[發(fā)明專利]穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤、切割裝置及施工方法

在審

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• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113738388A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李發(fā)勇;姚燕明;黃毅;劉新科;張友偉;周俊宏;夏漢庸;申文明;潘建明;廖韶軍;李國富
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道股份有限公司;中鐵隧道局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/04;E21F17/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 馬聰

1.一種穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，包括刀盤本體和設(shè)置在刀盤本體正面的撕裂刀，撕裂刀設(shè)置多組，其特征在于：同組撕裂刀中均包括普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀，同組的普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀沿著刀盤本體的同一條直徑間隔布置，同組撕裂刀中距離刀盤本體軸心最遠(yuǎn)的兩把撕裂刀均為加高利刃撕裂刀，高利刃撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度大于普通撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度；所述的刀盤本體的正面還設(shè)有若干超挖刀，每把超挖刀均配有伸縮機(jī)構(gòu)，超挖刀的運行軌跡與距離刀盤本體軸心最遠(yuǎn)的兩把撕裂刀的運行軌跡重合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，其特征在于：所述的同組的撕裂刀中相鄰的兩把撕裂刀的間隔距離為普通撕裂刀自身長度的1.5-2.5倍，加高利刃撕裂刀與普通撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度差與普通撕裂刀的自身長度相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，其特征在于：所述的同組的撕裂刀中每兩把加高利刃撕裂刀之間均布置兩把普通撕裂刀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，其特征在于：所述的加高利刃撕裂刀包括加高利刃撕裂刀刀座和加高利刃撕裂刀刀刃，所述的高利刃撕裂刀安裝座凸出于刀盤本體表面的長度與普通撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度相同，所述的加高利刃撕裂刀刀刃焊接在高利刃撕裂刀安裝座上并凸出于高利刃撕裂刀安裝座的前端面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，其特征在于：所述的超挖刀包括超挖刀刀座和超挖刀刀刃，超挖刀刀刃焊接在超挖刀刀座上并凸出于超挖刀刀座的前端面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤，其特征在于：所述的超挖刀設(shè)置兩把，兩把超挖刀位于刀盤本體的同一條直徑上；所述的撕裂刀設(shè)置兩組，兩組撕裂刀呈90°夾角布置，兩把超挖刀的連線與任意一組撕裂刀的連線之間的夾角為45°。

7.一種穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)切割裝置，其特征在于：其包括盾構(gòu)機(jī)外殼、盾構(gòu)刀盤、刀盤驅(qū)動裝置和螺旋輸送機(jī)；所述的盾構(gòu)刀盤和刀盤驅(qū)動裝置均設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)外殼內(nèi)的前端位置，盾構(gòu)刀盤的軸心與刀盤驅(qū)動裝置連接，盾構(gòu)機(jī)外殼內(nèi)部位于盾構(gòu)刀盤的背面設(shè)有土倉，所述的螺旋輸送機(jī)的一端延伸至土倉內(nèi)，另一端延伸至盾構(gòu)機(jī)外殼外；所述的盾構(gòu)刀盤包括刀盤本體和設(shè)置在刀盤本體正面的撕裂刀，撕裂刀設(shè)置多組，同組撕裂刀中均包括普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀，同組的普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀沿著刀盤本體的同一條直徑間隔布置，高利刃撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度大于普通撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度，同組撕裂刀中距離刀盤本體軸心最遠(yuǎn)的兩把撕裂刀均為加高利刃撕裂刀；所述的刀盤本體的正面還設(shè)有若干超挖刀，每把超挖刀均配有伸縮機(jī)構(gòu)，超挖刀的運行軌跡與距離刀盤本體軸心最遠(yuǎn)的兩把撕裂刀的運行軌跡重合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)切割裝置，其特征在于：所述的螺旋輸送機(jī)的延伸至土倉內(nèi)的部分處設(shè)有輸送機(jī)觀察口。

9.一種基于權(quán)利要求7所述的穿越全斷面軟土路基排水板盾構(gòu)切割裝置的施工方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在無排水板地層掘進(jìn)時，伸縮機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)，使得超挖刀與普通撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度相同，通過超挖刀與普通撕裂刀共同切削土層；

2)當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至排水板區(qū)域時，伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動，使得超挖刀與加高利刃撕裂刀凸出于刀盤本體表面的長度相同，通過超挖刀與加高利刃撕裂刀共同切割排水板。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于盾構(gòu)全斷面穿越高速段軟土路基排水板盾構(gòu)刀盤的施工方法，其特征在于：所述步驟2)中切割排水板采用先割斷后剝離的方式，具體步驟為：

2.1)當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)到排水板區(qū)域時，加高利刃撕裂刀與處在伸出狀態(tài)的超挖刀通過刀盤本體驅(qū)動，共同旋轉(zhuǎn)切割排水板，同時降低推進(jìn)速度、提高刀盤本體轉(zhuǎn)速，增加掌子面的穩(wěn)定性，保證排水板被充分割斷；

2.2)當(dāng)排水板被加高利刃撕裂刀與超挖刀割斷后，被隨后跟進(jìn)的普通撕裂刀刮削破除，隨后隨土脊渣土掉落至土倉，由螺旋輸送機(jī)排出。