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盾构刀盘及盾构机的制作方法

盾构刀盘及盾构机
1.本实用新型要求申请日为2022年9月9日，发明创造名称为“盾构刀盘、盾构机及盾构机的施工方法”，申请号为202211106997.x的中国专利申请的优先权，该优先权申请在此全文引用作为参考。
技术领域
2.本实用新型涉及隧道盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构刀盘及盾构机。

背景技术：

3.在城市地下施工过程中，受到施工空间与原有地下隧道的限制，在新建隧道过程中利用原有站点进行施工隧道直径的改变，需要在较小空间改变刀盘直径。传统的盾构刀盘直径固定，需要改变直径时，要重新设计制造刀盘，并提供新的始发井，空间要求大，施工成本高。

技术实现要素：

4.本实用新型的一些实施例提出一种盾构刀盘及盾构机，用于缓解施工过程中刀盘变径困难的问题。
5.在本实用新型的一个方面，提供一种盾构刀盘，包括：
6.第一刀盘；以及
7.至少两个刀盘块，被配置为围绕所述第一刀盘的外周设置，且与所述第一刀盘共同形成第二刀盘，所述第二刀盘的径向尺寸大于所述第一刀盘的径向尺寸；
8.其中，所述第一刀盘和所述第二刀盘被配置为择一使用。
9.在一些实施例中，所述至少两个刀盘块依次连接形成环形刀盘。
10.在一些实施例中，所述至少两个刀盘块焊接于所述第一刀盘的外周。
11.在一些实施例中，还包括连接环，所述连接环连接于所述第一刀盘的外周，所述至少两个刀盘块连接于所述连接环。
12.在一些实施例中，所述第一刀盘包括中心座和多个第一安装梁，所述多个第一安装梁的每一个第一安装梁的第一端连接所述中心座，第二端沿径向向远离所述中心座延伸，所述中心座和所述多个第一安装梁上均设有第一刀具。
13.在一些实施例中，位于所述中心座上的所述第一刀具的刀间距小于位于所述多个第一安装梁上的所述第一刀具的刀间距。
14.在一些实施例中，位于所述中心座的所述第一刀具包括双联滚刀。
15.在一些实施例中，位于所述多个第一安装梁的所述第一刀具包括滚刀和刮刀。
16.在一些实施例中，所述刀盘块包括第二安装梁和第二刀具，所述第二刀具设于所述第二安装梁。
17.在本实用新型的另一个方面，提供一种盾构机，其包括上述的盾构刀盘。
18.基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：
19.在一些实施例中，盾构刀盘包括第一刀盘；以及至少两个刀盘块，至少两个刀盘块围绕第一刀盘的外周设置形成径向尺寸大于第一刀盘的第二刀盘；其中，第一刀盘和第二刀盘被配置为择一使用。本实用新型实施例提供的盾构刀盘实现了小空间变径、缩短了再制造刀盘的时间，能够在掘进过程中改变开挖直径。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第二刀盘的示意图；
22.图2为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的环形盘的示意图；
23.图3为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第一刀盘的示意图；
24.图4为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第一刀盘在设置刀盘块过程中的侧视示意图；
25.图5为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第一刀盘上设置刀盘块形成第二刀盘的侧视示意图；
26.图6为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第二刀盘作业状态的侧视示意图；
27.图7为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的第二刀盘在准备缩径时的侧视示意图；
28.图8为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘拆卸刀盘块恢复为第一刀盘作业状态的侧视示意图；
29.图9为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的刀盘块的架体示意图；
30.图10为根据本实用新型一些实施例提供的盾构刀盘的连接环连接第一刀盘和刀盘块的局部放大示意图。
31.附图中标号说明如下：
32.1-第一刀盘；11-中心座；12-第一安装梁；13-第一刀具；131-双联滚刀；132-滚刀；133-刮刀；2-第二刀盘；3-环形刀盘；31-刀盘块；311-第二安装梁；312-第二刀具；4-连接环；5-变径操作空间。
33.应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
34.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。本实用新型可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本实用新型透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
35.本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
36.在本实用新型中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
37.本实用新型使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本实用新型所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
38.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
39.图1是根据本实用新型盾构刀盘的一些实施例的结构示意图。参考图1，在一些实施例中，盾构刀盘包括第一刀盘1和至少两个刀盘块31。
40.至少两个刀盘块31被配置为围绕第一刀盘1的外周设置，且与第一刀盘1共同形成第二刀盘2，第二刀盘2的径向尺寸大于第一刀盘1的径向尺寸。
41.其中，第一刀盘1和第二刀盘2被配置为择一使用。
42.本实用新型实施例提供的盾构刀盘的第一刀盘1和第二刀盘2可以择一使用，且将至少两个刀盘块31围绕第一刀盘1的外周设置就可以增大刀盘外径，能够实现刀盘的小空间变径、缩短了再制造刀盘时间，能够在掘进过程中改变开挖直径。
43.参考图2，在一些实施例中，至少两个刀盘块31依次连接形成环形刀盘3。环形刀盘3设置在第一刀盘1的外周，环形刀盘3与第一刀盘1形成第二刀盘2。
44.在一些实施例中，至少两个刀盘块31焊接于第一刀盘1的外周。
45.在一些实施例中，盾构刀盘还包括连接环4，连接环4连接于第一刀盘1的外周，至少两个刀盘块31连接于连接环4。
46.参考图3，在一些实施例中，第一刀盘1包括中心座11和多个第一安装梁12，多个第一安装梁12的每一个第一安装梁12的第一端连接中心座11，每一个第一安装梁12的第二端沿径向向远离中心座11延伸，中心座11和多个第一安装梁12上均设有第一刀具13。
47.在一些实施例中，位于中心座11上的第一刀具13的刀间距小于位于多个第一安装梁12上的第一刀具13的刀间距。
48.在一些实施例中，位于中心座11的第一刀具13包括双联滚刀131。
49.在一些实施例中，位于多个第一安装梁12的第一刀具13包括滚刀132和刮刀133。
50.在一些实施例中，第一安装梁12包括间隔设置的两根梁，滚刀132设于两根梁之间，刮刀133设于两根梁的外侧。
51.如图4和图9所示，刀盘块31包括第二安装梁311和第二刀具312，第二刀具312设于第二安装梁311。
52.一些实施例还提供了一种盾构机的施工方法，其包括如下步骤：
53.采用盾构刀盘的第一刀盘1在小直径隧道作业；
54.采用盾构刀盘的第二刀盘2在大直径隧道作业；
55.在施工区间需要由小直径隧道向大直径隧道切换时，在变径操作空间5将至少两个刀盘块31围绕第一刀盘1的外周设置形成径向尺寸大于第一刀盘1的第二刀盘2；
56.在施工区间需要由大直径隧道向小直径隧道切换时，在变径操作空间5将至少两个刀盘块31从第一刀盘1上拆下，保留第一刀盘1。
57.本实用新型实施例提供的盾构刀盘：第一刀盘1用于小直径隧道的掘进；至少两个刀盘块31用于增大第一刀盘1的直径，实现大直径掘进；连接环4实现第一刀盘1与刀盘块31的连接与分离；变径操作空间5实现刀盘变径作业。
58.本实用新型实施例提供的盾构刀盘在掘进至变径操作空间5后：
59.下一施工区间由小直径掘进改为大直径掘进时，作业人员进入变径操作空间5内，采用焊接、螺接等方式，通过连接环4将预先分块且放置在变径操作空间5内的刀盘块31与第一刀盘1连接在一起，形成第二刀盘2，以用于实现大直径掘进；
60.下一施工区间由大直径掘进改为小直径掘进时，作业人员进入变径操作空间5内，通过切割修补连接环4，将刀盘块31与第一刀盘1分离，保留第一刀盘1实现小直径掘进。
61.由此，可以实现在小空间内实现刀盘变径，且该施工方案成熟，刀盘结构牢固，安全性好。
62.如图4所示，下一施工区间由小直径掘进改为大直径掘进时，将刀盘块31预先分块布置在变径操作空间5内，刀盘掘进至变径操作空间5后，如图5所示，通过连接环4将刀盘块31与第一刀盘1连接，并根据需要调整部分刀具的种类、刀具安装位置、刀具数量。
63.如图6所示，连接完成后，作业人员撤离变径操作空间5，第二刀盘2实现扩径始发。
64.如图7所示，下一施工区间由大直径掘进改为小直径掘进时，刀盘掘进至变径操作空间5后，作业人员对刀盘块31上的第二刀具312进行拆卸，之后通过切割等方式将第一刀盘1与刀盘块31分离，并根据需要调整第一刀盘上1的第一刀具13的种类、刀具安装位置、刀具数量，并对连接环4进行修补。
65.如图8所示，完成后，人员进行撤离，实现缩径始发。
66.如图10所示，在第一刀盘1与刀盘块31上预留配合凸台等。连接环4连接第一刀盘1的第一安装梁12与刀盘块31的第二安装梁311，连接环4在与第一安装梁12和第二安装梁311的连接处设置相互配合的凸部和凹部。
67.刀盘块31可以先焊接一部分，然后按区域分块焊接，也可以以单独零件逐件焊接。
68.将环形刀盘3进行分块，各个块提前焊接好。待盾构机刀盘进入变径操作空间5，按刀盘块31焊接，节约焊接时间。
69.第一刀盘1的中心座11采用双联滚刀131，具有较小刀间距，能够增强中心区域的破岩能力。第一安装梁12上布置滚刀132与刮刀133，实现破岩与刮渣。
70.中心座11为异形扭腿底座，使得第一刀盘1具有较大开口率。
71.一些实施例还提供了一种盾构机，其包括上述的盾构刀盘。
72.基于上述本实用新型的各实施例，在没有明确否定或冲突的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。
73.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：

1.一种盾构刀盘，其特征在于，包括：第一刀盘(1)；以及至少两个刀盘块(31)，被配置为围绕所述第一刀盘(1)的外周设置，且与所述第一刀盘(1)共同形成第二刀盘(2)，所述第二刀盘(2)的径向尺寸大于所述第一刀盘(1)的径向尺寸；其中，所述第一刀盘(1)和所述第二刀盘(2)被配置为择一使用。2.如权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于，所述至少两个刀盘块(31)依次连接形成环形刀盘(3)。3.如权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于，所述至少两个刀盘块(31)焊接于所述第一刀盘(1)的外周。4.如权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于，还包括连接环(4)，所述连接环(4)连接于所述第一刀盘(1)的外周，所述至少两个刀盘块(31)连接于所述连接环(4)。5.如权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于，所述第一刀盘(1)包括中心座(11)和多个第一安装梁(12)，所述多个第一安装梁(12)的每一个第一安装梁(12)的第一端连接所述中心座(11)，第二端沿径向向远离所述中心座(11)延伸，所述中心座(11)和所述多个第一安装梁(12)上均设有第一刀具(13)。6.如权利要求5所述的盾构刀盘，其特征在于，位于所述中心座(11)上的所述第一刀具(13)的刀间距小于位于所述多个第一安装梁(12)上的所述第一刀具(13)的刀间距。7.如权利要求5所述的盾构刀盘，其特征在于，位于所述中心座(11)的所述第一刀具(13)包括双联滚刀(131)。8.如权利要求5所述的盾构刀盘，其特征在于，位于所述多个第一安装梁(12)的所述第一刀具(13)包括滚刀(132)和刮刀(133)。9.如权利要求1所述的盾构刀盘，其特征在于，所述刀盘块(31)包括第二安装梁(311)和第二刀具(312)，所述第二刀具(312)设于所述第二安装梁(311)。10.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的盾构刀盘。

技术总结

本实用新型涉及一种盾构刀盘及盾构机，用于缓解施工过程中刀盘变径困难的问题。其中，盾构刀盘包括：第一刀盘；以及至少两个刀盘块，被配置为围绕所述第一刀盘的外周设置，且与所述第一刀盘共同形成第二刀盘，所述第二刀盘的径向尺寸大于所述第一刀盘的径向尺寸；其中，所述第一刀盘和所述第二刀盘被配置为择一使用。本实用新型实施例提供的盾构刀盘实现了小空间变径、缩短了再制造刀盘的时间，能够在掘进过程中改变开挖直径。进过程中改变开挖直径。进过程中改变开挖直径。