类矩形盾构的小刀盘结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及隧道施工领域，特指一种类矩形盾构的小刀盘结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着城市地下空间的需求不断提高，盾构机越来越多的运用到地铁隧道的建设当中，其中，类矩形盾构的断面可囊括上下行两条地铁隧道，与传统建造2条圆形断面隧道的方式相比，具有施工成本低，工期短，沉降控制良好等特点，因此得到了广泛的应用。
3.类矩形盾构一般由2个大刀盘和2个小刀盘组成，且2个小刀盘分别位于断面靠近中间处的上部和下部，由于小刀盘所受轴向力较大，盾构机推进过程中，小刀盘时常出现故障，导致盾构机停机，施工进度无法保证。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种类矩形盾构的小刀盘结构及其施工方法，解决了小刀盘易出现故障的问题，调节小刀盘的位置，以避免小刀盘所受轴向力过大，减少小刀盘出现故障的概率，提升施工效率，保证施工进度。
5.实现上述目的的技术方案是：
6.本发明提供了一种类矩形盾构的小刀盘结构，安装于盾构的内壁，该小刀盘结构包括：
7.供固定安装于盾构内的固定套；
8.穿设于固定套且内部中空形成有容置空间的壳体，该壳体远离盾构的切削面的端部伸出固定套；
9.长度可调且一端供固定于盾构的内壁的伸缩件，该伸缩件的另一端与壳体的伸出端固定连接；
10.安装于壳体内且靠近切削面的端部凸伸出容置空间的转轴；
11.安装于容置空间且与转轴驱动连接的电机；以及
12.安装于转轴的凸伸端的刀盘，通过调节伸缩件的长度，以带动壳体沿固定套来回移动，使得刀盘向靠近或远离切削面的方向移动。
13.本发明采用类矩形盾构的小刀盘结构，通过伸长或缩短伸缩件，以带动壳体沿固定套向靠近或远离切削面的方向移动，从而当刀盘受到的轴向力过大时可以缩短伸缩件，使得刀盘向远离切削面的方向移动，以避免轴向力过大而出现故障的概率，解决了小刀盘易出现故障的问题，调节小刀盘的位置，以避免小刀盘所受轴向力过大，减少小刀盘出现故障的概率，提升施工效率，保证施工进度。
14.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括固定于固定套靠近刀盘的端部且套设于转轴的密封板，该密封板覆盖住壳体与固定套之间的连接缝。
15.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括形成于壳体靠近刀盘的端部的卡块以及对应卡块且开设于密封板的卡槽，卡块卡设于卡槽内；
16.通过调节伸缩件的长度，以带动壳体沿固定套来回移动，从而卡块沿卡槽来回移动。
17.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，卡块与卡槽的重合部分的长度大于伸缩件的伸缩量。
18.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括形成于固定套靠近刀盘的端部且靠近壳体处设置的l型槽以及对应l型槽且形成于密封板的凸条，该凸条卡设于l型槽内，使得固定套与密封板的连接缝呈非直线型。
19.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括开设于固定套远离刀盘的端部的第一进口、开设于固定套的内壁靠近密封板的位置且与壳体的外壁相对的第一出口以及形成于固定套的侧壁内且连通第一进口和第一出口的第一连通通道；
20.通过第一进口向第一连通通道内注入油脂，使得油脂自第一出口流至密封板、固定套和壳体的连接处。
21.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括固定套设于壳体的保护套以及开设于保护套的表面的若干道凹槽，该凹槽中置有油脂，以润滑保护套与固定套的接触面。
22.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括开设于固定套远离刀盘的端部的第二进口、开设于固定套的内壁且对应凹槽设置的第二出口以及形成于固定套的侧壁内且连通第二进口和第二出口的第二连通通道；
23.通过第二进口向第二连通通道内注入油脂，使得油脂自第二出口流至凹槽中。
24.本发明类矩形盾构的小刀盘结构的进一步改进在于，还包括设置于壳体的外壁且位于保护套靠近刀盘的一侧的第一密封条以及设置于壳体的外壁且位于保护套远离刀盘的一侧的第二密封条。
25.本发明还提供了一种类矩形盾构的小刀盘结构的施工方法，包括如下步骤：
26.提供小刀盘结构，将固定套固定安装于盾构，将伸缩件与盾构的内壁固定连接；
27.伸长或缩短该伸缩件，以带动壳体沿固定套来回移动，使得刀盘向靠近或远离盾构的切削面的方向移动。
附图说明
28.图1为本发明类矩形盾构的小刀盘结构的侧面剖视图。
29.图2为图1中a部分的放大示意图。
30.图3为图1中a部分的放大示意图。
31.图4为本发明类矩形盾构的小刀盘结构的正视图。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
33.本发明采用类矩形盾构的小刀盘结构，通过伸长或缩短伸缩件，以带动壳体沿固定套向靠近或远离切削面的方向移动，从而当刀盘受到的轴向力过大时可以缩短伸缩件，使得刀盘向远离切削面的方向移动，以避免轴向力过大而出现故障的概率，解决了小刀盘易出现故障的问题，调节小刀盘的位置，以避免小刀盘所受轴向力过大，减少小刀盘出现故
障的概率，提升施工效率，保证施工进度。下面结合附图对本发明类矩形盾构的小刀盘结构进行说明。
34.参阅图1，图1为本发明类矩形盾构的小刀盘结构的侧面剖视图。下面结合图1，对本发明类矩形盾构的小刀盘结构进行说明。
35.如图1和图4所示，本发明类矩形盾构的小刀盘结构，安装于盾构的内壁，该小刀盘结构包括：
36.供固定安装于盾构内的固定套11；
37.穿设于固定套11且内部中空形成有容置空间的壳体12，该壳体12远离盾构的切削面的端部伸出固定套11；
38.长度可调且一端供固定于盾构的内壁的伸缩件13，该伸缩件13的另一端与壳体12的伸出端固定连接；
39.安装于壳体12内且靠近切削面的端部凸伸出容置空间的转轴16；
40.安装于容置空间且与转轴16驱动连接的电机17；以及
41.安装于转轴16的凸伸端的刀盘，通过调节伸缩件13的长度，以带动壳体12沿固定套11来回移动，使得刀盘向靠近或远离切削面的方向移动。
42.较佳地，伸缩件13为油缸，且固定套11呈菱形，伸缩件13设置于菱形较长的对角线上，伸缩件13设置有两个。
43.作为本发明的一较佳实施方式，结合图3所示，还包括固定于固定套11靠近刀盘的端部且套设于转轴16的密封板14，该密封板14覆盖住壳体12与固定套11之间的连接缝。
44.具体的，还包括形成于壳体12靠近刀盘的端部的卡块123以及对应卡块123且开设于密封板14的卡槽141，卡块123卡设于卡槽141内；
45.通过调节伸缩件13的长度，以带动壳体12沿固定套11来回移动，从而卡块123沿卡槽141来回移动。
46.较佳地，卡块123与卡槽141的重合部分的长度大于伸缩件13的伸缩量，从而能够防止外部的砂石进入壳体12内，卡块123能够挡住砂石。
47.具体的，还包括形成于固定套11靠近刀盘的端部且靠近壳体12处设置的l型槽以及对应l型槽且形成于密封板14的凸条142，该凸条142卡设于l型槽内，使得固定套11与密封板14的连接缝呈非直线型。
48.进一步的，还包括开设于固定套11远离刀盘的端部的第一进口、开设于固定套11的内壁靠近密封板14的位置且与壳体12的外壁相对的第一出口以及形成于固定套11的侧壁内且连通第一进口和第一出口的第一连通通道111；
49.通过第一进口向第一连通通道111内注入油脂，使得油脂自第一出口流至密封板14、固定套11和壳体12的连接处。
50.较佳地，可通过第一连通通道111向密封板14、固定套11和壳体12的连接处注入hbw油脂，能够将密封板14与壳体12的间隙处的颗粒向外挤出，进一步起到加强密封的效果。
51.进一步的，还包括固定套11设于壳体12的保护套15以及开设于保护套15的表面的若干道凹槽151，该凹槽151中置有油脂，以润滑保护套与固定套11的接触面。
52.具体的，还包括开设于固定套11远离刀盘的端部的第二进口、开设于固定套11的
内壁且对应凹槽151设置的第二出口以及形成于固定套的侧壁内且连通第二进口和第二出口的第二连通通道112；
53.通过第二进口向第二连通通道112内注入油脂，使得油脂自第二出口流至凹槽151中，从而能够减小壳体12沿固定套11滑动时的摩擦力。
54.进一步的，还包括设置于壳体12的外壁且位于保护套15靠近刀盘的一侧的第一密封条121以及设置于壳体12的外壁且位于保护套15远离刀盘的一侧的第二密封条122，第一密封条121能够阻挡外部水泥砂浆进入壳体12内，第二密封条122能够阻挡油脂向外流出。
55.本发明的具体实施方式如下：
56.电机17带动转轴16转动，从而带动刀盘转动，在切削过程中，若轴向力过大，则控制伸缩件13收缩，从而带动壳体12沿固定套11向远离切削面的方向移动，刀盘也向远离切削面的方向移动；
57.此时卡块123沿卡槽141移动，卡块123能够阻挡外部砂石进入壳体12内，且由于卡块123与卡槽141搭接长度大于伸缩件13的伸缩量，因此，始终有部分卡块123位于卡槽141内，能够防止砂石进入壳体12；
58.可通过第一连通通道111向密封板14和固定套11之间的位置注入hbw油脂，以将密封板14和固定套11之间的砂石向外挤出；
59.可通过第二连通通道112向凹槽内注入油脂，以减小保护套15与固定套11之间的摩擦力，凹槽151可开设三个，通过调节伸缩件13的长度，使得第二连通通道112的第二出口与对应的凹槽151相对，并向对应的凹槽151内注入油脂；
60.伸缩件13可通过电气控制系统控制，可利用压力传感器实时监测伸缩件13的压力，并将伸缩件13受到的压力换算成刀盘所受的轴向力，当轴向力超过设定的阈值时，电气控制系统控制伸缩件13收缩并带动刀盘缩回，从而避免了刀盘及电机17等驱动结构承受过大的轴向力。
61.本发明还提供了一种类矩形盾构的小刀盘结构的施工方法，包括如下步骤：
62.提供小刀盘结构，将固定套11固定安装于盾构，将伸缩件13与盾构的内壁固定连接；
63.伸长或缩短该伸缩件13，以带动壳体12沿固定套11来回移动，使得刀盘向靠近或远离盾构的切削面的方向移动。
64.本发明提供的施工方法实际实施的具体操作方式如下：
65.电机17带动转轴16转动，从而带动刀盘转动，在切削过程中，若轴向力过大，则控制伸缩件13收缩，从而带动壳体12沿固定套11向远离切削面的方向移动，刀盘也向远离切削面的方向移动；
66.此时卡块123沿卡槽141移动，卡块123能够阻挡外部砂石进入壳体12内，且由于卡块123与卡槽141搭接长度大于伸缩件13的伸缩量，因此，始终有部分卡块123位于卡槽141内，能够防止砂石进入壳体12；
67.可通过第一连通通道111向密封板14和固定套11之间的位置注入hbw油脂，以将密封板14和固定套11之间的砂石向外挤出；
68.可通过第二连通通道112向凹槽内注入油脂，以减小保护套15与固定套11之间的摩擦力，凹槽151可开设三个，通过调节伸缩件13的长度，使得第二连通通道112的第二出口
与对应的凹槽151相对，并向对应的凹槽151内注入油脂；
69.伸缩件13可通过电气控制系统控制，可利用压力传感器实时监测伸缩件13的压力，并将伸缩件13受到的压力换算成刀盘所受的轴向力，当轴向力超过设定的阈值时，电气控制系统控制伸缩件13收缩并带动刀盘缩回，从而避免了刀盘及电机17等驱动结构承受过大的轴向力。
70.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。