[发明专利]一种可变刀间距的盾构机刀盘

说明书

本发明公开了一种可变刀间距的盾构机刀盘，解决了现有盾构机刀盘上的滚刀间距不可变的技术问题。本发明包括刀盘主梁，所述刀盘主梁内可调设置有滚刀装配体，刀盘主梁上间隔设置有固定滚刀装配体的压紧螺栓组。本发明通过改变滚刀装配体的固定方式，实现了可根据施工地质变化情况相应调整滚刀的刀间距的功能，达到刀间距布置与施工地质高效匹配，可以保证在不同地质中的滚刀的破岩效率，降低施工难度，加快施工进度，延长刀具寿命，减少检查、更换刀具的次数；同时也降低了施工成本，提高了盾构机刀盘的适应性，保证盾构机能够长距离、高效、可靠地掘进。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，特别是指一种可变刀间距的盾构机刀盘。

背景技术

随着国家水利水电工程、地铁隧道工程、地下空间开发工程的积极推进，以及盾构机研发制造能力和施工技术的逐渐成熟，盾构施工凭借其安全、高效、经济等优越性得到了广泛应用，其中盘形滚刀作为盾构机在掘进过程中破岩的主要工具，其破岩效果会直接影响地下工程施工的效率和成本。

现有的隧道掘进的盾构机主要是依靠盘形滚刀挤压岩石达到破碎岩体的目的，其主要克服的是岩石的抗压强度。盘形滚刀的破岩过程大概可以分为微裂纹产生、密实核形成、纵向与横向裂纹扩展等阶段，当由相邻滚刀所引起的岩石内部损伤裂纹扩展到相互贯通时，就会引起岩体破碎崩落。相关研究表明，盘形滚刀的破岩效果与刀盘推力、刀间距、刃口形状、岩层特性等密切相关，在其余因素保持不变的前提下，若刀间距布置过大，则相邻两滚刀轨迹间的岩石就会形成岩脊，需要多次滚压才能破岩；若刀间距布置过小，则会引起过度破碎。因此，根据施工地层选择合理的刀间距布置将有助于改善破岩效果、延长刀具寿命。

但是，现有盾构机上普遍采用焊接方法将盘形滚刀的刀箱直接固定在刀盘上，其刀间距是固定不可变的，若施工过程中出现地质情况变化，导致刀间距与施工地质不匹配时，将会造成不可预估的施工难度，因此亟待设计一种刀间距可调、地质适应性高的盾构机刀盘。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种可变刀间距的盾构机刀盘，解决了现有盾构机刀盘上的滚刀间距不可变的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可变刀间距的盾构机刀盘，包括刀盘主梁，所述刀盘主梁内可调设置有滚刀装配体，刀盘主梁上间隔设置有固定滚刀装配体的压紧螺栓组，通过调节压紧螺栓组能够调节滚刀装配体之间的间距，即能够调整相邻滚刀之间的间距。若施工过程中出现地质情况变化，通过调整滚刀的刀间距使之与施工地质相匹配，保证滚刀的刀间距不会过大，避免形成岩脊，也保证滚刀的刀间距不会过小，避免引起过度破碎。本技术方案能够根据施工地层选择合理的刀间距布置，既有助于改善破岩效果、延长刀具寿命，又能够避免传统施工过程中地质变化与滚刀的原刀间距不匹配的问题，可有效降低施工难度、加快施工进程。

进一步地，所述压紧螺栓组包括压接在滚刀装配体正面的刀箱正面第一压紧螺栓和/或压接在滚刀装配体侧面的刀箱侧面压紧螺栓。正面第一压紧螺栓能够限制滚刀装配体沿盾构机刀盘轴向运动的自由度，侧面压紧螺栓的端面能够挡止滚刀装配体围绕沿盾构机刀盘轴线转动的自由度；侧面压紧螺栓的端面与滚刀装配体的侧面之间的摩擦力，能够限制滚刀装配体沿盾构机刀盘径向运动的自由度。

进一步地，所述刀盘主梁包括两个对称设置的固定梁，两个固定梁相对的内侧设置有沿盾构机刀盘径向方向设置的台肩，所述滚刀装配体固定设置在两个台肩内，既便于滚刀装配体与刀盘主梁的装配，又便于滚刀装配体在刀盘主梁上调整位置，为相邻滚刀的间距调整提供便捷。

进一步地，所述刀箱正面第一压紧螺栓螺纹连接在固定梁的正面，刀箱正面第一压紧螺栓连接有压接滚刀装配体正面的刀箱压紧块，使用刀箱压紧块来压接滚刀装配体，接触面积大，能够压接的更加稳定牢固。

进一步地，所述压紧块沿刀盘主梁径向方向设置且为长条状，保证刀箱装配体无论怎么调整位置，都被压接在刀箱压紧块下方，既简化了结构，又便于调整滚刀装配体的位置后进行重新固定。