[发明专利]超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机

说明书

本发明涉及一种超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机，包括：盾体；可转动地安装于盾体的前端的刀盘；以及装设于刀盘的仿形刀，包括安装于刀盘上的刀箱以及依次设于刀箱内的伸缩油缸、刀杆和刀头，刀杆的第一端连接于伸缩油缸，伸缩油缸固定在刀箱的第一侧，刀箱的第二侧开口，刀头固定于刀杆的第二端，刀杆的外侧套设有弹簧，弹簧的两端分别抵顶在刀杆外侧设置的抵接板以及刀箱内侧形成的抵接台，弹簧在刀头随刀盘旋转至底部位置时对刀杆施加工作载荷以避免刀头超伸出刀箱的第二侧开口。本发明通过计算弹簧的工作载荷，可以在无需仿形刀伸出时有效的避免了刀头随刀盘旋转至刀盘底部位置时超伸出刀箱。

技术领域

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机。

背景技术

对于当今的地下空间施工，多数情况下盾构机施工都是曲线施工，需要转弯和纠偏。这就需要在刀盘结构上安装仿形刀，对于土体进行径向超挖。在隧道内转弯时，工况复杂，受力大，对于仿形刀的稳定性要求高，在结合超大直径、软土地层以及超深埋的条件，对仿形刀的稳定性要求就为严格了。

施工时，可以根据超挖直径和超挖范围的要求，从辐条两端径向伸出和缩回仿形刀，达到仿形切削的目的。若仿形刀在无需超挖段伸出或在需要超挖段伸出量过大，则会导致盾构机整体姿态下沉出现设备磕头现象，并会加大隧道施工时的注浆量，增大施工成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机，解决现有的仿形刀稳定性不够容易出现超挖现象而导致盾构机整体出现磕头现象并加大施工时的注浆量进而增大施工成本的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机，包括：

盾体；

可转动地安装于所述盾体的前端的刀盘；以及

装设于所述刀盘的仿形刀，包括安装于刀盘上的刀箱以及依次设于所述刀箱内的伸缩油缸、刀杆和刀头，所述刀杆的第一端连接于所述伸缩油缸，所述伸缩油缸固定在所述刀箱的第一侧，所述刀箱的第二侧开口，所述刀头固定于所述刀杆的第二端，所述刀杆的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别抵顶在所述刀杆外侧设置的抵接板以及所述刀箱内侧形成的抵接台，所述弹簧在所述刀头随刀盘旋转至底部位置时对所述刀杆施加工作载荷以避免所述刀头超伸出所述刀箱的第二侧开口。

本发明提供的盾构机采用弹簧安装于仿形刀箱体的内部，通过计算弹簧的工作载荷，选择弹簧的直径与圈数，使其最大工作载荷能够大于仿形刀结构的自身重量，这样可以在无需仿形刀伸出时有效的避免了刀头随刀盘旋转至刀盘底部位置时超伸出刀箱，避免液压系统的泄露，节约了施工成本，加大了施工安全性及稳定性。

本发明超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机的进一步改进在于，还包括连接于所述盾体后端的盾构机车架以及安装于所述盾构机车架的行走结构；

所述行走结构包括供盾构机车架安装的支承梁、设于所述支承梁底部的两个轮组以及设于两个轮组间且供调节所述轮组移动方向的转向装置；

所述支承梁的两端分别可翻转地安装于两个轮组上，所述轮组可于管片上移动行走进而带着所述盾构机车架移动行走。

本发明超大直径软土地层超深埋常压换刀泥水气平衡盾构机的进一步改进在于，还包括设于所述盾体内且供对所述刀盘进行冲洗的冲洗系统；

所述冲洗系统包括送泥管、中心管、循环管以及排浆管；

所述送泥管用于向位于刀盘背部的泥水仓输入泥水，且所述送泥管的一端伸入所述泥水仓并位于所述刀盘的中心以上；

所述中心管的一端与所述送泥管相连通，所述中心管的另一端伸入所述泥水仓并与所述刀盘的中心相对；