本技術(shù)屬于盾構(gòu)刀具領(lǐng)域，具體是一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)刀具是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)作業(yè)的關(guān)鍵部件，它們負(fù)責(zé)在開(kāi)挖面上切削、破碎和清除土壤、巖石等介質(zhì)，確保盾構(gòu)機(jī)能夠按照設(shè)計(jì)路徑和形狀準(zhǔn)確地掘進(jìn)隧道。盾構(gòu)刀具根據(jù)不同地質(zhì)條件和切削要求，刀具材料通常為高硬度、高耐磨性的合金材料，以適應(yīng)惡劣的地下施工環(huán)境。按照刀具功能和形狀，一般可分為滾刀、齒刀、刮刀、先行刀、中心刀、仿形刀等多種類(lèi)型，分別安裝在不同位置進(jìn)行配合使用，發(fā)揮各自長(zhǎng)處，以確保最佳掘進(jìn)效果和刀具壽命。

2、盾構(gòu)刀具的布置是一項(xiàng)精細(xì)且技術(shù)性強(qiáng)的工作，刀具的數(shù)量、排列間距、角度等都應(yīng)當(dāng)根據(jù)刀盤(pán)直徑、地質(zhì)條件和掘進(jìn)速度等因素綜合考慮，其目的是確保盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中能夠高效、均衡地切削各種地層，并最大限度地保護(hù)主機(jī)結(jié)構(gòu)不受損壞，同時(shí)減輕對(duì)隧道掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的軸向力、徑向力和振動(dòng)沖擊力，確保掘進(jìn)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在盾構(gòu)施工中，刀具設(shè)計(jì)是一個(gè)極其關(guān)鍵且專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域，其設(shè)計(jì)目標(biāo)在于針對(duì)特定的地質(zhì)條件，研發(fā)和制造出能高效、穩(wěn)定、耐用且安全地進(jìn)行土體或巖石切削的刀具。

3、隨著城市地下空間的大面積開(kāi)發(fā)，逐漸向超大埋深、超大斷面、超長(zhǎng)距離延伸，開(kāi)挖斷面內(nèi)地層類(lèi)型多，且特性差異較大，進(jìn)一步提高盾構(gòu)設(shè)備選型難度，同樣提高了盾構(gòu)刀盤(pán)刀具的配置，以適應(yīng)多變的地層。目前，盾構(gòu)機(jī)刀具布置按照地層劃分，一般情況下滾切類(lèi)刀具適用于硬巖地層，切削類(lèi)刀具適用于軟土地層，但是單一地層基本在長(zhǎng)距離、大斷面隧道內(nèi)無(wú)法保證，固然需要進(jìn)行多種刀具的配合。在此基礎(chǔ)上，一般利用加密刀間距的形式保證刀盤(pán)的破巖效率，但增加刀具的情況下相應(yīng)的減小了盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的開(kāi)口率，增加了刀盤(pán)的整體重量，也增加了刀盤(pán)啟動(dòng)扭矩和運(yùn)轉(zhuǎn)功耗，嚴(yán)重增加施工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，可以實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)的切削深度對(duì)巖體的逐層分割，并且可以較好的與滾刀切削剩余的巖石軌跡進(jìn)行吻合，較好的形成互補(bǔ)，還能在寬度方向與其他刀具形成軌跡重合，既不影響開(kāi)口率，還可以減輕刀盤(pán)重量。

2、為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供了一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，包括刀座和刀體，所述刀體遠(yuǎn)離刀座的一側(cè)設(shè)有至少兩個(gè)凸起的刀峰，至少兩個(gè)刀峰的削切面形成波浪狀；在刀體的兩側(cè)分別設(shè)有向外凸出的刀翼，所述刀翼位于刀體的寬度方向，且凸出的削切面為弧形面；所述刀座的長(zhǎng)度大于刀體及兩側(cè)刀翼整體的寬度，所述刀座的寬度大于刀體的厚度，在刀座上布設(shè)有多個(gè)固定螺栓，多個(gè)固定螺栓分散在刀體的周?chē)?/p>

3、本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述刀峰位于刀體的高度方向，其凸出刀體的高度為1～2cm，且至少兩個(gè)刀峰的高度相等或不等。

4、本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述刀翼凸出刀體寬度方向1～2cm，且兩側(cè)刀翼均與刀體支架圓弧過(guò)渡。

5、本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述刀座的底部設(shè)有用于盾構(gòu)刀盤(pán)上的刀箱匹配連接的安裝塊，所述固定螺栓設(shè)置在安裝塊上，在安裝塊的底部設(shè)有螺栓壓板，并在刀座通過(guò)固定螺栓安裝到盾構(gòu)刀盤(pán)后，螺栓壓板將固定螺栓的端部固定壓緊。

6、本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：至少兩個(gè)刀峰形成的波浪狀削切面與刀座的長(zhǎng)度方向布設(shè)一致，所述刀翼的弧形削切面與刀座的寬度方向布設(shè)一致。

7、本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述螺栓壓板包括橫向壓板和豎向壓板，所述橫向壓板位于安裝塊底部，用于壓緊固定螺栓；所述豎向壓板垂直連接在兩塊橫向壓板之間，在豎向壓板上設(shè)有壓板螺栓，且壓板螺栓與刀座及刀體固定鎖緊。

8、本實(shí)用新型的有益效果：(1)本實(shí)用新型刀具設(shè)置有多峰，且刀峰高于刀體1-2cm，根據(jù)地層情況進(jìn)行調(diào)整配置，軟土地層應(yīng)接近2cm，先前攪動(dòng)、撕裂土體，降低渣土改良難度，防止出現(xiàn)結(jié)泥餅；硬巖地層應(yīng)接近1cm，便于先前劈裂巖體，降低渣土的整體性；從高度方向上來(lái)說(shuō)，不同等級(jí)的切削深度有利于對(duì)巖體的逐層分割，并可以較好的與滾刀切削剩余的巖石軌跡進(jìn)行吻合，較好的形成互補(bǔ)。

9、(2)本實(shí)用新型在刀體兩側(cè)分別設(shè)置有刀翼，刀翼寬于刀體1-2cm，圓弧過(guò)渡，從寬度方向上來(lái)說(shuō)，加大刀體本身寬度，有利于與面板其他刀具軌跡交叉，減少刀具布置，既不影響開(kāi)口率，減少刀盤(pán)的重量和刀具的數(shù)量，同時(shí)增加刀具的可磨損量，延長(zhǎng)刀具壽命。

10、(3)本實(shí)用新型通過(guò)刀峰和刀翼的設(shè)置，使刀體的削切面形成多級(jí)斜面，按照梯度硬度進(jìn)行布設(shè)，便于巖體的破碎，有利于刀具磨損保護(hù)；其刀具軌跡線(xiàn)形成多個(gè)環(huán)線(xiàn)，并且嵌入度分為多個(gè)層級(jí)；有利于與其他刀具配合使用。

11、(4)本實(shí)用新型的刀座采用加大型，一周利用多個(gè)螺栓固定，防止刀體因受力不均出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，便于更換；刀具固定螺栓的前端嵌入在刀座中，固定螺栓的后端通過(guò)復(fù)緊后利用安裝塊進(jìn)行固定，防止出現(xiàn)松動(dòng)；豎向壓板利用壓板螺栓與刀體進(jìn)行連接，形成整體結(jié)構(gòu)，保證刀具不擾動(dòng)。

技術(shù)特征：

1.一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，包括刀座(1)和刀體(2)，其特征在于：所述刀體(2)遠(yuǎn)離刀座(1)的一側(cè)設(shè)有至少兩個(gè)凸起的刀峰(3)，至少兩個(gè)刀峰(3)的削切面形成波浪狀；在刀體(2)的兩側(cè)分別設(shè)有向外凸出的刀翼(4)，所述刀翼(4)位于刀體(2)的寬度方向，且凸出的削切面為弧形面；所述刀座(1)的長(zhǎng)度大于刀體(2)及兩側(cè)刀翼(4)整體的寬度，所述刀座(1)的寬度大于刀體(2)的厚度，在刀座(1)上布設(shè)有多個(gè)固定螺栓(5)，多個(gè)固定螺栓(5)分散在刀體(2)的周?chē)?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，其特征在于：所述刀峰(3)位于刀體(2)的高度方向，其凸出刀體的高度為1～2cm，且至少兩個(gè)刀峰(3)的高度相等或不等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，其特征在于：所述刀翼(4)凸出刀體寬度方向1～2cm，且兩側(cè)刀翼(4)均與刀體(2)支架圓弧過(guò)渡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，其特征在于：所述刀座(1)為方形結(jié)構(gòu)，所述刀體(2)位于刀座(1)的中心部位，在刀座(1)的四個(gè)角部分別設(shè)有固定螺栓(5)；所述刀座(1)的底部設(shè)有用于盾構(gòu)刀盤(pán)上的刀箱匹配連接的安裝塊(8)，所述固定螺栓(5)設(shè)置在安裝塊(8)上，在安裝塊(8)的底部設(shè)有螺栓壓板(6)，并在刀座(1)通過(guò)固定螺栓(5)安裝到盾構(gòu)刀盤(pán)后，螺栓壓板(6)將固定螺栓(5)的端部固定壓緊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，其特征在于：至少兩個(gè)刀峰(3)形成的波浪狀削切面與刀座(1)的長(zhǎng)度方向布設(shè)一致，所述刀翼(4)的弧形削切面與刀座(1)的寬度方向布設(shè)一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具，其特征在于：所述螺栓壓板(6)包括橫向壓板(600)和豎向壓板(601)，所述橫向壓板(600)位于安裝塊(8)底部，用于壓緊固定螺栓(5)；所述豎向壓板(601)垂直連接在兩塊橫向壓板(600)之間，在豎向壓板(601)上設(shè)有壓板螺栓(7)，且壓板螺栓(7)與刀座(1)及刀體(2)固定鎖緊。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種適用于軟硬不均地層的多峰型盾構(gòu)刀具。所述刀具包括刀座和刀體，所述刀體遠(yuǎn)離刀座的一側(cè)設(shè)有至少兩個(gè)凸起的刀峰；在刀體的兩側(cè)分別設(shè)有向外凸出的刀翼，且刀翼位于刀體的寬度方向；所述刀座的長(zhǎng)度大于刀體及兩側(cè)刀翼整體的寬度，所述刀座的寬度大于刀體的厚度，在刀座上布設(shè)有多個(gè)固定螺栓，多個(gè)固定螺栓分散在刀體的周?chē)?。本技術(shù)刀具設(shè)置有刀峰和刀翼，刀峰的高度可以根據(jù)地層情況進(jìn)行調(diào)整配置，實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)的切削深度，有利于對(duì)巖體的逐層分割，并可以與滾刀切削剩余的巖石軌跡進(jìn)行吻合，較好的形成互補(bǔ)；刀翼的設(shè)置有利于與面板其他刀具軌跡交叉，增加刀體的寬度，在不影響開(kāi)口率的情況減少刀盤(pán)的重量和刀具的數(shù)量。

技術(shù)研發(fā)人員：史兵兵,周法庭,徐宗輝,王建國(guó),杜殿逵,姜成,劉振東,陸國(guó)平,高興江,楊擎,張智
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十一局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240426
技術(shù)公布日：2025/1/9