[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

说明书

本发明公开了一种盾构全断面软土路基排水板盾构刀盘、切割装置及施工方法，切割装置安装有盾构刀盘，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，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，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。盾构机掘进至排水板区域时，伸缩机构控制超挖刀伸出距离，通过超挖刀与加高利刃撕裂刀共同切割排水板，顺利切割塑料排水板，安全性高。

技术领域

本发明涉及软土区盾构掘进穿越路基排水板施工技术领域，具体而言，涉及一种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。

背景技术

城市地铁作为一种安全、快捷、高效、环保的交通形式，已成为许多大城市解决交通问题的首要选择，但城市地铁因其复杂、特殊的施工环境，在施工中常常面临各式各样的挑战。在地铁隧道盾构施工过程中，常遇到隧道需要从高速段软土路基中穿过的情况，此时，需要先将路基中的土体固结排水板破除，如处理不当，可能会造成高速公路路基沉降或盾构机被困等问题。

土体固结排水板的破除理论上可采用盾构刀具直接切断破除法、高温熔化破除法、冷冻破除法、化学腐蚀破除法等多种破除方式。对于高温熔化破除法和冷冻破除法，温度过高或过低皆易导致盾构密封失效；而化学腐蚀法试剂注入困难且用量难以控制。相比之下，盾构刀具直接切断破除法是较为高效、理想的破除方式。传统盾构刀盘刀如中国专利CN208486880U公开的分块式软土分层刀盘，包括刀盘大圆环、中心刀盘和刀盘主梁，中心刀盘的中心与刀盘大圆环的中心重合，刀盘大圆环通过刀盘主梁与中心刀盘相连接；中心刀盘上设有中心鱼尾刀，刀盘主梁上设有若干个撕裂刀、若干个切刀和若干个边刮刀，刀盘大圆环的外圆周上设有若干组保径刀，中心刀盘和刀盘主梁上均设有喷口。

传统盾构刀盘刀具多为软土掘进标准割刀，有时无法顺利将排水板割断，在以往盾构施工中，发生过未切的断排水板缠绕刀盘和螺旋输送机导致盾构被迫停机或者地表沉降的事故。所以，现急需一种安全破除高速路路基中排水板的盾构刀盘刀具及施工方法，以保证盾构安全、高效的穿越高速路段软土路基。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，以解决传统的盾构刀盘无法顺利将排水板割断的问题。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及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，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。