[发明专利]穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘、切割装置及施工方法

权利要求书

1.一种穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，包括刀盘本体和设置在刀盘本体正面的撕裂刀，撕裂刀设置多组，其特征在于：同组撕裂刀中均包括普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀，同组的普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀沿着刀盘本体的同一条直径间隔布置，同组撕裂刀中距离刀盘本体轴心最远的两把撕裂刀均为加高利刃撕裂刀，高利刃撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度大于普通撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度；所述的刀盘本体的正面还设有若干超挖刀，每把超挖刀均配有伸缩机构，超挖刀的运行轨迹与距离刀盘本体轴心最远的两把撕裂刀的运行轨迹重合。

2.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，其特征在于：所述的同组的撕裂刀中相邻的两把撕裂刀的间隔距离为普通撕裂刀自身长度的1.5-2.5倍，加高利刃撕裂刀与普通撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度差与普通撕裂刀的自身长度相同。

3.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，其特征在于：所述的同组的撕裂刀中每两把加高利刃撕裂刀之间均布置两把普通撕裂刀。

4.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，其特征在于：所述的加高利刃撕裂刀包括加高利刃撕裂刀刀座和加高利刃撕裂刀刀刃，所述的高利刃撕裂刀安装座凸出于刀盘本体表面的长度与普通撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度相同，所述的加高利刃撕裂刀刀刃焊接在高利刃撕裂刀安装座上并凸出于高利刃撕裂刀安装座的前端面。

5.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，其特征在于：所述的超挖刀包括超挖刀刀座和超挖刀刀刃，超挖刀刀刃焊接在超挖刀刀座上并凸出于超挖刀刀座的前端面。

6.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构刀盘，其特征在于：所述的超挖刀设置两把，两把超挖刀位于刀盘本体的同一条直径上；所述的撕裂刀设置两组，两组撕裂刀呈90°夹角布置，两把超挖刀的连线与任意一组撕裂刀的连线之间的夹角为45°。

7.一种穿越全断面软土路基排水板盾构切割装置，其特征在于：其包括盾构机外壳、盾构刀盘、刀盘驱动装置和螺旋输送机；所述的盾构刀盘和刀盘驱动装置均设置在盾构机外壳内的前端位置，盾构刀盘的轴心与刀盘驱动装置连接，盾构机外壳内部位于盾构刀盘的背面设有土仓，所述的螺旋输送机的一端延伸至土仓内，另一端延伸至盾构机外壳外；所述的盾构刀盘包括刀盘本体和设置在刀盘本体正面的撕裂刀，撕裂刀设置多组，同组撕裂刀中均包括普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀，同组的普通撕裂刀和加高利刃撕裂刀沿着刀盘本体的同一条直径间隔布置，高利刃撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度大于普通撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度，同组撕裂刀中距离刀盘本体轴心最远的两把撕裂刀均为加高利刃撕裂刀；所述的刀盘本体的正面还设有若干超挖刀，每把超挖刀均配有伸缩机构，超挖刀的运行轨迹与距离刀盘本体轴心最远的两把撕裂刀的运行轨迹重合。

8.根据权利要求1所述的穿越全断面软土路基排水板盾构切割装置，其特征在于：所述的螺旋输送机的延伸至土仓内的部分处设有输送机观察口。

9.一种基于权利要求7所述的穿越全断面软土路基排水板盾构切割装置的施工方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)当盾构机在无排水板地层掘进时，伸缩机构处于收缩状态，使得超挖刀与普通撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度相同，通过超挖刀与普通撕裂刀共同切削土层；

2)当盾构机掘进至排水板区域时，伸缩机构驱动，使得超挖刀与加高利刃撕裂刀凸出于刀盘本体表面的长度相同，通过超挖刀与加高利刃撕裂刀共同切割排水板。

10.根据权利要求9所述的基于盾构全断面穿越高速段软土路基排水板盾构刀盘的施工方法，其特征在于：所述步骤2)中切割排水板采用先割断后剥离的方式，具体步骤为：

2.1)当盾构掘进到排水板区域时，加高利刃撕裂刀与处在伸出状态的超挖刀通过刀盘本体驱动，共同旋转切割排水板，同时降低推进速度、提高刀盘本体转速，增加掌子面的稳定性，保证排水板被充分割断；

2.2)当排水板被加高利刃撕裂刀与超挖刀割断后，被随后跟进的普通撕裂刀刮削破除，随后随土脊渣土掉落至土仓，由螺旋输送机排出。