专利名称：一种适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘的制作方法
技术领域：
本实用新型属于隧道工程施工设备，特别涉及ー种适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘。
背景技术：
盾构是ー种广泛应用于地铁、鉄路、公路、市政、水电等隧道工程施工的大型机械设备，集破岩、出渣、衬砌、支护等于一体。具有自动化程度高、速度快、安全高效等特点，盾构刀盘主要功能是完成对掌子面岩土的剥离，是盾构的关键部件之一。地铁盾构施工的距离相对比较短，一般不超过2km，并且坡度小，坡度不超过35%。。而在煤矿系统中，用于矿石提升的斜井长度超过5 km，并且坡度达到100%。。现有的盾构刀盘如图1所示，包括箱体结构的刀盘体1、所述刀盘体I的正面安装有滚刀，所述滚刀包括安装在刀盘体十字形刀梁中心区域的若干单刃中心滚刀2、安装在刀盘体I正面十字刀梁区域以及刀盘体边缘区域的若干单刃滚刀3 ;在刀盘体I的箱体内设有从周边伸出的超挖滚刀4。由于这种刀盘不适应煤矿的斜井施工，因此，目前国内煤矿系统的斜井采用盾构法施工基本属于空白，研究用于煤矿系统斜井施工的盾构以及专门针对斜井断面开挖的刀盘对于煤矿安全、高效生产具有极其重要的意义。
实用新型内容本实用新型目的是提供一种适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，以满足长距离大坡度的隧道掘迸，同时针对不同的地质エ况，可以选择采用TBM敞开模式或盾构模式两种不同的模式进行开挖。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，包括箱体结构的刀盘体，所述刀盘体正面、边缘及外侧锥面分别设有若干刮渣铲斗，其中设在刀盘体边缘的刮渣铲斗包括朝向相反的刮渣铲斗；所述刀盘体背面外缘设有ー圈锥板，在锥板和刀盘体之间设有若干成环状分布的带格栅的溜渣槽；所述刀盘体背面设有喷水回转接头，在所述刀盘体面板上设有若干个可从后部更换的与喷水回转接头连接的喷水喷嘴；还包括可分别与所述喷水回转接头及喷水喷嘴进行互換的泡沫回转接头及泡沫嗔嘴。在所述刀盘体正面设有复合耐磨钢板，在刀盘体外周设有镶嵌合金的耐磨板。所述刮碴铲斗的宽度为600mm，刮碴铲斗背部设有30° 40°大倾角的刮碴铲斗斜板。本实用新型是对现有盾构刀盘的改进，依据施工中遇到的不同地层情况，可以通过更换部件实现TBM敞开模式和盾构模式两种不同模式进行开挖以适应不同的地质エ况要求，模式转换简単、快速，节省时间，提高了设备效率和掘进效率。常规TBM刮碴铲斗的宽度约为450mm 500mm，本实用新型采用将单个刮碴铲斗宽度增加至600mm的方式增大了刮碴铲斗容积，同时采用了朝向相反刮渣铲斗的布置，可以实现正反双向出洛，溜碴槽上设置的格栅，可将碴石中的水分离出来，改善了下坡掘进时刮碴及出碴不顺畅的问题，最终提高出碴效率。常规TBM刮碴铲斗斜板的角度约为20° 30°，只能满足设计坡度不大于35%0隧洞开挖，本实用新型将刮碴铲斗斜板角度增加至30° 40°，使设备适应坡度为100%。的隧洞开挖。刀盘体正面和外周边分别设有耐磨钢板，同时溜碴槽钢板选用Hardox500耐磨钢板，提高了整个刀盘的耐磨性能，满足盾构长距离掘进要求。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型用于TBM敞开模式的刀盘结构示意图。图2是本实用新型用于TBM敞开模式的刀盘的剖面图。图3是本实用新型刀盘的后视图。图4是本实用新型用于盾构模式的刀盘结构示意图。图5是本实用新型用于盾构模式的刀盘的剖面图。
具体实施方式
见图1一图3，适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，包括用于TBM敞开模式的箱体结构的刀盘体1，刀盘体I的正面安装有滚刀，滚刀包括安装在刀盘体十字形刀梁中心区域的若干单刃中心滚刀2、安装在刀盘体I正面十字刀梁区域以及刀盘体边缘区域的若干单刃滚刀3 ;在刀盘体I的箱体内设有从周边伸出的超挖滚刀4 ;在刀盘体I上设有若干个刮渣铲斗，包括设在刀盘体I正面区域十字形刀梁中间的朝向一致的刮渣铲斗6、以及刀盘体边缘区域十字形刀梁两侧设置的刮渣铲斗5、5’、设置在刀盘体I外侧锥面上的刮渣铲斗14，其中刮渣铲斗5和刮渣铲斗5’的朝向相反，可双向旋转出渣；刮碴铲斗背部设有30° 40°大倾角的刮碴铲斗斜板19 ;刀盘体I背面外缘设有一圈锥板10，在锥板10和刀盘体I之间设有若干成环状分布的带格栅9的溜渣槽11，锥板10用于收集滚刀破碎的渣石，溜渣槽11上设置格栅9可将渣石中的水分离出来，提高出渣效率；刀盘体I背面的中心部位设有喷水回转接头12，在刀盘体I面板上设有若干个可从后部更换的与喷水回转接头12连接的喷水喷嘴7可向掌子面喷水，用于除尘和降温；在刀盘体I正面和外周边分别设有复合耐磨钢板8和镶嵌合金的耐磨板13，溜碴槽11选用HardoX500耐磨钢板，提高刀盘在长距离掘进时的耐磨性能；刮碴铲斗的宽度为600mm。如图4、图5所示，本实用新型刀盘体I还包括可分别与所述喷水回转接头12及喷水喷嘴7进行互换的泡沫回转接头17及泡沫喷嘴15，泡沫喷嘴15与泡沫回转接头17连接，这样就构成了用于盾构模式的刀盘，泡沫喷嘴15可向掌子面喷渣土改良剂，用于改良渣土，防止刀盘结“泥饼”，提高出渣效率。本实用新型依据施工中遇到的不同地层情况，可以采用TBM敞开模式和盾构模式两种不同模式进行开挖。当遇到全断面硬岩时，采用TBM敞开模式掘进，通过滚刀2、3、4碾压破碎岩石，然后通过刮渣铲斗5、5’、6将破碎的岩渣铲进刀盘体内，再通过溜渣槽11输送至接渣斗，最后通过皮带机输送至洞外；刀盘上的喷水喷嘴7可以向掌子面喷水，兼具除尘及对刀盘刀具降温的作用。当遇到软岩、软土或不稳定地层时，可采用盾构模式掘进，滚刀2、3、4和刮渣铲斗5、5’、6组合切削破碎岩土，刀盘体上的泡沫喷嘴15可以喷土体改良剂改良渣土，同时通过刀盘及刀盘背部的搅拌棒16对渣土进行搅拌，再通过螺旋输送机将渣土输送至皮带机，最后输送至洞外。由TBM敞开模式转换成盾构模式只需拆除溜渣槽11、锥板10、喷水回转接头12及喷水喷嘴7，装配泡沫回转接头17及泡沫喷嘴15 ;由盾构模式转换成TBM敞开模式时，只需拆除泡沫回转接头17及泡沫喷嘴15，再装配回溜渣槽11、锥板10、喷水回转接头12及喷水喷嘴7即可。
权利要求1.一种适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，包括箱体结构的刀盘体，其特征是所述刀盘体正面、边缘及外侧锥面分别设有若干刮渣铲斗，其中设在刀盘体边缘的刮渣铲斗包括朝向相反的刮渣铲斗；所述刀盘体背面外缘设有一圈锥板，在锥板和刀盘体之间设有若干成环状分布的带格栅的溜渣槽；所述刀盘体背面设有喷水回转接头，在所述刀盘体面板上设有若干个可从后部更换的与喷水回转接头连接的喷水喷嘴；还包括可分别与所述喷水回转接头及喷水喷嘴进行互换的泡沫回转接头及泡沫喷嘴。
2.根据权利要求1所述的适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，其特征是在所述刀盘体正面设有复合耐磨钢板，在刀盘体外周设有镶嵌合金的耐磨板。
3.根据权利要求1或2所述的适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，其特征是所述刮碴铲斗的宽度为600mm，刮碴铲斗背部设有30° 40°大倾角的刮碴铲斗斜板。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于长距离大坡度斜井隧洞施工的双模式刀盘，包括刀盘体，刀盘体正面、边缘及外侧锥面分别设有若干刮渣铲斗，设在刀盘体边缘的刮渣铲斗包括朝向相反的刮渣铲斗；所述刀盘体背面外缘设有一圈锥板，在锥板和刀盘体之间设有若干成环状分布的带格栅的溜渣槽；所述刀盘体背面设有喷水回转接头，在所述刀盘体面板上设有若干个与喷水回转接头连接的喷水喷嘴及与所述喷水回转接头及喷水喷嘴进行互换的泡沫回转接头及泡沫喷嘴。本实用新型依据施工中遇到的不同地层情况，可以通过更换部件实现TBM敞开模式和盾构模式两种不同模式进行开挖，模式转换简单、快速，节省时间，提高了设备效率和掘进效率。
文档编号E21D9/08GK202882935SQ20122061919
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者刘飞香, 程永亮, 郑大桥, 麻成标, 暨智勇, 阳旭 申请人:中国铁建重工集团有限公司