[发明专利]一种盾构机

说明书

本发明公开一种盾构机，包括盾体、安装于盾体前端的刀盘安装体和用于驱动刀盘安装体旋转的主驱动装置，刀盘安装体前端面的中心安装有中心驱动装置，中心驱动装置连接有中心刀盘并驱动中心刀盘旋转，刀盘安装体前端面上围绕中心驱动装置安装有多个周边驱动装置，各个周边驱动装置均连接有周边刀盘并分别驱动各个周边刀盘旋转，刀盘安装体、中心刀盘和周边刀盘的旋转轴线均平行于前进方向。充分利用各个较小的刀盘转速大的优势，快速开挖掌子面，可避免超大直径盾构隧道现有技术中转速慢、掘进时间长的问题，从而大幅度提升盾构掘进效率。各刀盘可以不处于一个平面上，中心刀盘可适当靠后，有利于稳定中心区域掌子面。

技术领域

本发明涉及掘进设备领域，特别是涉及一种盾构机。

背景技术

盾构施工是一种利用盾构机成套设备进行隧道开挖衬砌的施工方法，因其具有绿色环保、安全可靠、经济高效等优点，已被广泛应用于大直径城际铁路、穿江过河等隧道工程施工中。

但是随着施工需求的发展，在进一步超大直径盾构隧道的应用过程中也逐渐遇到一些问题。其中，隧道直径越大，施工进度越慢，相同贯入度的情况下，刀盘开挖相同长度的时间与角速度成反比。而大直径盾构为防止高速转动下的意外损坏，刀盘转速受刀盘外圈的线速度控制，在刀盘外圈限制线速度一定的情况下，刀盘直径越大，角速度越小，刀盘开挖单位长度需要的时间越长，从而盾构施工所消耗的能耗也相应增加。

另外，隧道直径越大，刀盘刀具受力状况越差。大直径盾构整体刀盘绕中心轴线旋转开挖，所有刀具在掌子面各地层以相同角速度无差别绕行，导致其在不同地层之间存在较大的受力状况不均、磨损程度不同等情况，严重时可能发生盾构刀盘“偏载”现象，导致盾构整机在推进过程中产生振动，影响盾构开挖精度。

因此，如何提供一种克服上述问题的盾构机是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构机，通过中心刀盘和多个周边刀盘，将超大掌子面分成若干小断面进行开挖，提升工作效率，降低能耗，提升开挖精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种盾构机，包括盾体、安装于所述盾体前端的刀盘安装体和用于驱动所述刀盘安装体旋转的主驱动装置，所述刀盘安装体前端面的中心安装有中心驱动装置，所述中心驱动装置连接有中心刀盘并驱动所述中心刀盘旋转，所述刀盘安装体前端面上围绕所述中心驱动装置安装有多个周边驱动装置，各个所述周边驱动装置均连接有周边刀盘并分别驱动各个所述周边刀盘旋转，所述刀盘安装体、所述中心刀盘和所述周边刀盘的旋转轴线均平行于前进方向。

优选地，所述中心刀盘包括中心刀架和安装于所述中心刀架后端面的中心连接法兰，所述中心刀架的前端面安装有多个中心刀具和多个中心磨损检测装置。

优选地，所述中心刀架包括放射式排布的多个辐条，相邻辐条之间设置有面板，每个所述辐条和每个所述面板上均设置有多个刀具安装孔和磨损检测安装孔，所述面板上设置有合金耐磨块。

优选地，所述周边刀盘包括周边刀架和安装于所述周边刀架后端面的周边连接法兰，所述周边刀架的前端面安装有多个周边刀具和一个周边磨损检测装置。

优选地，所述刀盘安装体包括常压箱体和安装于所述常压箱体后端面的主连接法兰，所述常压箱体的前端面设置有中心支撑环和多个周边支撑环，所述中心支撑环通过所述中心驱动装置连接所述中心连接法兰，所述周边支撑环通过所述周边驱动装置连接所述周边连接法兰，所述常压箱体内设置有冲刷管路组件和回转接头组件，所述常压箱体上还安装有主动搅拌装置、运刀组件和贯穿所述常压箱体的换刀舱。

优选地，所述常压箱体包括中心腔室和放射式排布的多个辐臂腔室，所述中心支撑环安装于所述中心腔室前端面，各个所述辐臂腔室的前端面均安装有一个所述周边支撑环。