CN207315389U - 一种盾构机施工用刀盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种盾构机施工用刀盘，包括刀盘本体和多条力臂，刀盘本体的中心处设置有中心鱼尾刀，中心鱼尾刀包括固定在刀盘本体中心的中心刀、设置在中心刀一侧的第一刀具和设置中心刀另一侧的第二刀具，中心刀的长度大于第一刀具和第二刀具的长度。本实用新型通过在刀盘本体的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，能够在盾构机施工时起到一个定心的作用，防止盾构机出现偏移的状况；同时在黏土层掘进时，在中心部位形成对渣土的二次翻转搅动，增加了泥土的塑流性，能极大减少结泥饼风险；当中心鱼尾刀磨损后便于更换；将中心鱼尾刀设置为不对称结构，能有效减少刀盘本体中心位置处渣土的堆积，对减少刀盘本体中心位置结泥饼现象效果明显。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道盾构施工技术领域，尤其是涉及一种盾构机施工用刀盘。
背景技术
长春地铁2号线7标，2站2区间，车站明挖法，区间盾构法，标段全长2731.564双延米，车站建筑面积2.5万平方米，盾构区间2386.2双延米，其中东盛大街站至东环路站区间1278.7双延米，东环路站至世纪大街站1107.5双延米，盾构区间计划工期2016年9月8日至2017年9月30日。
盾构开挖范围内的土层主要以粉质粘土，粉土为主，为典型的软土地层，原刀盘刀具配置为滚刀，边缘刮刀，正面切刀，刀具搭配是典型的岩层时的刀具配置，原刀盘采用滚刀是为了进行岩石破碎，将完整的岩面分割成若干个同心圆带，此刻滚刀刀圈未经过的地方岩石也由于挤压作用产生了裂纹，结构不再致密，再用刮刀和切刀就可以轻松将它刮削下来。软土刀具由于其采用的硬质合金性能及硬质合金与钢的钎焊强度限制，决定了它不可以在30MPa以上的岩层使用，易产生硬质合金的崩裂和硬质合金刀片的脱落。在软土层掘进，土层力学性能很差，岩石单轴抗压强度低，不需要进行岩面的破碎，只需要配置软土刀具对土层刮削和扰动，使得掌子面的沙土从掌子面脱离，脱落的砂土在切刀和边缘刮刀的刮削作用下进入土仓，最后通过螺旋输送机排出去，从而实现地层的掘进。这样意味着原来刀盘的刀具配置是不能适应新地层掘进的。
在软土层掘进，地层稳定性差，且土层较为复杂，盾构在掘进过程中极易出现刀盘飘忽不定，忽高忽低，盾构姿态调整困难的情况，同时在粘土层掘进，粘土受热或者挤压，容易出现结泥饼的现象，造成刀盘中心部位出渣口被挡住，进而造成排渣和掘进困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种盾构机施工用刀盘，其通过在刀盘本体的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，能够在盾构机施工时起到一个定心的作用，防止盾构机出现偏移的状况；同时在黏土层掘进时，在中心部位形成对渣土的二次翻转搅动，增加了泥土的塑流性，能极大减少结泥饼风险；当中心鱼尾刀磨损后便于更换；将中心鱼尾刀设置为不对称结构，能有效减少刀盘本体中心位置处渣土的堆积，对减少刀盘本体中心位置结泥饼现象效果明显。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种盾构机施工用刀盘，包括刀盘本体和自所述刀盘本体的中心呈放射状均匀排布的多条力臂，其特征在于：所述刀盘本体的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，所述中心鱼尾刀沿所述刀盘本体的周向布设，所述中心鱼尾刀包括固定在所述刀盘本体中心的中心刀、设置在所述中心刀一侧的第一刀具和设置所述中心刀另一侧的第二刀具，所述中心刀、第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述中心刀的长度大于所述第一刀具和第二刀具的长度，所述第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述第一刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第一贝壳刀，多个所述第一贝壳刀的长度均不相同，多个所述第一贝壳刀的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第二刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第二贝壳刀，多个所述第二贝壳刀的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第一贝壳刀的数量小于所述第二贝壳刀的数量。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：所述中心鱼尾刀的长度为1m～1.2m。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：所述中心鱼尾刀与所述刀盘本体通过螺栓连接。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：所述力臂的数量为6个，每个所述力臂上均设置有辐条面，每个所述辐条面上沿所述辐条面的长度方向设置有多个先行刀。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：每个所述辐条面的两侧均设置有一列沿所述辐条面长度方向的切削刀具，每列所述切削刀具均包括多个切削刀。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：所述刀盘本体的外边缘沿所述刀盘本体的周向布设有多个滚刀。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：所述中心刀的长度为300mm～350mm。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：多个所述第一贝壳刀中最外侧的所述第一贝壳刀的长度为150mm～160mm。
上述一种盾构机施工用刀盘，其特征是：多个所述第二贝壳刀中最外侧的第二贝壳刀的长度为250mm～290mm。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1.刀盘本体的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，在盾构机施工时，首先将鱼尾刀挤入开挖岩体面，形成一个锥形定位孔，该锥形定位孔可以起到一个定心的作用，防止盾构施工时，盾构机出现偏移的状况，同时在粘土层作用时，它可以导引刀盘掘进方向，减少盾构出现“抬头”或者“磕头”现象，同时在黏土层掘进时，在中心部位形成对渣土的二次翻转搅动，增加了泥土的塑流性，能极大减少结泥饼风险；且中心鱼尾刀为可拆卸式，当中心鱼尾刀磨损后便于更换。
2.第一贝壳刀的数量小于第二贝壳刀的数量，即将中心鱼尾刀设置为不对称结构，相对于两侧完全不对称结构的鱼尾刀，能够增加刀盘本体中心的开口率，便于渣土从另一侧的开口处进入刀盘土仓内，能有效减少刀盘本体中心位置处渣土的堆积，对减少刀盘本体中心位置结泥饼现象效果明显；同时由于第二贝壳刀的设置，能有效地减小刀盘本体中心在只设置第一贝壳刀时，带来的刀盘本体受力不均衡状态,增强了刀盘本体中心位置泥土的翻转和搅拌效果，减少刀盘本体中心结泥现象。
综上所述，本实用新型通过在刀盘本体的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，能够在盾构机施工时起到一个定心的作用，防止盾构机出现偏移的状况；同时在黏土层掘进时，在中心部位形成对渣土的二次翻转搅动，增加了泥土的塑流性，能极大减少结泥饼风险；当中心鱼尾刀磨损后便于更换；将中心鱼尾刀设置为不对称结构，能有效减少刀盘本体中心位置处渣土的堆积，对减少刀盘本体中心位置结泥饼现象效果明显。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—刀盘本体； 2—辐条面； 3—先行刀；
4—滚刀； 5—切削刀； 6—中心刀；
7—第一贝壳刀； 8—第二贝壳刀。
具体实施方式
如图1所示的一种盾构机施工用刀盘，包括刀盘本体1和自所述刀盘本体1的中心呈放射状均匀排布的多条力臂，所述刀盘本体1的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，所述中心鱼尾刀沿所述刀盘本体1的周向布设，所述中心鱼尾刀包括固定在所述刀盘本体1中心的中心刀6、设置在所述中心刀6一侧的第一刀具和设置所述中心刀6另一侧的第二刀具，所述中心刀6、第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述中心刀6的长度大于所述第一刀具和第二刀具的长度，所述第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述第一刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第一贝壳刀7，多个所述第一贝壳刀7的长度均不相同，多个所述第一贝壳刀7的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第二刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第二贝壳刀8，多个所述第二贝壳刀8的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第一贝壳刀7的数量小于所述第二贝壳刀8的数量。
本实施例中，所述刀盘本体1的外边缘沿所述刀盘本体1的周向布设有多个滚刀4。
本实施例中，所述中心刀6的长度为300mm～350mm。
本实施例中，多个所述第一贝壳刀7中最外侧的第一贝壳刀7的长度为150mm～160mm。
本实施例中，多个所述第二贝壳刀8中最外侧的第二贝壳刀8的长度为250mm～290mm。
实际使用时，刀盘本体1的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，且多个所述第一贝壳刀7的长度均不相同，多个所述第一贝壳刀7的长度沿所述直线由内向外依次减小，多个所述第二贝壳刀8的长度沿所述直线由内向外依次减小，在盾构机施工时，首先将鱼尾刀挤入开挖岩体面，形成一个锥形定位孔，该锥形定位孔可以起到一个定心的作用，防止盾构施工时，盾构机出现偏移的状况，同时在粘土层作用时，它可以导引刀盘掘进方向，减少盾构出现“抬头”或者“磕头”现象，同时在黏土层掘进时，在中心部位形成对渣土的二次翻转搅动，增加了泥土的塑流性，能极大减少结泥饼风险；且中心鱼尾刀为可拆卸式，当中心鱼尾刀磨损后便于更换。
实际使用时，第一贝壳刀7的数量小于第二贝壳刀8的数量，即将中心鱼尾刀设置为不对称结构，相对于两侧完全不对称结构的鱼尾刀，能够增加刀盘本体1中心的开口率，便于渣土从另一侧的开口处进入刀盘土仓内，能有效减少刀盘本体1中心位置处渣土的堆积，对减少刀盘本体1中心位置结泥饼现象效果明显；同时由于第二贝壳刀8的设置，能有效地减小刀盘本体1中心在只设置第一贝壳刀7时，带来的刀盘本体1受力不均衡状态,增强了刀盘本体1中心位置泥土的翻转和搅拌效果，减少刀盘本体1中心结泥现象。
实际使用时，所述中心刀6的长度大于所述第一刀具和第二刀具的长度，在保证了使所述刀盘本体1中心先行切削搅拌土体的前提下，大大增强了中心刀6的强度，以满足在较硬地层或者长距离掘进的要求。
实际使用时，所述第一贝壳刀7的数量为6个，所述第二贝壳刀8的数量为2个。
本实施例中，所述中心鱼尾刀的长度为1m～1.2m。
本实施例中，所述中心鱼尾刀与所述刀盘本体1通过螺栓连接。
实际使用时，所述中心鱼尾刀与所述刀盘本体1的连接方式为可拆卸连接，优选的为螺栓连接，连接牢靠，且螺栓的抗剪切和抗扭性能高。
本实施例中，所述力臂的数量为6个，每个所述力臂上均设置有辐条面2，每个所述辐条面2上沿所述辐条面2的长度方向设置有多个先行刀3。
本实施例中，每个所述辐条面2的两侧均设置有一列沿所述辐条面2长度方向的切削刀具，每列所述切削刀具均包括多个切削刀5。
实际使用时，所述力臂的数量优选的为6个，且每个所述辐条面2上沿所述辐条面2的长度方向设置有多个先行刀3，每个所述辐条面2的两侧均设置有一列沿所述辐条面2长度方向的切削刀具，目的是便于在盾构机施工时，便于对土体的削切，有利于盾构机的向前推进。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种盾构机施工用刀盘，包括刀盘本体(1)和自所述刀盘本体(1)的中心呈放射状均匀排布的多条力臂，其特征在于：所述刀盘本体(1)的中心处设置有可拆卸的中心鱼尾刀，所述中心鱼尾刀沿所述刀盘本体(1)的周向布设，所述中心鱼尾刀包括固定在所述刀盘本体(1)中心的中心刀(6)、设置在所述中心刀(6)一侧的第一刀具和设置所述中心刀(6)另一侧的第二刀具，所述中心刀(6)、第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述中心刀(6)的长度大于所述第一刀具和第二刀具的长度，所述第一刀具和第二刀具布设在同一直线上，所述第一刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第一贝壳刀(7)，多个所述第一贝壳刀(7)的长度均不相同，多个所述第一贝壳刀(7)的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第二刀具包括多个沿所述直线由内向外紧贴在一起的第二贝壳刀(8)，多个所述第二贝壳刀(8)的长度沿所述直线由内向外依次减小，所述第一贝壳刀(7)的数量小于所述第二贝壳刀(8)的数量。
2.按照权利要求1所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：所述中心鱼尾刀的长度为1m～1.2m。
3.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：所述中心鱼尾刀与所述刀盘本体(1)通过螺栓连接。
4.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：所述力臂的数量为6个，每个所述力臂上均设置有辐条面(2)，每个所述辐条面(2)上沿所述辐条面(2)的长度方向设置有多个先行刀(3)。
5.按照权利要求4所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：每个所述辐条面(2)的两侧均设置有一列沿所述辐条面(2)长度方向的切削刀具，每列所述切削刀具均包括多个切削刀(5)。
6.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：所述刀盘本体(1)的外边缘沿所述刀盘本体(1)的周向布设有多个滚刀(4)。
7.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：所述中心刀(6)的长度为300mm～350mm。
8.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：多个所述第一贝壳刀(7)中最外侧的所述第一贝壳刀(7)的长度为150mm～160mm。
9.按照权利要求1或2所述的一种盾构机施工用刀盘，其特征在于：多个所述第二贝壳刀(8)中最外侧的第二贝壳刀(8)的长度为250mm～290mm。
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| CN108979651A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-11 | 陕西铁路工程职业技术学院 | 一种盾构机刀盘 |
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