[发明专利]矩形断面开挖刀盘及掘进机

说明书

本发明提供了一种矩形断面开挖刀盘及掘进机，该矩形断面开挖刀盘包括多个轴向布置的滚筒，各个所述滚筒的外周均设有滚刀；多个所述滚筒包括两个位于外侧的外滚筒；所述外滚筒的轴线沿从所述刀盘的中心指向外侧的方向朝后倾斜；所述外滚筒的所述滚刀包括外滚刀，至少一个所述外滚刀向外侧延伸至所述外滚筒的端面外。通过本发明，缓解了矩形隧道实现全断面开挖难度较大的技术问题。

技术领域

本发明涉及隧道工程设备技术领域，尤其涉及一种矩形断面开挖刀盘及掘进机。

背景技术

盾构法施工以其自动化程度高、施工速度快、能有效控制地面沉降等明显优势，被广泛应用地下空间开发。以往的地下隧道断面多为圆形，由于地下隧道的空间利用与城市周边环境的相互关系受到制约，圆形隧道空间利用率比较低。

与传统圆形隧道相比，矩形隧道有效使用面积可增大20％以上。现有的矩形断面开挖方式主要有偏心多轴摆动刀盘开挖和组合旋转刀盘开挖。偏心多轴摆动刀盘可实现全断面开挖，但其结构复杂，运行可靠性差，且对土体扰动大；组合旋转刀盘对周围土体扰动较小，结构简单易加工制造，设备运行可靠性高，但开挖面存在一定的开挖盲区，无法实现全断面开挖。

因此，矩形隧道实现全断面开挖存在较大难度的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矩形断面开挖刀盘及掘进机，以缓解矩形隧道实现全断面开挖难度较大的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种矩形断面开挖刀盘，包括多个轴向布置的滚筒，各个所述滚筒的外周均设有滚刀；多个所述滚筒包括两个位于外侧的外滚筒；

所述外滚筒的轴线沿从所述刀盘的中心指向外侧的方向朝后倾斜；

所述外滚筒的所述滚刀包括外滚刀，至少一个所述外滚刀向外侧延伸至所述外滚筒的端面外。

在优选的实施方式中，所述外滚筒的所述滚刀包括多个所述外滚刀，至少一个所述外滚刀向内侧延伸至所述外滚筒的端面外。

在优选的实施方式中，两个所述外滚筒之间设有至少一个所述滚筒，并且，两个所述外滚筒之间的所述滚筒中的至少一个设有外滚刀，所述外滚刀延伸至所述滚筒的端面外。

在优选的实施方式中，至少两个相邻的所述滚筒分别设有相靠近的所述外滚刀，并且，相靠近的所述外滚刀在圆周方向上相错开。

在优选的实施方式中，两个相邻的所述滚筒中，一个所述滚筒上的至少一个所述外滚刀的轨迹，与另一个所述滚筒上的至少一个所述外滚刀的轨迹相重叠。

在优选的实施方式中，所述外滚刀的滚刀面沿从所述滚筒的径向向外的方向，往外侧倾斜。

在优选的实施方式中，同一个所述滚筒上的至少两个所述外滚刀呈V型布置。

在优选的实施方式中，各个所述滚筒的轴线位于同一平面。

在优选的实施方式中，所述滚筒上设有刮板。

在优选的实施方式中，各个所述滚筒均安装于固定轴。

本发明提供一种掘进机，包括上述的矩形断面开挖刀盘。

本发明的特点及优点是：

该刀盘中的各个滚筒绕各自的轴线转动，外滚筒的轴线沿从刀盘的中心指向外侧的方向朝后倾斜，多个滚筒沿轴线呈鼓形布置，外滚刀向外侧延伸至外滚筒外一定距离，对超出该刀盘的支撑座及掘进机的区域的岩体进行切削，两侧的外滚筒上的外滚刀分别开挖该刀盘的外侧，实现全断面破岩。该刀盘包括以下优点：(1)可实现全断面矩形硬岩隧道开挖，有效增大隧道使用面积，节约地下空间；(2)制造加工比较简单，运行可靠性高，滚刀破岩方式可有效提高矩形断面开挖的效率。

附图说明