[发明专利]一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法

说明书

本发明提供一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法，包括中部核心装置，其为既有盾构刀盘沿环向切割位置切割拆除外圈刀盘后所保留的核心部位，包括环形中心梁、中部加强面板、若干保留的刀梁和若干保留的面板；环形中心梁位于中部加强面板的外围形成环形结构，若干保留的刀梁和若干保留的面板沿环向间隔均匀的分布于环形结构上；外圈环形装置，外圈环形装置为改变环宽后的新制外圈刀盘，新制外圈刀盘焊接于中部核心装置外围，形成中部核心装置的外侧刀盘，其尺寸大小需满足盾构刀盘和隧道设计直径的要求。本发明通过对既有刀盘进行改造，以改变刀盘的直径，实现对原有设备的二次利用，提升了闲置资产的利用率，节约了施工成本。

技术领域

本发明涉及盾构隧道领域，具体地，涉及一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法。

背景技术

盾构法隧道施工技术在我国有着广泛的应用，同一台盾构机可用于多条不同隧道的掘进，但不同设计尺寸的隧道需要使用相适应直径的盾构刀盘及盾体。覃建庭等于2016年在《工程机械》上发表的《在复杂地层掘进的盾构机改造技术研究与应用》一文中，强调了通过旧设备改造，不仅能提升设备利用率，还能够弥补机械设备因设计缺陷导致的某些功能的不足，提高设备对复杂地层条件的适应能力，扩大盾构机的应用范围。

传统的盾构隧道因设计尺寸的差异，需在施工前设计加工对应尺寸的盾构机。新制造加工的盾构机虽满足盾构设计尺寸以及地层的适应性条件，但是成本较高，且造成了现有大型设备的闲置，不利于资源的重复利用。另外，新盾构机设计加工周期较长，且需要进行一系列的施工调试，大大降低了施工效率。因此，有必要对现有闲置盾构机进行加工改造，以满足不同地质条件和不同尺寸的盾构隧道施工要求，保证盾构快速高效地施工。

目前存在的刀盘改造设备大多功能单一，无法满足资源的高效利用。经过对现有技术文献检索发现，公开号为CN109798124A的中国专利公开了一种“适用于地层由硬岩改软土的盾构刀盘改造方法”，通过改变刀具配置情况和提高刀盘开口率，将适用于硬岩地层条件下的盾构刀盘改造成为适用于软土地层的盾构刀盘。但是这种方法仅考虑了盾构刀盘对地层的适应性，应用的情况单一，无法满足不同尺寸隧道的修建。因此，急需提出一种可针对原有刀盘改造，以满足不同尺寸隧道修建需求的装置及方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法。

本发明第一个方面提供一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘，包括：

中部核心装置，所述中部核心装置为既有盾构刀盘沿环向切割位置切割拆除外圈刀盘后所保留的核心部位，所述切割位置位于所述既有盾构刀盘的环形中心梁外侧与外圈环形梁内侧区域；所述核心部位包括环形中心梁、中部加强面板、若干保留的刀梁和若干保留的面板，其中，所述中部加强面板位于所述中部核心装置中心；所述环形中心梁位于所述中部加强面板的外围形成环形结构，所述若干保留的刀梁和所述若干保留的面板沿环向间隔均匀的分布于所述环形结构上；

外圈环形装置，所述外圈环形装置为改变环宽后的新制外圈刀盘，所述新制外圈刀盘焊接于所述中部核心装置外围，形成所述中部核心装置的外侧刀盘，所述新制外圈刀盘的尺寸大小需满足盾构刀盘和隧道设计直径的要求。

优选地，所述若干保留的刀梁为若干保留的滚刀刀梁，所述若干保留的滚刀刀梁一端与所述中部加强面板焊接，所述若干保留的滚刀刀梁另一端与所述环形中心梁焊接；所述若干保留的面板与所述若干保留的滚刀刀梁间隔分布，所述若干保留的面板一端与所述环形中心梁焊接，所述若干保留的面板的另一端为悬臂端。

优选地，所述新制外圈刀盘包括呈环形分布的第一边块、第二边块、第三边块和第四边块，其中，所述第一边块与所述第二边块的结构相同，并沿中心线对称；所述第三边块与所述第四边块的结构相同，并沿中心线对称。

优选地，所述第一边块与所述第二边块的结构均包括：

第一扇环形梁单元；