CN207048791U - 适用于片石区的盾构机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于片石区的盾构机刀盘，包括刀盘、呈辐射状排列在刀盘上的若干个辐条、漏斗状钢格栅，所述辐条与钢格栅之间、辐条与辐条之间形成开口区域，所述辐条和钢格栅在开口区域侧边沿着辐射方向间隔设有若干个凹槽，并设置有与凹槽可拆卸连接的格栅板和合金块，所述格栅板横向设在开口区域，两端分别嵌入对应的凹槽并以可拆卸方式连接，所述合金块盖合于单个凹槽上用于封住凹槽，所述合金块与格栅板可相互替代以调节开口区域的开口尺寸大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，提高了土压平衡式盾构机在城市道路回填片石地层中掘进时的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及EPB(土压平衡)盾构机领域，特别是涉及一种适用于片石区的盾构机刀盘。
背景技术
在盾构法施工过程中，刀盘开口率和单个刀盘开口尺寸是盾构机一个非常重要的技术指标之一。所谓开口率是指盾构机刀盘开口面积与刀盘面积的比值，刀盘开口面积不仅包括刀盘正面开口面积也包括侧面开口面积。刀盘开口必须根据地质条件、开挖面的稳定性和开挖效率来决定其形状、尺寸和配置。
目前随着城市地下交通的不断发展，盾构施工会穿越城市道路回填片石路地层，由于大部分片石尺寸往往大于螺旋机允许通过尺寸，以往的盾构机无法适用于穿越道路回填片石地层，为防止片石卡住螺旋机造成螺旋机的损坏，降低施工风险，加快盾构施工进度，缩短工期，是否能通过对土压平衡式盾构机刀盘进行必要改造，增大其对城市道路回填片石地层的适应性，同时又能满足在硬岩掘进时适应性的需要成为一个突破点。具体如何改变刀盘的形式，使土压平衡式盾构机在城市道路回填片石地层中掘进时，基本具备土压平衡式盾构机的可靠性和安全性成为一个亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于片石区的盾构机刀盘，能够通过控制格栅挡板与合金块的数量和位置控制单个开口尺寸和开口率，从而同时满足盾构穿越城市道路回填片石地层和硬岩地层的适用性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种适用于片石区的盾构机刀盘，包括刀盘、呈辐射状排列在刀盘上的若干个辐条、漏斗状钢格栅，所述辐条与钢格栅之间、辐条与辐条之间形成开口区域，所述辐条和钢格栅在开口区域侧边沿着辐射方向间隔设有若干个凹槽，并设置有与凹槽可拆卸连接的格栅板和合金块，所述格栅板横向设在开口区域，两端分别嵌入对应的凹槽并以可拆卸方式连接，所述合金块盖合于单个凹槽上用于封住凹槽，所述合金块与格栅板可相互替代以调节开口区域的开口尺寸大小。
在本实用新型一个较佳实施例中，格栅板包括矩形格栅挡板和楔形格栅挡板；所述矩形格栅挡板设在远离刀盘中心的开口区域，所述楔形格栅挡板设在靠近刀盘中心的开口区域，并以间隔形式安装在靠近刀盘中心的开口区域。
在本实用新型一个较佳实施例中，为与所述凹槽形状配合，所述合金块具有两个直角面。
进一步的，辐条的边缘设置有若干个刮刀，位于辐条刮刀处的楔形格栅挡板上均开有一缺口，方便楔形格栅挡板的安装与拆卸。
在本实用新型一个较佳实施例中，矩形格栅挡板、楔形格栅挡板与辐条、钢格栅均通过螺栓固定连接，所述凹槽内设有一个或两个螺纹孔。在盾构机未进入片石区前，在每个凹槽处通过螺栓固定所述合金块，防止碎石堵塞螺纹孔；进入片石区时，将所述合金块卸下，通过螺栓固定连接矩形格栅挡板、楔形格栅挡板与辐条、钢格栅。
进一步的，为使所述螺栓具有一定的耐磨性，所述螺栓的材质为合金钢。
在本实用新型一个较佳实施例中，为了防止盾构刀盘进入片石区时矩形格栅挡板、楔形格栅挡板造成磨损，所述矩形格栅挡板、楔形格栅挡板的材质均为合金钢。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过控制矩形格栅挡板、楔形格栅挡板与合金块的位置与数量，来调节刀盘单孔开口尺寸与刀盘开口率的大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，避免了大尺寸片石对螺旋机造成的损坏，降低施工风险，加快盾构施工进度，缩短工期，为盾构快速、安全穿越片石地层提供保障；
后期通过开仓拆除矩形格栅挡板与楔形格栅挡板，恢复刀盘开口率，增加进土面积，实现后期快速掘进，提高了土压平衡式盾构机在城市道路回填片石地层中掘进时的可靠性和安全性。
附图说明
图1是改进前盾构机刀盘的正视图；
图2是改进后盾构机刀盘一较佳实施例的立体结构示意图；
图3是图2的正视图；
图4是图2的分解图；
图5是图2的A部放大图；
图6是所述楔形格栅挡板其中之一的结构示意图；
图7是所述楔形格栅挡板其中之二的结构示意图；
图8是所述楔形格栅挡板其中之三的结构示意图；
图9是所述适用于片石区的盾构机刀盘的使用状态之一的部分放大示意图；
图10是所述适用于片石区的盾构机刀盘的使用状态图之二；
图11是图10的正视图；
附图中各部件的标记如下：1、刀盘，2、辐条，3、钢格栅，4、刮刀，5、滚刀，6、矩形格栅挡板，7、楔形格栅挡板，8、凹槽，9、螺纹孔，10、螺栓，11、缺口，12、合金块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，改进前的盾构机刀盘，包括刀盘1、呈辐射状排列在刀盘1上的六根辐条2，相邻辐条2之间的间隔区域设置有漏斗状钢格栅3，辐条2与钢格栅3之间、辐条2与辐条2之间形成12个开口区域，辐条2的边缘设置有若干个刮刀4，辐条2的中部及钢格栅3上设置有若干个滚刀5。
如图2和图3所示，改进后的盾构刀盘还包括矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7、合金块12，在开口区域侧边沿着辐射方向间隔设有若干个凹槽8，矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7、合金块12与凹槽8为可拆卸式连接。在辐条2与钢格栅3的每个远离刀盘1中心的开口区域，均以辐条2为轴线对称布置30块矩形格栅挡板6；在相邻辐条2靠近刀盘1中心的开口区域，间隔布置三块楔形格栅挡板7，矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7横向设在开口区域，两端分别嵌入对应的凹槽8并以可拆卸方式连接，所述合金块12盖合于单个凹槽8上用于封住凹槽8。通过所述合金块12与矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7可相互替代以调节开口区域的开口尺寸大小，使刀盘1上单个开口区域的尺寸小于290mm*500mm，降低了开口尺寸，减小了刀盘开口率。
具体的，矩形格栅挡板6以辐条2为轴线对称布置在辐条2与钢格栅3之间的开口区域，其一端安装在辐条2的相邻刮刀4之间，另一端安装在临近的钢格栅3上。楔形格栅挡板7间隔布置在相邻辐条2之间的开口区域，其两边与相邻辐条2连接，一边与钢格栅3的顶端连接，楔形格栅挡板7的间隔布置，从整体上减小了盾构机刀盘的开口率。结合图4，矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7、合金块12与辐条2、钢格栅3的连接处均设有所述凹槽8，凹槽8内设有一个或两个螺纹孔9，根据刀盘1上单个开口区域尺寸及刀盘开口率的需求，选择不同数量的矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7、合金块12与辐条2、钢格栅3上的凹槽8通过螺栓10固定连接。如图5所示，位于辐条2刮刀4处的楔形格栅挡板7上均开有一缺口11，方便楔形格栅挡板的安装与拆卸，具体每个楔形格栅挡板7的形状参阅图6至图8。
为了防止盾构刀盘进入片石区时矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7造成磨损，所述矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7的材质均为合金钢。同样，为了增加所述螺栓10的耐磨性，所述螺栓10的材质也为合金钢。
结合图9，前期正常推进期间，即在盾构机未进入片石区前，在每个凹槽8处通过螺栓10固定所述合金块12，防止碎石堵塞螺纹孔。在盾构进入片石区时，进行开仓，卸下通过螺栓10固定的合金块12，此时盾构机刀盘如图10和图11所示，将矩形格栅挡板6与楔形格栅挡板7通过螺栓10固定在凹槽8内。盾构出片石区后，卸下通过螺栓10固定的矩形格栅挡板6与楔形格栅挡板7，将合金块12通过螺栓10再次固定在凹槽8内，然后进行正常掘进。
本实用新型通过控制矩形格栅挡板6、楔形格栅挡板7与合金块12的位置与数量，来调节刀盘1单孔开口尺寸与刀盘开口率的大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，避免了大尺寸片石对螺旋机造成的损坏，降低施工风险，加快盾构施工进度，缩短工期，为盾构快速、安全穿越片石地层提供保障；后期通过开仓拆除矩形格栅挡板6与楔形格栅挡板7，恢复刀盘开口率，增加进土面积，实现后期快速掘进，提高了土压平衡式盾构机在城市道路回填片石地层中掘进时的可靠性和安全性。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于片石区的盾构机刀盘，包括刀盘、呈辐射状排列在刀盘上的若干个辐条、漏斗状钢格栅，所述辐条与钢格栅之间、辐条与辐条之间形成开口区域，其特征在于，所述辐条和钢格栅在开口区域侧边沿着辐射方向间隔设有若干个凹槽，并设置有与凹槽可拆卸连接的格栅板和合金块，所述格栅板横向设在开口区域，两端分别嵌入对应的凹槽并以可拆卸方式连接，所述合金块盖合于单个凹槽上用于封住凹槽，所述合金块与格栅板可相互替代以调节开口区域的开口尺寸大小。
2.根据权利要求1所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，格栅板包括矩形格栅挡板和楔形格栅挡板；所述矩形格栅挡板设在远离刀盘中心的开口区域，所述楔形格栅挡板设在靠近刀盘中心的开口区域。
3.根据权利要求1所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，所述合金块具有两个直角面。
4.根据权利要求3所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，辐条的边缘设置有若干个刮刀，位于辐条刮刀处的楔形格栅挡板上均开有一缺口。
5.根据权利要求1至4任一项所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，矩形格栅挡板、楔形格栅挡板、合金块与辐条、钢格栅均通过螺栓固定连接，所述凹槽内设有一个或两个螺纹孔。
6.根据权利要求5所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，所述螺栓的材质为合金钢。
7.根据权利要求1至4任一项所述的适用于片石区的盾构机刀盘，其特征在于，矩形格栅挡板、楔形格栅挡板的材质均为合金钢。
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