[發明專利]用于富含粘土礦物地層的盾構刀盤刀具配置結構及方法

有效

• 申請號: 201811213611.9
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109281678B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李鴻;董明鋼;裘華;邵金洪;徐辰春;何國軍;袁風波;黃德中;范杰;孫晗;鄭宜楓;胡群輝;楊建平;錢凱;趙陽;孫振東;何昀;王志華;羅賽楠;左志學;楊燚;傅曉瑞;倪博煒;韓嘉臻
• 申請（專利權）人: 上海隧道工程有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發明涉及一種用于富含粘土礦物地層的盾構刀盤刀具配置結構及方法，該結構包括：裝設于刀盤的輻條板上的先行刀；以及裝設于所述輻條板兩側部并靠近所述刀盤上的開口設置的刮刀，位于同一輻條板上的刮刀設于對應的先行刀的兩側，且所述刮刀的切削面高于所述先行刀的切削面。本發明采用將刀盤的開口處刮刀的切削面配置為高于輻條板上的先行刀的切削面，利用刮刀發揮現有刀盤中先行刀的作用，即切削土體，減少了先行刀切土的比例；刮刀靠近開口設置，使得刮刀切削下來的渣土能夠直接流入到對應的開口，避免渣土滯留或淤積在刀盤上，有效緩解了刀盤面板結泥現象。先行刀設于刀盤的輻條板上，用于保護刀盤面板。

技術領域

本發明涉及盾構施工領域，特指一種用于富含粘土礦物地層的盾構刀盤刀具配置結構及方法。

背景技術

近年來，隨著國內城市基礎建設的迅速發展，越來越多采用大直徑盾構穿江過海，隧道建設也逐步向大直徑、大埋深方向發展。

為適應不同地區的地層條件及功能需求，盾構機的種類也得到進一步發展。采用常壓可更換刀具設計的盾構機得到快速推廣應用，其刀盤通常具有大直徑、小開口率及刀臂寬度較大等特點，先行刀一般布置在面板中部半徑上。當盾構在富含粘土礦物地層掘進時，因土體富含粒徑小、黏性大的黏土礦物質，先行刀切削下來的渣土由于流動性差、進入開口距離長等原因，很容易黏著在刀具周圍并進一步附著在刀盤面板上，結泥包裹刀具，大大降低了刀具的切削能力，也在刀盤面板上形成硬且厚的泥餅，嚴重影響掘進效率。

現有的刀盤配置有以下幾個缺點：

刀盤面板正面渣土黏性大、流動性較差時，易覆蓋包裹面板中半徑方向的先行刀，影響進刀率，使其切削作用大幅降低，久之，渣土在先行刀四周和刀盤面板硬化形成餅狀泥團，造成扭矩和擠壓力急劇上升，嚴重降低掘進效率；

先行刀切削下的渣土需通過較長的平行于刀盤面板的路徑進入刀盤開口，易出現排放不暢，渣土滯留、淤積在開挖艙內，進一步磨損刀具、刀桶和刀盤面板；

盾構機長時間掘進，刀盤上所粘結的泥餅與開挖面的長時間研磨，致使刀盤和盾構機前盾溫度升高，造成潛在風險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于富含粘土礦物地層的盾構刀盤刀具配置結構及方法，解決現有的刀盤先行刀布置于面板中部半徑的主輻條板上存在的渣土易包裹先行刀而降低其切削作用，從而影響進刀率，降低掘進效率；渣土進入刀盤開口路徑較長易出現排放不暢，渣土滯留、淤積在開挖艙內，進一步磨損刀具、刀桶和刀盤面板；以及盾構上粘結的泥餅與開挖面的長時間研磨導致刀盤和盾構機前盾溫度升高，造成潛在風險等的問題。

實現上述目的的技術方案是：

本發明提供了一種用于富含粘土礦物地層的盾構刀盤刀具配置結構，包括：

裝設于刀盤的輻條板上的先行刀；

裝設于所述輻條板兩側部并靠近所述刀盤上的開口設置的刮刀，位于同一輻條板上的刮刀設于對應的先行刀的兩側，且所述刮刀的切削面高于所述先行刀的切削面。

本發明采用將刀盤的開口處刮刀的切削面配置為高于輻條板上的先行刀的切削面，利用刮刀發揮現有刀盤中先行刀的作用，即切削土體，減少了先行刀切土的比例；刮刀靠近開口設置，使得刮刀切削下來的渣土能夠直接流入到對應的開口，避免渣土滯留或淤積在刀盤上，有效緩解了刀盤面板結泥現象。先行刀設于刀盤的輻條板上，用于保護刀盤面板。

本發明刀具配置結構的進一步改進在于，所述刮刀的刀桶靠近所述刮刀的端部設有第一加長段，所述第一加長段靠近所述刀桶上的密封圈設置，通過設置所述第一加長段使得所述刮刀的切削面高于所述先行刀的切削面。

本發明刀具配置結構的進一步改進在于，還包括墊設于與刀箱連接的反向框架上靠近所述刀箱端部的第一墊板，所述第一墊板的厚度與第一加長段的厚度相等。