[發明專利]一種泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤及泥水盾構機

在審

• 申請號: 202110869664.1
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113446018A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 劉中欣;王東欣;張慶軍;楊云;牛得草;王建秀;李胡博強;張玉龍;焦磊;李桂杰;劉龍飛
• 申請（專利權）人: 中鐵十五局集團有限公司;中鐵十五局集團城市軌道交通工程有限公司;同濟大學
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/00;E21F17/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發明涉及一種泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤及泥水盾構機，該刀盤包括刀盤本體(1)以及設置于刀盤本體(1)開口邊處的隔離片(12)，隔離片(12)通過旋轉伸出或縮入刀盤本體(1)。與現有技術相比，本發明通過隔離片以及中央控制系統的設置，可以快速、簡便、精確的改變盾構機刀盤整體的開口率，有效減少盾構機刀盤整體的更換次數，提高施工安全性和效率。

技術領域

本發明屬于地質工程、巖土工程、隧道與地下建筑工程，隧道開挖領域，具體涉及一種泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤及泥水盾構機。

背景技術

盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機。盾構的施工法是掘進機在掘進的同時構建(鋪設)隧道之“盾”(指支撐性管片)。在施工過程中，地面上不用大面積拆遷，不阻斷交通，施工無噪音，地面不沉降，不影響居民的正常生活，因此盾構機已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

刀盤是盾構機的核心部件，刀盤開口率(開孔率)一般指刀盤開口區域面積與刀盤總面積的比值。刀盤開口直接影響渣土流動性、刀盤刀具發熱、磨損、切削效率和可靠性，在隧道開挖過程中，會遇到不同條件的圍巖，常常需要頻繁更換刀盤，以適應相應的圍巖條件繼續掘進，但每次更換刀盤都會消耗大量的人力物力以及施工時間，且帶壓更換刀具對作業人員而言有一定危險性。因此，需要設計開發一種新型的盾構機刀盤。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤及泥水盾構機。實現了刀盤開口率的快速、簡單、便利的調整，可以采用一個盾構機刀盤實現多種圍巖條件的開挖。有效減少盾構機刀盤整體的更換次數，提高施工安全性和效率。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤，包括刀盤本體以及設置于刀盤本體開口邊處的隔離片，所述的隔離片通過旋轉伸出或縮入刀盤本體。

優選地，所述的刀盤本體具有多個沿周向分布的扇形部，各扇形部的一側為開口邊，隔離片設有多個，分別可旋轉地從各扇形部開口邊伸出或縮入扇形部。

優選地，所述的刀盤本體具有四個沿周向分布呈的扇形部，各扇形部的一側為開口邊，隔離片設有四個，分別可旋轉地從各扇形部的開口邊伸出或縮入扇形部。

優選地，四個扇形部分布呈“十”字型。

優選地，多個扇形部的頂點相交于刀盤本體的中心處，每個扇形部的開口邊一側設有用于容納隔離片的空腔，多個隔離片呈扇形，頂點相交于刀盤本體的中心處，并可繞刀盤本體的中心處旋轉。

優選地，所述的隔離片的厚度小于扇形部的厚度。

優選地，該刀盤還包括中央控制系統，所述的中央控制系統具有電連接的控制器和通信線路，所述的控制器用于控制隔離片的旋轉，所述的通信線路用于將包括確定的刀盤開孔率在內的數據傳輸到控制器中。

優選地，所述的控制器包括傳動連接的驅動電機和驅動齒輪組；所述的驅動齒輪組包括與隔離片(12)連接的從動齒輪以及設置于驅動電機輸出軸上并與從動齒輪相嚙合的主動齒輪。

本發明第二方面提供一種泥水盾構機，包括所述的刀盤。

優選地，所述的刀盤設置于盾構機的前部。

本發明的泥水盾構機可折入式空隙可變刀盤在隧道開挖過程中，通過已知的隧道圍巖情況，確定出所需盾構開孔率大小(例如可以采用信息采集系統通過壓力感知設備(例如壓力傳感器)測定待挖圍巖條件，并將測定結果傳送至處理分析單元進行分析，處理分析單元經計算得出需要的開孔率)，然后將所需開孔率大小通過通信線路傳輸給控制器，由控制器帶動隔離片轉動，改變開孔率大小，然后進行隧道開挖。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：