[发明专利]一种盾构用多刀头滚刀刀圈

说明书

一种盾构用多刀头滚刀刀圈，以有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀。由刀圈体和刀头构成，所述刀圈体呈环状，其展开面上呈梅花型设置安装孔。所述刀头下部为圆柱体，上部为半椭圆形体，各刀头的下部压入安装孔内与之成过盈配合，将刀头嵌固安装在刀圈体上。

技术领域

本发明涉及盾构施工刀盘上使用的滚刀，特别涉及一种盾构用多刀头滚刀刀圈。

背景技术

在盾构施工过程中，盾构机刀盘上刀具是否适应掘进地层至关重要。一般情况下，在软岩地层中刀盘上配置撕裂刀和刮刀，在一般硬岩地层中配置双刃滚刀和刮刀，在硬度较高岩石地层中刀盘配置单刃滚刀和刮刀。由于刀盘开口率和刀具数量的影响，一般刀盘正面单刃滚刀的刃间距为100mm，刀刃材料是经调质淬火的中碳合金钢，刀刃硬度一般为56～58HRC。如图1所示，随着盾构推进油缸推力和刀盘的旋转，刀盘上的滚刀刀圈直接作用在开挖掌子面上，通过对岩石的挤压破碎前进。如图2和图3所示，但在掘进致密性非常好的高硬度的花岗岩等类似硬岩地层时，由于岩石间致密性非常高，刀刃挤压岩石过程中，相邻挤压面距离大，很难对岩石产生挤压破碎，刀刃只是对岩石面进行切削，相临刀刃开挖面间的岩石依然存在。由于切削槽之间岩石未被挤压破碎，刀刃与岩石接触面积过大，一把滚刀所承受的推力由于滚刀轴承承载力(一般不超过250kn)的要求限制，导致刀刃对岩石作用压强低，对于高硬度岩石刀刃切削量非常小。最终导致盾构掘进此地层时，掘进速度缓慢，有时只能达到1～3mm/min，而且刀刃磨损严重，换刀频繁，盾构施工进度慢，施工成本极高。现阶段盾构施工过程中遇到此地层，还未找到很好的解决措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构用多刀头滚刀刀圈，以有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：由刀圈体和刀头构成，所述刀圈体呈环状，其展开面上呈梅花型设置安装孔；所述刀头下部为圆柱体，上部为半椭圆形体，各刀头的下部压入安装孔内与之成过盈配合，将刀头嵌固安装在刀圈体上。

本发明的有益效果是，在滚刀刀圈上呈梅花型布设安装硬质合金柱刀头，降低刀头间的间距，通过多刀头对岩石进行挤压和切削，有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀，极大地提高了施工效率。

附图说明

本说明书包括如下八幅附图：

图1是现有单刃滚刀刀圈挤压岩石破碎示意图；

图2是现有单刃滚刀对致密性好的岩石挤压不破碎示意图；

图3是现有单刃滚刀对致密性好的岩石挤压不破碎示意图；

图4是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈的纵断面图；

图5是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈的横断面图；

图6是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈中刀圈体的展开图；

图7是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈中刀头的结构示意图；

图8是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈挤压岩石破碎示意图。

图中示出构件和对应的标记：岩石10、挤压裂纹11、刀头20、滚刀刀圈21、刀圈体22、安装孔23。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。