技术特征：
1.一种基于超挖垫块的实现tbm刀盘超挖掘进的方法，其特征在于，通过在边滚刀刀座结构中添加不同厚度的超挖垫块改变刀具布置轨迹实现扩大tbm刀盘掘进直径；具体步骤如下：步骤一、确定超挖垫块尺寸；超挖垫块(1)呈长方体状，其长宽厚三个方向的尺寸分别为l、b和h；长度l和宽度b与内刀座板(7)和超挖垫块(1)接触面的长和宽相等，超挖垫块(1)与内刀座板(7)接触面的外边缘留有3mm
×
3mm的倒角；厚度h与边滚刀刀座在刀盘上相对于刀盘平面分布的轴向角度α有关；对于一个刀盘，需要一组不同厚度尺寸的超挖垫块(1)来实现刀盘扩径超挖的功能，这一组超挖垫块(1)中最大的厚度尺寸h
max
由如下公式确定：h
max
＝δr/sina
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：a
max
为刀盘圆周方向上最外沿一把边滚刀安装的轴向角度，也即刀盘上所有边滚刀安装的最大轴向角度；δr为刀盘开挖尺寸相比原刀盘开挖直径增加的半径差；其余超挖垫块(1)的厚度尺寸为h＝k
·
h
max
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：k为其余超挖垫块(1)厚度尺寸与最大厚度超挖垫块(1)厚度尺寸的比例系数；步骤二、选择连接螺杆计算安装最大厚度超挖垫块(1)的边滚刀刀座所需的螺栓长度l
max
l
max
＝l+h
max
ꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：l为刀座未加超挖垫块时的连接螺杆长度；步骤三、将一组厚度尺寸不同的超挖垫块(1)分别安装在不同轴向角度的边滚刀刀座中，增大边滚刀的工作轨迹直径；步骤四、对于某一边滚刀刀座，包括边滚刀(9)、边滚刀刀轴(2)、内刀座板(7)、外刀座板(8)、超挖垫块(1)和超挖楔块(4)；外刀座板(8)固定于刀盘上，内刀座板(7)内嵌于外刀座板(8)的凹槽处；将超挖垫块(1)安装在内刀座板(7)上；边滚刀刀轴(2)通过超挖垫块(1)上表面和内刀座板(7)的一侧表面进行初定位，超挖楔块(4)的楔面与边滚刀刀轴(2)的楔面相配合，边滚刀刀轴(2)的楔面相对侧表面与内刀座板(7)的另一侧表面相接触，完成边滚刀刀轴(2)的完全定位；最后连接螺杆(3)穿入超挖楔块(4)内的螺栓孔，连接螺杆(3)与螺母(6)配合栓接超挖楔块(4)和内刀座板(7)底部凹槽内的压块(5)，在螺栓预紧力的作用下，超挖楔块(4)的楔面将力传递到边滚刀刀轴(2)上，使其被压紧在边滚刀刀座内部；重复步骤四中上述装配顺序在其他边滚刀刀座中添加超挖垫块(1)；步骤五、在刀盘边缘布置的边缘刮刀设为铲刀(10)，与所开挖直径匹配，保证扩径超挖过程中的顺畅刮渣。2.根据权利要求1所述的基于超挖垫块的实现tbm刀盘超挖掘进的方法，其特征在于，所述超挖垫块(1)与内刀座板(7)接触面胶结。3.根据权利要求1所述的基于超挖垫块的实现tbm刀盘超挖掘进的方法，其特征在于，所述超挖垫块(1)和超挖楔块(4)采用42crmo材料锻造而成。
技术总结
本发明属于TBM刀盘结构技术领域，提出了一种基于超挖垫块的实现TBM刀盘超挖掘进的方法，该方法采用增加超挖垫块的刀座结构形式；通过在边滚刀刀座结构中添加不同厚度的超挖垫块改变刀具布置轨迹实现TBM刀盘掘进直径的扩大。本发明的目的在于通过刀盘开挖直径的增加，使得TBM在施工中能够基于超前探测结果来对隧道进行扩挖，预留一定的变形量，尽量避免了隧道掌子面大变形甚至塌方对TBM施工所造成的卡机等影响。该方法通过在传统边滚刀刀座结构中垫入一系列超挖垫块，从而增加边滚刀的伸出高度。如果更换不同厚度的定位块就可以实现边滚刀伸出高度的调节，则可以满足工程实际中不同扩挖直径的要求。不同扩挖直径的要求。不同扩挖直径的要求。
技术研发人员：吕海明 王泽江 周俊东 徐建 刘长伟
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/29