TBM刀盤制造技術

本發明專利技術公開了一種TBM刀盤，包括刀盤，設在刀盤中心的中心鉆頭；刀盤上十字形排列設置有多個牙輪鉆頭，每個牙輪鉆頭的一側設有高壓噴嘴，刀盤上開設有多個進排漿口；位于刀盤后方設有由前隔板和后隔板構成的環形高壓水倉，環形高壓水倉內設置有排渣管，排渣管的一個管口與設在前隔板底部的進渣腔室密封連通，排渣管另一個管口與渣漿泵進漿口相連通；在刀盤上設有超高壓供水回轉接頭和供電回轉接頭，高壓噴嘴通過超高壓供水回轉接頭與超高壓水源相連通，牙輪鉆頭的電源輸入端通過供電回轉接頭與TBM主控制室電氣連接。本發明專利技術采用牙輪鉆頭和超高壓水力射流進行破巖，達到提高隧洞掘進開挖效率、降低投資成本之目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及隧洞掘進機（TBM），尤其是涉及TBM刀盤及排渣系統。
技術介紹
隧洞掘進機（TBM：Tunnel Boring Machine）廣泛用于長隧洞機械化施工中。目前的隧洞掘進機破巖刀具多采用單刃滾刀，其原理為滾刀在巨大推力和回轉力矩作用下對巖石實施壓、滾、劈、磨作用，以使巖石壓裂、漲裂、剪裂、磨碎，達到破巖的目的。隧洞掘進機的掘進工作過程由掘進作業和換步作業交替進行。在掘進作業時，隧洞掘進機的刀頭為沿隧洞軸線作直線運動和繞軸線作單方向回轉運動的復合螺旋運動，被破碎的巖石由刀盤上的鏟斗落入膠帶輸送機上并向機后輸出,出渣一般采用連續膠帶輸送機或有軌運輸礦車兩種方式。據有關工程資料統計，常規TBM施工平均月進尺為500m～800m，少數工程個別月進尺會超過1000m,這就使得長隧洞施工工期一般長達數年到十多年，嚴重制約著工程的工期。如何提高隧洞掘進機的隧洞掘進開挖效率,一直是本領域技術人員研究的課題。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種TBM刀盤及排渣系統，達到超高壓水力輔助破巖。為實現上述目的，本專利技術采取下述技術方案：本專利技術所述的TBM刀盤及排渣系統，包括刀盤，設置在所述刀盤中心位置處的中心鉆頭；刀盤上以所述中心鉆頭為中心十字形排列設置有多個牙輪鉆頭，位于每個牙輪鉆頭的一側均設置有高壓噴嘴，刀盤上均布排列開設有多個進排漿口；位于所述刀盤后方設置有由前隔板和后隔板構成的環形高壓水倉，所述前隔板和后隔板固定在護盾上，前隔板上部開設有出水口，所述出水口與設置在環形高壓水倉內的連通管上管口密封連通，所述連通管下管口位于環形高壓水倉的下部；所述環形高壓水倉內設置有排渣管，所述排渣管的一個管口與設置在前隔板底部的進渣腔室密封連通，排渣管的另一個管口與渣漿泵的進漿口相連通；在刀盤上設置有超高壓供水回轉接頭和供電回轉接頭，所述每個高壓噴嘴均通過所述超高壓供水回轉接頭與超高壓水源相連通，所述每個牙輪鉆頭的電源輸入端均通過所述供電回轉接頭與TBM主控制室電氣連接。本專利技術優點在于采用牙輪鉆頭和超高壓水力射流進行隧洞掘進機的破巖，破巖后采用渣漿泵取代現有的皮帶機或軌道車出渣。從而達到提高隧洞掘進開挖效率、降低出渣投資成本之目的。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是本專利技術所述刀盤工作面的結構示意圖。圖3是本專利技術所述牙輪鉆頭的結構示意圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是本專利技術所述高壓噴嘴的結構示意圖。具體實施方式如圖1-5所示，本專利技術所述的TBM刀盤及排渣系統，包括刀盤1，設置在所述刀盤1中心位置處的中心鉆頭3；刀盤1上以所述中心鉆頭3為中心十字形排列設置有多個牙輪鉆頭4，位于每個牙輪鉆頭4的一側均設置有高壓噴嘴5，刀盤1上均布排列開設有多個進排漿口6；位于所述刀盤1后方設置有由前隔板7和后隔板8構成的環形水倉9，所述前隔板7和后隔板8與護盾2固定連接，前隔板7上開設有出水口10，所述出水口10與設置在環形高壓水倉9內的連通管11上管口密封連通，所述連通管11的下管口位于環形高壓水倉9的下部；環形高壓水倉9內設置有排渣管12，所述排渣管12的一個管口與設置在前隔板7底部的進渣腔室13密封連通，排渣管12的另一個管口與渣漿泵14的進漿口相連通；在刀盤1上設置有超高壓供水回轉接頭15和供電回轉接頭16，所述每個高壓噴嘴5均通過所述超高壓供水回轉接頭15與外部超高壓水源相連通，所述每個牙輪鉆頭4均通過所述供電回轉接頭16與TBM主控制室電氣連接。本專利技術工作原理簡述如下：使用時，首先將隧洞掘進機的刀盤驅動軸17間隙穿過環形高壓水倉9、超高壓供水回轉接頭15和供電回轉接頭16后與刀盤1固定連接即可，推進部分與現有TBM工作方式類似，由推力油缸和步進支架組成。工作時，牙輪鉆頭4自轉破碎巖石，同時自高壓噴嘴5噴出的高壓水力射流將牙輪鉆頭4破碎后的巖屑迅速沖離掌子面，使牙輪鉆頭4的牙齒能夠始終接觸新的巖體，同時，高壓水力射流使得牙輪鉆頭4破碎巖石產生的裂縫產生延伸、擴張和破裂效應，大大增加了破巖效率，減少了牙輪鉆頭4阻力和刀具磨損，延長刀具使用壽命。當一個行程全部鉆完后，由TBM的步進支架向前行走一個行程，繼續重復上述步驟。開挖鉆出的渣液混合體進入環形高壓水倉9底部的進渣腔室13，經排渣管12和渣漿泵14排出。當開挖鉆出的渣液混合體較稠不利于渣漿泵14工作時，通過向環形高壓水倉9內充以壓縮空氣形成空氣緩沖層，在氣壓作用下環形高壓水倉9內的水自連通管11上管口進入位于刀盤1與前隔板7之間的區域，對渣液混合體進行稀釋。因此只要調節壓縮空氣的壓力，就可以控制開挖面上相應的碎屑粘稠度以保證渣漿泵14正常。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種TBM刀盤及排渣系統，包括刀盤，設置在所述刀盤中心位置處的中心鉆頭；其特征在于：刀盤上以所述中心鉆頭為中心十字形排列設置有多個牙輪鉆頭，位于每個牙輪鉆頭的一側均設置有高壓噴嘴，刀盤上均布排列開設有多個進排漿口；位于所述刀盤后方設置有由前隔板和后隔板構成的環形高壓水倉，所述前隔板和后隔板固定在護盾上，前隔板上部開設有出水口，所述出水口與設置在環形高壓水倉內的連通管上管口密封連通，所述連通管下管口位于環形高壓水倉的下部；所述環形高壓水倉內設置有排渣管，所述排渣管的一個管口與設置在前隔板底部的進渣腔室密封連通，排渣管的另一個管口與渣漿泵的進漿口相連通；在刀盤上設置有超高壓供水回轉接頭和供電回轉接頭，所述每個高壓噴嘴均通過所述超高壓供水回轉接頭與超高壓水源相連通，所述每個牙輪鉆頭的電源輸入端均通過所述供電回轉接頭與TBM主控制室電氣連接。

【技術特征摘要】
1.一種TBM刀盤及排渣系統，包括刀盤，設置在所述刀盤中心位置處的中心鉆頭；其特征在于：刀盤上以所述中心鉆頭為中心十字形排列設置有多個牙輪鉆頭，位于每個牙輪鉆頭的一側均設置有高壓噴嘴，刀盤上均布排列開設有多個進排漿口；位于所述刀盤后方設置有由前隔板和后隔板構成的環形高壓水倉，所述前隔板和后隔板固定在護盾上，前隔板上部開設有出水口，所述出水口與設置在環形高壓水倉內的連通管上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張金良，劉宗仁，張遠生，楊曉箐，楊道坡，
申請(專利權)人：黃河勘測規劃設計有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41