[发明专利]一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘及使用方法

说明书

一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘及使用方法，刀盘上的泥饼检测清除装置包括旋转喷头、套筒、伸缩缸、端盖、温度传感器、推力轴承、密封圈及紧固件，刀盘结泥饼时，泥饼区域与开挖面持续摩擦使刀盘温度升高，通过温度传感器监测到异常温升时使刀盘停转，电动阀开启，进行泥饼清除作业。通过与泥饼检测清除装置相连的电磁换向阀调至左位，高压水进入无杆腔，推动伸缩缸缸筒外伸贯入泥饼，当喷口露出套筒时，高压水流推动旋转喷头自转，并将喷头周围的渣土清除；泥饼清理完成后，换向阀调至右位，高压水进入伸缩缸有杆腔使缸筒缩回套筒，实现对刀盘泥饼的检测和自动化的快速清理，避免了带压进仓作业的风险，提高了盾构施工的效率和安全性。

技术领域

本发明涉及盾构装备制造领域，特别是一种适用于清理盾构机刀盘泥饼的带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘及使用方法。

背景技术

泥饼(又称次生岩块)是盾构刀盘切削下来的细小渣土颗粒小颗粒、碎屑在粘结力、压力、温度等因素的综合作用下重新聚集并吸附在刀盘中心区域或刀盘周边开口附近而形成半固体、固体状的粘结物。盾构施工的结泥饼问题是盾构法施工领域内尚未完全解决的一大难题。盾构机刀盘在掘进过程中一旦形成泥饼，就会导致推进油缸推力显著增加、掘进速度降低、渣土排出困难、滚刀偏磨等一系列问题，严重影响着工程的施工进度和工程质量。目前，刀盘结泥饼的处理措施主要有两个：(1)利用刀盘预先布置的冲洗系统喷口进行冲刷。(2) 对于冲洗系统无法处理的泥饼，需要人工带压进仓处理。这两种处理方法存在以下缺点：

1、刀盘冲洗喷口布置于刀盘表面，对于硬度高的板结泥饼清理效果差、效率低，而且刀盘掘进时冲洗口容易被切削下来的渣土、岩块等堵塞；

2、人工带压进仓对地质条件有要求，而且耗时长，风险大，效率低。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、能及时清理、省时省力、清理效果好、效率高的带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘及使用方法。

技术方案：本发明的一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘，包括经旋转接头与盾构主机相连接的刀盘，在所述的刀盘前部中心位置处设有泥饼检测清除装置，泥饼检测清除装置穿过刀盘面板，通过套筒与刀盘面板连接成为一体；刀盘的后部设有三位四通电磁换向阀和向泥饼检测清除装置提供高压水的进出水管，三位四通电磁换向阀的A口连接泥饼检测清除装置中的无杆腔，B口连接泥饼检测清除装置的有杆腔，P口连接高压水源，T口连接电动阀，电动阀连接单向阀；

所述的泥饼检测清除装置包括旋转喷头、套筒、伸缩缸、端盖、温度传感器、推力轴承、密封圈及紧固件；所述的旋转喷头与伸缩缸通过推力轴承连接在一起，旋转喷头与伸缩缸接触端设有b密封圈，旋转喷头相对缸筒自由旋转：旋转喷头和伸缩缸置于套筒内，并与套筒的端盖固定连接，旋转喷头及伸缩缸在套筒内沿轴线伸缩，旋转喷头与套筒之间设有前密封圈，伸缩缸与套筒之间设有后密封圈。

所述的套筒前部设有实时对刀盘面板温度进行监测的温度传感器。

所述的旋转喷头包括锥形顶盖、与锥形顶盖套合并经螺栓固定在一起的旋转体，锥形顶盖与旋转体套合面上设有a密封圈，旋转体的中部设有与伸缩缸固定相连的中心轴，中心轴上设有中心轴推力轴承。

所述的伸缩缸包括缸筒和与缸筒相配合的缸杆，所述的缸杆内部设有一路通向无杆腔，一路通向有杆腔的过水孔；缸筒的顶部设有多个进入旋转喷头内的过水孔。

所述的旋转体呈阶梯柱，阶梯柱两端内大小孔中的隔板上开有多个过水孔，阶梯柱的大孔孔壁上交替开有多个与阶梯柱大孔相切的平面喷水口和向前倾斜的锥面喷水口。

上述的带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘的使用方法，其特征在于：