具体实施方式

如图1至图5所示，本发明的一种快速调整盾构机刀盘刀具配置方法，包括以下步骤：

步骤一、刀盘分区：将刀盘1划分为环形安装面板和中心安装面板10，所述环形安装面板包括呈顺时针均匀布设的第一刀梁2、第二刀梁3、第三刀梁4、第四刀梁5、第五刀梁6、第六刀梁7、第七刀梁8和第八刀梁 9；

将所述第一刀梁2划分为第一配置区和设置在所述第一配置区两侧的第一固定区，将所述第二刀梁3划分为第二配置区，将所述第三刀梁4划分为第三配置区和设置在所述第三配置区两侧的第二固定区，将所述第四刀梁5划分为第四配置区，将所述第五刀梁6划分为第五配置区和设置在所述第五配置区两侧的第三固定区，将所述第六刀梁7划分为第六配置区，将所述第七刀梁8划分为第七配置区和设置在所述第七配置区两侧的第四固定区，将所述第八刀梁9划分为第八配置区；

在中心安装面板10上安装多个鱼尾刀13，在所述第一固定区、所述第二固定区、所述第三固定区和所述第四固定区上均安装多个刮刀14。

步骤二、判断掘进区地层类别：在隧道施工前的地质勘查报告中获取地质参数，根据所述地质参数确定掘进区的地层类别，所述地质参数包括掘进面深度，以及在掘进范围内的岩层层厚、碎石土层厚、砂土层厚、粉土层厚和粘性土层厚；

当掘进范围内土层包括砂土、粉土和粘性土，且粘性土层厚占比小于 30％时，判断地层类别为一类地层；

当掘进范围内土层包括砂土、粉土和粘性土，且粘性土层厚占比大于 30％时，判断地层类别为二类地层；

当掘进范围内土层包括岩层和碎石土时，判断地层类别为三类地层；

当掘进范围内的岩层层厚与碎石土层厚之和大于砂土层厚、粉土层厚和粘性土层厚之和时，判断地层类别为四类地层地层；

当掘进范围内的岩层层厚与碎石土层厚之和小于砂土层厚、粉土层厚和粘性土层厚之和时，判断地层类别为五类地层。

实际施工时，通过查询地质勘查报告，便于快速获取地质参数，有利于在盾构机掘进前期选择刀盘刀具配置方案，通过快速调整到盘上的刀具配置，以适应不同的地层类别，避免在掘进中途反复更换刀盘1，提高了施工效率。

步骤三、配置刀盘：根据掘进区的地层类别在环形安装面板上安装滚刀11和切刀12；

当掘进区为一类地层时，在所述第一配置区、所述第二配置区、所述第三配置区、所述第四配置区、所述第五配置区、所述第六配置区、所述第七配置区和所述第八配置区均安装多个所述切刀12，并将所述第一固定区、所述第二固定区、所述第三固定区和所述第四固定区上的刮刀14均固定在第一高度位置；

当掘进区为二类地层时，在所述第一配置区、所述第二配置区、所述第三配置区、所述第四配置区、所述第五配置区、所述第六配置区、所述第七配置区和所述第八配置区均安装多个所述切刀12，并将所述第一固定区、所述第二固定区、所述第三固定区和所述第四固定区上的刮刀14均固定在第二高度位置，所述第二高度位置高于所述第一高度位置且所述第二高度位置与所述第一高度位置之间的距离范围为10～30mm；

当掘进区为三类地层时，在所述第一配置区、所述第二配置区、所述第三配置区、所述第四配置区、所述第五配置区、所述第六配置区、所述第七配置区和所述第八配置区均安装多个所述滚刀11；

当掘进区为四类地层时，在所述第一配置区、所述第三配置区、所述第五配置区和所述第七配置区均安装多个所述滚刀11，并将所述第一固定区、所述第二固定区、所述第三固定区和所述第四固定区上的刮刀14均固定在第一高度位置。

当掘进区为五类地层时，在所述第一配置区、所述第三配置区、所述第五配置区和所述第七配置区均安装多个所述滚刀11，在所述第二配置区、所述第四配置区、所述第六配置区和所述第八配置区均安装多个所述切刀12，并将所述第一固定区、所述第二固定区、所述第三固定区和所述第四固定区上的刮刀14均固定在第二高度位置，所述第二高度位置高于所述第一高度位置且所述第二高度位置与所述第一高度位置之间的距离范围为10～30mm。

本实施例针对五类地层的情况具体说明，根据地质勘查报告确定掘进范围内的岩层层厚与碎石土层厚之和小于砂土层厚、粉土层厚和粘性土层厚之和，因此判定掘进区的地层类别为五类地层，采用在第一配置区、第三配置区、第五配置区和第七配置区均安装多个滚刀11，在第二配置区、第四配置区、第六配置区和第八配置区均安装多个切刀12，并升高刮刀 14的安装位置的方案。

需要说明的是，当掘进区为二类地层，但掘进线路上中有用于车站施工的地下连续墙时，也将掘进区判别为五类地层。

实际施工时，滚刀11在滚动力和推力的共同作用下进行工作，让滚刀11对岩体进行滚压、挤压和剪切土体，使土体变成破碎岩体，隧道掌子面上会出现多个同心圆；在推力的作用下，将切刀12向岩层或土层中惯入，在刀盘1带动切刀12进行钻进的过程中，利用切刀12对岩层进行切削，让土层出现环犁沟，且刀盘1转动的阻力相对较大，使得切削的过程中效率较高，可以随时将渣土送入刀盘土仓。

本发明使用时，通过在环形安装面板上间隔设置滚刀11和切刀12，在中心安装面板10上设置鱼尾刀，便于针对四类地层和五类地层进行掘进，即满足了软土地层掘进的高效性，又对岩层硬土和车站围护结构的地下连续墙进行了有效破除，使先遂后站的施工方法得以实施，从而保证了盾构施工工期。

需要说明的是，通过在第一刀梁2、第三刀梁4、第五刀梁6和第七刀梁8上均设置滚刀11和刮刀14，便于利用滚刀11破除地连墙，利用刮刀14清除掌子面上的碎石渣土，通过在第二刀梁3、第四刀梁5、第六刀梁7和第八刀梁9上均设置切刀12，便于利用切刀12掘进软土地层，通过将滚刀11与切刀12周向间隔布设，且滚刀11与切刀12与刀盘1之间均为可拆卸连接，既使刀盘1具有良好的破岩功能，避免了更改刀盘1的面积和开口率，又减少了刀盘1的调整时间，有利于顺利推进复杂地况下的盾构掘进工作。

本实施例中，所述第一刀梁2、所述第三刀梁4、所述第五刀梁6和所述第七刀梁8均为长条形刀梁，且所述第一刀梁2和所述第五刀梁6分别与中心安装面板10的两端连接，所述第二刀梁3、所述第四刀梁5、所述第六刀梁7和所述第八刀梁9均为面板形刀梁。

实际使用时，通过设置第一刀梁2、第三刀梁4、第五刀梁6和第七刀梁8均为长条形刀梁，且第一刀梁2和第五刀梁6分别与中心安装面板 10的两端连接，使第一刀梁2、第三刀梁4、第五刀梁6、第七刀梁8和中心安装面板10形成十字形刀梁结构，当十字形刀梁结构上的滚刀11随刀盘1旋转时，滚刀11可破除刀盘1行进方向所覆盖的全部范围，即能有效破除地下连续墙结构，通过设置第二刀梁3、第四刀梁5、第六刀梁7 和第八刀梁9均为面板形刀梁，当面板形刀梁上的切刀12随刀盘1旋转时，多个切刀12形成圆形切割面，便于有效掘进软土地层。

本实施例中，所述长条形刀梁和所述中心安装面板10沿长度方向上均设置有多个刀具安装槽，所述面板形刀梁上靠近刀盘1边缘处设置有多个所述刀具安装槽。

如图3所示，所述刀具安装槽内侧壁上对称设置有两个第一固定块 17，所述第一固定块17上设置有楔块18，两个所述楔块18之间设置有压块15，所述压块15中穿设有固定所述滚刀11、所述切刀12和所述鱼尾刀13的第一紧固螺栓16。

如图4所示，所述长条形刀梁两侧均设置有第二固定块19，第二紧固螺栓20穿过所述刮刀14和所述第二固定块19，将所述刮刀14固定在所述长条形刀梁上。

实际使用时，压块15为台形结构，压块15的斜侧面与楔块18固定连接，楔块18呈倾斜状态，且嵌固在第一固定块17上，便于与第一紧固螺栓16形成相对作用力，当第一紧固螺栓16穿过压块15和滚刀11时，即可将滚刀11固定在刀具安装槽内，通过拧松第一紧固螺栓16，也可将滚刀11从刀具安装槽内取出，从而实现滚刀11与刀盘1的可拆卸链接，切刀12和鱼尾刀13与刀盘1的连接结构与滚刀11的连接结构相同。

实际使用时，第二紧固螺栓20穿过刮刀14和第二固定块19，从而将刮刀14固定在第二固定块19的侧面，便于清理掘进掌子面上被滚刀11 压碎的碎石渣土，增大刀盘1的掘进效率。

需要说明的是，第一固定块17与长条形刀梁之间、第一固定块17与楔块18之间和第二固定块19与长条形刀梁之间均为焊接。

本实施例中，所述刮刀14上设置有供所述刮刀14升降的滑道21，所述滑道21为Z型且与第二紧固螺栓20相适应；当所述第二紧固螺栓20 穿过所述滑道21的高位时，所述刮刀14处于第一位置高度，当所述第二紧固螺栓20穿过所述滑道21的低位时，所述刮刀14处于第二位置高度，移动所述刮刀14，使所述第二紧固螺栓20从所述滑道21的高位移动至低位，完成对所述刮刀14的高度调整。

当掘进区为二类地层和五类地层时，掘进区土层的湿度较大，易在刀盘1上形成泥饼，升高刮刀14的安装位置后，有利于减少泥饼的产生。

如图5所示，滑道21的数量与第二紧固螺栓20的数量一致，本实施例中滑道21的数量和第二紧固螺栓20的数量均为两个，两个滑道21竖直布设，将第二紧固螺栓20穿过滑道21的高位，使刮刀14固定在最低位，即第一位置高度，移动刮刀14，将第二紧固螺栓20从滑道21的高位移动至低位，使刮刀14固定在最高位，即第二位置高度，从而调整了刮刀14超出长条形刀梁的高度，通过将刮刀14固定在第一高度位置或第二高度位置，实现了刮刀14在刀盘1上的高度调整，灵活性强，便于根据施工现场情况，快速调整刀盘1的刀具配置，从而更好的适应长距离掘进过程中复杂多变的地层类别，实用性强，又便于适应不同滚刀11的高度或安装角度，确保滚刀11安装后的刀刃高度始终大于刮刀14安装后的刀刃高度。

本实施例中，所述鱼尾刀13的刀刃高度大于滚刀11的高度，所述滚刀11的刀刃高度大于刮刀14在第二高度位置上的刀刃高度。

实际施工时，鱼尾刀13伸出刀具安装槽的高度为450mm，滚刀11伸出刀具安装槽的高度为175mm，第二高度位置与第一高度位置之间的距离优选20mm，当刮刀14位于第一高度位置时，刮刀14超出长条形刀梁的高度为130mm，当刮刀14位于第二高度位置时，刮刀14超出长条形刀梁的高度为150mm。

实际施工时，多个鱼尾刀13在中心安装面板10上呈一字型布设，且中心安装面板10的上表面高度由中心向两端依次对称降低，当中心安装面板10随刀盘1旋转时，多个鱼尾刀13形成锥形掘进面，通过设置鱼尾刀13的高度大于滚刀11的高度，有利于从掌子面位置中心破除地层，通过设置滚刀11的高度大于刮刀14的高度，当滚刀11压碎并伸入地层中掘进时，刮刀14与掌子面表面接触，便于清理掌子面上的碎石渣土，也避免了刮刀14的高度位置影响滚刀11工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。