[发明专利]一种采用异形刀具的刀盘扩挖方法

摘要

本发明公开了一种采用异形刀具的刀盘扩挖方法，通过在岩石隧道掘进机刀盘周边布置围岩凿除滚刀、偏刃边滚刀和加高型刮刀，来实现刀盘扩挖。当刀盘需要扩挖时，即开挖横断面圆直径增大时，首先通过向液压缸供油，围岩凿除滚刀缓慢伸出刀盘，随着刀盘的转动滚压破除围岩，无需人工在狭小的刀盘空间内进行刀盘周围岩体的凿除，可替代人工作业；然后通过在刀盘圆周边缘处布置偏刃边滚刀实现TBM连续扩挖。该方法可用于TBM应对高地应力软岩收敛地层的施工。

主权项

1.一种采用异形刀具的刀盘扩挖方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）将至少一个围岩凿除滚刀设置在岩石隧道掘进机刀盘的圆周边缘处；所述围岩凿除滚刀包括滚刀刀体、活动刀座和液压缸，所述滚刀刀体通过螺栓固定在活动刀座上，所述液压缸的底端与所述刀盘铰接，所述液压缸的伸缩杆前端与活动刀座铰接；（2）在所述刀盘圆周边缘处设置偏刃边滚刀，所述偏刃边滚刀包括刀圈、套筒、挡圈和偏刃刀体，所述偏刃刀体靠近刀盘最外缘一侧安装，所述套筒和刀圈安装在偏刃刀体的另一侧，起到轴向限位的作用，套筒还可以起到保护偏刃刀体配合面的作用，且所述刀圈与偏刃刀体径向过盈配合；（3）将加高型刮刀安装在围岩凿除滚刀所在的刀盘外缘的开口处，用于刮渣；刀盘边缘的其他位置设置正常的非扩挖边滚刀；（4）当开挖横断面圆直径增大时，通过向围岩凿除滚刀的液压缸供油，伸缩杆推动活动刀座移动，使滚刀刀体缓慢伸出刀盘外缘，随着刀盘的转动，滚刀刀体滚压破除围岩，直到扩挖完毕，液压缸的伸缩杆回收，带动滚刀刀体回缩到原位；（5）设d₁为非扩挖边滚刀的刀圈直径，d₂为偏刃边滚刀的刀圈直径，θ为位于刀盘最外缘的偏刃刀体与刀盘轴线的夹角，L为偏刃边滚刀的刀圈的偏移量，则刀盘半径方向扩挖尺寸S为：。