[发明专利]用于掘进装备的刀盘及具有其的掘进装备

说明书

本发明提供一种用于掘进装备的刀盘和具有其的掘进装备。刀盘包括基座和刀具。基座能够围绕沿着掘进装备的掘进方向的旋转轴线旋转。刀具包括沿着相对于旋转轴线定义的周向间隔设置的多个滚刀组，每个滚刀组包括从旋转轴线开始沿着相对于旋转轴线定义的径向排布的多个滚刀。其中，滚刀旋转轴线垂直于基座的旋转轴线。每个滚刀组中的滚刀相对于位于径向内侧的相邻的滚刀沿掘进方向后退预定距离，使得滚刀组中所有滚刀的前端能够位于同一条拟合圆弧上。根据本发明，滚刀形成圆弧仿形拟合曲线，能够良好地适应主隧道管片的弧形结构，适用于机械法联络通道施工过程中对主隧道管片的切削作业。滚刀轴受力均匀，能够避免产生偏磨，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，具体而言，涉及一种用于掘进装备的刀盘及具有其的掘进装备。

背景技术

根据《地铁设计规范》规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。地铁隧道及市政公路隧道的联络通道大都采用矿山法。例如在地下水较为丰富的区域，通常采用冻结法加固，然后采用矿山法进行联络通道开挖施工。然而，冻结法施工容易导致冻胀、融沉等不良后果，通常会引起一定的地面沉降，地面沉降较大时甚至发生垮塌危险，这对地质条件复杂、环境保护要求高的城市核心区域尤其难以适应。并且这一施工方法建设工期长，通常需要超过100天的冰冻，然后才能开始开挖，使建设工期经常长达4-6个月。另外，对于有砂层和承压水的地层，冻结法效果并不好，容易出事故，对环境影响大、风险很高。

近些年提出了采用拼装式联络通道结构，并采用机械法联络通道施工的方法，因此需要使用掘进装备对主隧道的管片进行切削作业。在切削作业时，希望使掘进装备在大致联络通道中心的位置最先接触管片，使其切削轨迹从中心向周边扩展，与联络通道的径向外侧对应的管片最后切削。而传统的掘进装备大多适于对平面的作业面进行切削。使用传统的掘进装备进行切削时，由于主隧道管片的弧形结构，其与联络通道的径向外侧对应的部分最先与掘进装备接触，因而首先被切削，进而导致中间部分向前塌落。

因此，希望提供一种改进的掘进装备，能够适用于机械法联络通道施工过程中对主隧道管片的切削作业。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种掘进装备的刀盘，以适应机械法联络通道施工过程中对主隧道管片的切削作业。

根据本发明的一个方面，所述刀盘包括：

基座，所述基座能够围绕沿着所述掘进装备的掘进方向的旋转轴线旋转；和

刀具，所述刀具安装在所述基座上，包括沿着相对于所述旋转轴线定义的周向间隔设置的多个滚刀组，每个所述滚刀组包括从所述旋转轴线开始沿着相对于所述旋转轴线定义的径向排布的多个滚刀；

其中，在每个滚刀组中，每个滚刀围绕垂直于所述旋转轴线的滚刀旋转轴线可旋转地设置，并且每个滚刀相对于位于径向内侧的相邻的滚刀沿所述掘进方向后退预定距离，使得每个滚刀组中所有滚刀的前端能够位于同一条拟合圆弧上。

在部分实施方式中，每个滚刀安装在单独的刀箱中并相对于所述刀箱的前端面向前突出，其中，所述刀具还包括位于所述刀箱的径向外侧边缘并相对于所述刀箱向前突出的撕裂刀。

在部分实施方式中，所述撕裂刀相对于所述刀箱的前端面的突出距离小于所述滚刀的突出距离。

在部分实施方式中，所述撕裂刀平行于所述旋转轴线向前突出。

在部分实施方式中，所述滚刀组的径向外侧设置有附加撕裂刀，所述附加撕裂刀以相对于所述旋转轴线向外侧倾斜的方式向前突出。

在部分实施方式中，所述刀具还包括刮刀组，所述刮刀组沿所述基座的旋转方向设置在所述滚刀组的后侧，包括沿所述径向排布的多个刮刀。

在部分实施方式中，所述滚刀组的径向两侧均设置有所述刮刀组。