[发明专利]一种盾构刀盘泥饼切割装置及其切割方法

说明书

本发明提供了一种盾构刀盘泥饼切割装置及其切割方法，涉及盾构泥饼切割领域，包括高压喷射装置，所述高压喷射装置包括安装在刀盘的自旋式喷头和筒体，所述自旋式喷头通过主轴组件与筒体的前端连接，所述主轴组件包括主轴，所述筒体的侧壁上设置有水流通道Ⅰ，所述筒体前端设置有水流通道Ⅱ，所述主轴的前端为设置有水流通道Ⅲ的中空结构，所述水流通道Ⅰ、水流通道Ⅱ和水流通道Ⅲ依次连通，所述自旋式喷头的进水口与水流通道Ⅲ连通。其上自旋式喷头利用水流冲出时的反作用力提供旋转动力，利用布设于喷头上的两个高压柱形喷嘴，对泥饼进行360°无死角清理，清理下来的渣土掉落入开挖仓随泥浆管路排出，具有良好的实用性。

技术领域

本发明提供了一种盾构刀盘泥饼切割装置及其切割方法，涉及盾构泥饼切割领域。

背景技术

在盾构施工过程中，盾构刀盘结泥饼是影响泥水平衡盾构施工效率的一大技术难题，根据现场施工经验来看，刀盘结泥饼主要有以下原因：

1、盾构设计往往参考类似工程经验加项目前期地质勘探情况，由于岩土工程地质条件的区域性和复杂性，往往导致盾构刀盘设计、刀具布置存在一定的不适应性；

2、较小开口率的盾构刀盘或遭遇粘粒含量较高的粘土层，刀盘中心区域渣土流动不畅，切削下的粘土粘附在刀盘中心区，同时盾构机本身配置的中心冲刷装置布局和压力受到限制，冲刷面积有限，很难及时清除附着在刀盘中心区的泥块，随着刀盘摩擦阻力增大，顶推力上升，中心区泥块板结并不断扩大，形成坚硬泥饼，刀盘失去削土能力，致使盾构掘进缓慢甚至停机，严重影响设备使用寿命及工程施工进度。

为了解决刀盘结泥饼的问题，也有相关专利提供了盾构泥饼切割的装置或方法，但是切割刀或者高压水切割刀多为固定喷头，容易存在清理死角，使得切割刀无法彻底清除泥饼。

由于先天设计的不足，某些地质条件下盾构刀盘结泥饼成为必然，如何在泥饼形成后实现常压下对其进行清理是一个很重要的问题，因此有必要开发一种常压下泥饼清理装置，对刀盘泥饼进行高效清理。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种盾构刀盘泥饼切割装置，能够在常压下对泥饼进行清理，减少带压进仓作业风险，以安全、高效、彻底地清除刀盘中心区板结的泥饼。

本发明的技术方案如下：一种盾构刀盘泥饼切割装置，包括高压喷射装置，所述高压喷射装置包括安装在刀盘的自旋式喷头和筒体，所述自旋式喷头通过主轴组件与筒体的前端连接，所述主轴组件包括主轴，所述筒体的侧壁上设置有水流通道Ⅰ，所述筒体前端设置有水流通道Ⅱ，所述主轴的前端为设置有水流通道Ⅲ的中空结构，所述水流通道Ⅰ、水流通道Ⅱ和水流通道Ⅲ依次连通，所述自旋式喷头的进水口与水流通道Ⅲ连通。

本发明技术方案还包括：所述自旋式喷头的内部安装有喷嘴组，所述喷嘴组包括至少3个喷嘴，，所述喷嘴在自选式喷头上的正投影以主轴的轴线为中心线在自旋式喷头内呈中心对称分布。

本发明技术方案还包括：所述喷嘴组包括两个柱形喷嘴和一个扇形喷嘴，所述柱形喷嘴内安装有导流管，所述柱形喷嘴和扇形喷嘴的出口安装有单向阀。

本发明技术方案还包括：所述导流管的安装方向与主轴的出水口的朝向之间存在夹角，所述扇形喷嘴的安装方向与主轴的径向之间存在夹角。

本发明技术方案还包括：所述主轴上安装有叶轮，所述叶轮位于水流通道Ⅱ内。

本发明技术方案还包括所述主轴组件安装在筒体的前段内，所述主轴的前端连接自旋式喷头，所述主轴的后端安装在主轴安装座上，所述主轴安装座的前方安装有套装在主轴上的压盖，所述主轴安装座的后方安装有封盖。

本发明技术方案还包括：所述封盖的前端和压盖的后端分别安装有一组轴卡。

本发明技术方案还包括：所述筒体的后端安装有法兰连接板。