[发明专利]开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘及其施工方法

权利要求书

1.一种开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘，其特征在于：包括一个盾构刀盘中心回转轴、若干个刀盘辐条、若干个辐条转动控制装置、若干个刀盘辐条滑动轴、一个中心刀控制装置、若干个辐条刀具控制装置、一个中心刀和若干个辐条刀具；各个所述的刀盘辐条分别通过铰接头铰接安装在所述的盾构刀盘中心回转轴的顶部四周，所述的刀盘辐条可随着所述的盾构刀盘中心回转轴的转动而转动；

所述的刀盘辐条滑动轴焊接在所述的刀盘辐条面向盾构刀盘中心回转轴底面的一侧，所述的辐条转动控制装置的底部焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴的底部且所述的辐条转动控制装置的顶部与所述的刀盘辐条滑动轴滑动连接；

所述的中心刀控制装置焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴的顶部内，所述的中心刀焊接在所述的中心刀控制装置的顶部；

所述的辐条刀具控制装置焊接在所述的刀盘辐条背对盾构刀盘中心回转轴的一侧面内，所述的辐条刀具焊接在所述的辐条刀具控制装置的顶部；

所述的辐条转动控制装置包括辐条转动控制动力装置和滑动环，所述的辐条转动控制动力装置的底部焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴的底部，所述的辐条转动控制动力装置的顶部与所述的滑动环焊接，所述的滑动环与所述的刀盘辐条滑动轴滑动连接，所述的辐条转动控制动力装置为提供伸缩动力的第一液压千斤顶，所述的滑动环为关节轴承，所述的关节轴承包括内环和外环两部分，所述的内环在所述的外环内转动，所述的第一液压千斤顶的油缸底焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴底且其油缸顶面垂直于盾构刀盘面板，所述的外环垂直焊接在所述的第一液压千斤顶的顶杆顶面，所述的内环与所述的刀盘辐条滑动轴滑动连接；所述的中心刀控制装置为提供伸缩动力的第二液压千斤顶，所述的第二液压千斤顶的油缸底焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴的顶部内且其油缸顶面与所述的盾构刀盘中心回转轴的顶面齐平，所述的第二液压千斤顶的顶杆顶面焊接安装所述的中心刀，所述的第二液压千斤顶垂直于盾构刀盘面板。

2.根据权利要求1所述的开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述的辐条刀具控制装置为提供伸缩动力的第三液压千斤顶，所述的第三液压千斤顶的油缸底焊接在所述的刀盘辐条的内部且其油缸顶面与所述的刀盘辐条的表面齐平，所述的第三液压千斤顶的顶杆顶面焊接安装所述的辐条刀具，所述的辐条刀具与所述的刀盘辐条的表面垂直。

3.根据权利要求1所述的开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述的铰接头焊接在所述的盾构刀盘中心回转轴的顶部四周。

4.一种权利要求2或3所述的开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘的施工方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)根据目标结构物的形状计算刀盘开挖轮廓面，获得刀盘辐条所需的转动角度θ_i，所述i为刀盘辐条标号，θ_i为标号为i的刀盘辐条所需转动角度值，其中i＝[1：2：…：n]，中心刀控制装置的千斤顶顶杆所需伸长量L，辐条刀具控制装置的千斤顶顶杆所需伸长量L_j,所述j为辐条刀具控制装置标号，L_j为标号为j的辐条刀具控制装置的千斤顶顶杆所需伸长量，其中j＝[1：2：…：m]；

(2)通过控制辐条转动控制动力装置的千斤顶顶杆的伸缩使刀盘辐条发生转动，直至标号为i的刀盘辐条的转动角度为θ_i；

(3)控制中心刀控制装置的千斤顶顶杆伸长量为L；

(4)控制标号为j的辐条刀具控制装置的千斤顶顶杆伸长L_j，最终形成步骤(1)设计的刀盘开挖轮廓面。