应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体地指一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘。
【背景技术】
[0002]盾构法作为一种隧道修建方法，因其适应地层广，施工速度快且安全性高，已广泛应用于世界各国的隧道施工中，随着盾构隧道工程的不断增多，盾构隧道穿越的地层也越来越复杂，也逐步发现了一系列新的问题。
[0003]花岗岩地层就是其中之一，花岗岩地层的一个特点就是在全风化、强风化地层中，经常出现不均匀风化体，即如图1所示的球状风化体4。如果盾构机在推进过程中，遇到了球状风化体，而盾构操作手又不知情的情况下，由于孤石周边地层无法提供足够的反力满足刀具破岩的要求，导致孤石一直在盾构机刀盘前面随刀盘一起前进，磨损刀具，严重时会造成刀盘变形和刀具刀圈损坏，严重影响盾构施工。
[0004]由于目前的盾构机刀盘设计普遍采用对称开孔的方式，其结构示意图如图1所示，多个辐条2将限圈I分为多个等弧度的扇形区域，各个扇形区域内设置的进出孔3按相同规则设置，且该种地层条件下的刀盘开孔率较小(通常为20?35% )，刀盘的开孔尺寸较难保证大粒径的球状风化体直接进仓。因此为解决上述地层中的盾构掘进难题，目前普遍采用的方法是，首先需要在地勘过程中采用必要的手段探测球状风化体的粒径分布情况，主要采用物探和钻孔相结合的方法；然后采用一些辅助工法破碎球状风化体，以减小其粒径适应刀盘的开孔尺寸，从而达到将球状风化体带人仓内的目的。
[0005]但实际施工过程中由于球状风化体破碎后的粒径难以准确把握，有时不得不人工进仓进行破碎再取进盾构机内带出，施工过程中风险性大为增加，且施工进度受到制约，破碎球状风化体的爆破施工引起隧道周边地层的扰动将导致泥水平衡盾构保压困难。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，以利于将大粒径球状风化体直接进仓，减少施工中遇到的阻碍，达到增加施工效率的目的。
[0007]本实用新型的技术方案为:一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，它包括限圈和多个辐条，所述多个辐条将所述限圈分为多个等弧度的扇形区域，所述各个扇形区域内均设置有进出孔，其特征在于:其中至少一个扇形区域内的进出孔所能通过球状风化体的尺寸大于其余扇形区域内的进出孔所能通过球状风化体的尺寸，所述其余扇形区域内的进出孔按相同规则设置。
[0008]进一步地，位于所述各个扇形区域内的限圈内壁上连接有向所述限圈中心延伸的面板，所述扇形区域内进出孔的部位为面板、限圈内壁和相邻两根辐条围成的区域。
[0009]优选地，所述面板呈扇形，所述至少一个扇形区域内的扇形面板面积小于其余扇形区域内扇形面板的面积。
[0010]优选地，所述进出孔尺寸较大的扇形区域开孔率为30?40%，其余扇形区域开孔率为15?30%。
[0011]本实用新型的盾构刀盘是用于盾构机在花岗岩球状风化地层中掘进而设计的，在保证刀盘开孔率一定的情况下，采用不对称的刀盘开孔方式，对刀盘局部适当加大开孔，加大的开孔的尺寸应能适应绝大多数粒径的球状风化体直接进入仓内，以减少造成刀具损坏和刀盘变形发生的因素，达到降低工程造价和提高施工速度的目的。
【附图说明】
[0012]图1为【背景技术】中现有盾构刀盘布置示意图；
[0013]图2为本实用新型中盾构刀盘布置示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]如图1所示现有的盾构刀盘的布置，已在【背景技术】中作了详细说明，于此不再赘述。
[0016]参考图2，本实施例的一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，是用于盾构机在花岗岩球状风化地层中掘进而进行设计的，它包括限圈I和四个辐条2，四个辐条2将限圈I分为八个等尺寸的扇形区域，各个扇形区域内均设置有进出孔3，其中至少一个扇形区域内的进出孔3所能通过球状风化体4的尺寸大于其余扇形区域内的进出孔3所能通过球状风化体4的尺寸，而其余扇形区域内的进出孔3按相同规则设置。
[0017]本实用新型在保证刀盘开孔率一定的情况下，根据地勘资料分析出球状风化体4的粒径分布，对刀盘局部的进出孔3进行适当加大，加大的进出孔3的尺寸应能适应绝大多数粒径的球状风化体直接进入仓内，以减少造成刀具损坏和刀盘变形发生的因素，达到降低工程造价和提高施工速度的目的；同时对局部加大进出孔3的边缘位置刀盘刚度进行加强，保证刀盘整体刚度的均衡性。
[0018]当无法再增大刀盘开孔尺寸以适应更大粒径的球状风化体进仓要求时，刀盘应能提供足够的扭矩，直接利用刀具开挖球状风化体。
[0019]本实施例中，位于扇形区域内的限圈I内壁上连接有向限圈I中心延伸的扇形面板5，扇形区域内进出孔3的部位为面板5、限圈I内壁和相邻两根辐条2围成的区域，另夕卜，本实施例的至少一个扇形区域内的扇形面板5面积小于其余扇形区域内扇形面板5的面积。
[0020]本实施例中，进出孔尺寸较大的扇形区域开孔率为30?40%，应能适应绝大多数粒径的球状风化体直接进入仓内，其余扇形区域开孔率为15?30%。
[0021]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，它包括限圈和多个辐条，所述多个辐条将所述限圈分为多个等弧度的扇形区域，所述各个扇形区域内均设置有进出孔，其特征在于:其中至少一个扇形区域内的进出孔所能通过球状风化体的尺寸大于其余扇形区域内的进出孔所能通过球状风化体的尺寸，所述其余扇形区域内的进出孔按相同规则设置。
2.根据权利要求1所述的一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，其特征在于??位于所述各个扇形区域内的限圈内壁上连接有向所述限圈中心延伸的面板，所述扇形区域内进出孔的部位为面板、限圈内壁和相邻两根辐条围成的区域。
3.根据权利要求2所述的一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，其特征在于:所述面板呈扇形，所述至少一个扇形区域内的扇形面板面积小于其余扇形区域内扇形面板的面积。
4.根据权利要求1所述的一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，其特征在于:所述进出孔尺寸较大的扇形区域开孔率为30?40%，其余扇形区域开孔率为15?30%。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于花岗岩球状风化地层盾构刀盘，它是用于盾构机在花岗岩球状风化地层中掘进而设计的，在保证刀盘开孔率一定的情况下，采用不对称的刀盘开孔方式，对刀盘局部适当加大开孔，加大的开孔的尺寸应能适应绝大多数粒径的球状风化体直接进入仓内，以减少造成刀具损坏和刀盘变形发生的因素，达到降低工程造价和提高施工速度的目的。
【IPC分类】E21D9-08
【公开号】CN204609891
【申请号】CN201520302824
【发明人】肖明清, 邓朝辉, 鲁志鹏, 王春梅, 季大雪, 陈建桦
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月12日