[发明专利]刀盘总成、隧道掘进设备及隧道掘进施工方法

说明书

本发明公开了一种刀盘总成，包括可定轴转动的刀盘，刀盘的前端面上沿其径向和周向均布有若干滚刀，刀盘的前端面的旋转中心处设置有冲击装置；冲击装置包括嵌装于刀盘中部的刀箱，刀箱内设置有冲击组件，该冲击组件的前端部具有伸出于刀箱的前面板及刀盘的前端面的钻头，刀箱的后部通过螺钉拆装连接有冲击支护体，冲击组件位于刀箱与冲击支护体间形成的装配腔内。该刀盘总成对掌子面中心位置的岩体的掘进作业效率较高，能够使掘进设备的整体掘进效率和施工效果得以相应提高。本发明还公开了一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

技术领域

本发明涉及隧道掘进配套设备技术领域，特别涉及一种刀盘总成。本发明还涉及一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

背景技术

在隧道施工领域，盾构机(也即盾构式隧道掘进机)进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

在盾构法施工中，刀盘上滚刀的运动轨迹是不同半径的同心圆，当刀盘的推进力恒定时，滚刀与岩石之间的相对线速度决定了破岩效率，即，越靠近刀盘中心，滚刀的线速度越低，所以刀盘中心区域的破岩效率直接影响了掘进破岩效率。如果直接提高刀盘转速，会造成边缘滚刀的线速度过快，磨损加剧，不仅增加了刀具成本，还会增加换刀频次，从而大幅降低施工效率。

因此，如何提高隧道掘进设备的掘进效率和施工效果，尤其是提高其刀盘总成对中心区域的岩体的掘进作业效率是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种刀盘总成，该刀盘总成对掌子面中心位置的岩体的掘进作业效率较高，能够使掘进设备的整体掘进效率和施工效果得以相应提高。本发明的另一目的是提供一种应用了该刀盘总成的隧道掘进设备以及采用了该隧道掘进设备的隧道掘进施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种刀盘总成，包括可定轴转动的刀盘，所述刀盘的前端面上沿其径向和周向均布有若干滚刀，所述刀盘的前端面的旋转中心处设置有冲击装置；

所述冲击装置包括嵌装于所述刀盘中部的刀箱，所述刀箱内设置有冲击组件，该冲击组件的前端部具有伸出于所述刀箱的前面板及所述刀盘的前端面的钻头，所述刀箱的后部通过螺钉拆装连接有冲击支护体，所述冲击组件位于所述刀箱与所述冲击支护体间形成的装配腔内。

优选地，所述刀箱内还设置有回退组件，所述回退组件包括设置于所述冲击组件一侧的伸缩油缸，所述伸缩油缸的伸缩方向与所述刀盘的轴向一致，所述伸缩油缸的伸出端与所述刀箱铰接，所述刀箱内还设置有能够带动所述回退组件、所述冲击支护体及所述冲击组件绕所述伸缩油缸的伸出端与所述刀箱的铰轴定轴转动的摆动驱动件。

优选地，所述刀箱内设置有铰接座，所述伸缩油缸的伸出端具体铰接于所述铰接座上，所述摆动驱动件为设置于所述铰接座上的摆动油缸，且该摆动油缸的摆动轴线与所述伸缩油缸的铰接转动轴线同轴。

优选地，所述铰接座的后端面上具有回退限位槽，所述回退组件的前端部设置有与所述回退限位槽对位嵌装抵接的回退限位块。

优选地，所述刀箱的前面板的侧内壁前端部与所述冲击支护体的侧外壁前端部之间形成限位卡槽，所述刀箱的侧内壁上拆装设置有前端部与所述限位卡槽对位嵌装卡接的限位卡块。

优选地，所述刀箱的侧内壁上具有沿所述刀盘的轴向延伸的限位滑台，所述限位卡块移动设置于所述限位滑台上，所述限位滑台的后端部还拆装设置有与所述限位卡块的后端部抵接并锁止的锁止件。

优选地，所述限位滑台的后端部沿所述刀盘的径向凸出设置有限位托板，所述锁止件为沿所述刀盘的轴向由后至前贯穿所述限位托板并能够沿所述刀盘的轴向对所述限位卡块实施限位锁定的紧固螺栓。