[发明专利]硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法

说明书

本发明涉及一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法，刀具更换装置包括：安装于盾构壳体内的下部运输轨道，下部运输轨道从盾构壳体的尾部铺设至刀盘处；安装于盾构壳体内且位于上部的人行闸，内部形成有密闭空间，人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，前侧门对应刀盘设置，后侧门对应盾构壳体的尾部设置；安装于盾构壳体内并对应后侧门设置的上部运输轨道，上部运输轨道从盾构壳体的尾部铺设至后侧门处；以及安装于人行闸内的转运轨道，转运轨道从后侧门铺设至前侧门处。本发明的刀具更换装置具有两条运输路线，保证常压换刀的工作效率，解决含水硬岩地层换刀作业的难题，加快换刀时间，避免增加施工安全风险。

技术领域

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法。

背景技术

盾构掘进施工广泛应用于地铁、大直径隧道、地下管路等工程，盾构施工过程中，特别是在硬岩地层中，盾构刀盘上的刀具难免发生磨损，磨损的刀具需要及时进行更换，在更换时需要将新的刀具运送到刀盘处，以进行刀具更换作业。

现有盾构中设有下部运输轨道，用于将新的刀具从盾构壳体的尾部运送到头部，但对于含水硬岩地层，盾构壳体内部会有积水，进而导致该下部运输轨道无法正常使用，给刀具的运送带来了困难，现有技术中通常采用人工搬运的方式进行刀具更换，但存在时间长的缺陷，由于盾构在更换刀具时是停机作业，若停机时间较长将会增加盾构施工的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置及方法，解决现有的含水硬岩地层中盾构内的下部运输轨道无法使用而给刀具更换带来困难的问题以及人工搬运存在时间长，增加施工安全风险的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置，所述盾构包括盾构壳体，所述盾构壳体具有相对的头部和尾部，所述盾构壳体的头部处安装有刀盘；所述刀具更换装置包括：

安装于所述盾构壳体内的下部运输轨道，所述下部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述刀盘处；

安装于所述盾构壳体内且位于上部的人行闸，内部形成有密闭空间，所述人行闸具有相对设置的前侧门和后侧门，所述前侧门对应所述刀盘设置，所述后侧门对应所述盾构壳体的尾部设置；

安装于所述盾构壳体内并对应所述后侧门设置的上部运输轨道，所述上部运输轨道从所述盾构壳体的尾部铺设至所述后侧门处；以及

安装于所述人行闸内的转运轨道，所述转运轨道从所述后侧门铺设至所述前侧门处。

本发明的刀具更换装置具有两条运输路线，一个是下部运输轨道，另一个是上部运输轨道及转运轨道，在盾构于硬岩地层施工时，利用下部运输轨道向刀盘运送新的刀具，在盾构于含水硬岩地层施工时，利用上部运输轨道及转运轨道向刀盘运送新的刀具，保证常压换刀的工作效率，解决含水硬岩地层换刀作业的难题，加快换刀时间，避免增加施工安全风险。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述上部运输轨道包括第一轨道段和第二轨道段；

所述第一轨道段对应所述后侧门设置，且所述第一轨道段位于所述第二轨道段的上方，所述第一轨道段远离所述后侧门的端部有部分与所述第二轨道段相重合；

所述第二轨道段远离所述第一轨道段的端部设于所述盾构壳体的尾部处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述第一轨道段上滑设有提拉机构，所述提拉机构可沿所述第一轨道段进行滑移，所述提拉机构还可将所述第二轨道段上运送的刀具提起并经过滑移而送至所述人行闸的后侧门处。

本发明硬岩双模式盾构使用的刀具更换装置的进一步改进在于，所述转运轨道包括第一斜向滑架、第二斜向滑架、支撑柱以及横向滑架；