域设置六个喷水装置，六个喷水装置沿刀盘背面出入口外圈周边均匀分布；刀盘采用中心滚刀数量为4把双联滚刀，双联滚刀间距为100mm；24把正面单刃滚刀，正面单刃滚刀间距调整为90mm；10把边缘单刃滚刀，边缘单刃滚刀采用17英寸单刃滚刀，边缘单刃滚刀高出面板170mm；正向刮渣铲斗6个，反向刮渣铲斗6个，正面刮渣铲斗高出面板125mm；分别在每个溜渣板上设计焊接防粘泥链条，链条间距为50mm均匀分布，链条一端焊接于溜渣板。
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