掘进机刀盘中心回转加水装置技术领域
本发明涉及一种盾构、顶管等掘进机刀盘中心回转加水装置，尤其是一种适用于
高塑性黏土土层中掘进施工的刀盘中心回转加水装置。
背景技术
刀盘加水（液）装置是在盾构、顶管等掘进施工过程中被广泛应用的设备，主要用
于对刀盘正面土层加入水或其他润滑浆液。通常刀盘加水采用中心加入，有一个管路接入，
刀盘盘体上可以分开多个出水口，但是在实际施工过程中并不是每个出水口都有水流出，
哪个口正面压力小，大部分的浆液就由这个口溢出，因为“一分多”的原理，所以加入的高压
水，到了刀盘头部压力往往很小。
这种中心加水模式的刀盘到了黏土土层中，因为没有全断面的加入润滑水，会使
黏土牢牢的包裹住刀盘盘体及其刀具，造成了刀盘扭矩过大，动力设备一直高负荷的情况
下工作。同时掘进速度非常缓慢，严重影响工程工期。
发明内容
本发明是要提供一种掘进机刀盘中心回转加水装置，用于解决黏土施工因加水量
不足造成的各种问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种掘进机刀盘中心回转加水装置，包括
刀盘头部喷水口、内置式管路、中间传动式管路，刀盘盘体上设置多个独立控制的刀盘头部
喷水口每个刀盘头部喷水口通过内置式管路、中间传动式管路与外部输入水接入装置上对
应的接入水口连接，接入水口单独连接一台高压注水泵，通过调节每个高压注水泵的输出
动力来控制每个刀盘头部喷水口的流量与压力；所述中间传动式管路前端与刀盘盘体固定
连接，跟着刀盘体一起转动，传动式管路后端连接外部输入水接入装置的转动体，外部输入
水接入装置的固定体与泥水仓板固定连接。
所述外部输入水接入装置包括外部水接入口、环形集水槽、内置式管路、固定体、
转动体，所述转动体置于固定体内，且转动体与固定体之间转动连接，所述固定体上沿轴向
设有多个外部水接入口，所述转动体上沿轴向设有多个环形集水槽，每个环形集水槽连接
一条内置式管路，且每个环形集水槽对应连通一个外部水接入口，每条内置式管路与中间
传动式管路对应连接；当转动体转动时，保障外部水通过外部水接入口始终加入到环形集
水槽内；环形集水槽之间通过密封件密封，用于防止外部水接入口之间相互串通。
所述外部输入水接入装置的转动体后面装有防碰撞装置。
本发明的有益效果是：
①该设备在黏土层中施工中能有效的提高切削效率，降低刀盘旋转扭矩；
②该设备能对正面土层进行全面加水、注浆，使泥水更快的循环；
③该设备中心回转加水、注浆对切削轨迹上的任何一个轨迹进行加水，提高了土体与
刀盘润滑效果，减小刀盘刀头和土体之间的摩擦力并且减低切削过程中产生的热量，防止
黏土粘在刀头上，过多的增加动力系统的负担；
④该设备具有价格低廉、结构简单实用、自重较轻、施工速度快。
附图说明
图1是本发明的掘进机刀盘中心回转加水装置结构剖视图；
图2是本发明的掘进机刀盘中心回转加水装置的管道连接示意图；
图3是外部输入水接入装置结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1，2所示，一种掘进机刀盘中心回转加水装置，包括刀盘头部喷水口1、内置式
管路2、中间传动式管路3、外部输入水接入装置4、防碰撞装置5。
刀盘盘体上设置多个独立控制的刀盘头部喷水口1每个刀盘头部喷水口1通过内
置式管路2、中间传动式管路3与外部输入水接入装置4上对应的接入水口连接，接入水口单
独连接一台高压注水泵，通过调节每个高压注水泵的输出动力来控制每个刀盘头部喷水口
1的流量与压力；中间传动式管路3前端与刀盘盘体固定连接，跟着刀盘体一起转动，传动式
管路3后端连接外部输入水接入装置4的转动体e，外部输入水接入装置4的固定体d与泥水
仓板固定连接。外部输入水接入装置4的转动体e后面装有防碰撞装置5。
如图3所示，外部输入水接入装置包括外部水接入口a、环形集水槽b、内置式管路
c、固定体d、转动体e。
转动体e置于固定体d内，且转动体e与固定体d之间转动连接，固定体d上沿轴向设
有多个外部水接入口a，转动体e上沿轴向设有多个环形集水槽b，每个环形集水槽b连接一
条内置式管路c，且每个环形集水槽b对应连通一个外部水接入口a，每条内置式管路c与中
间传动式管路3对应连接。
外部水接入口a的数量根据施工要求而定。外部水接入口a置于固定体d内，跟掘进
机面板连接，不会跟着刀盘旋转而转动。在施工过程中将外部水管与该装置外部水接入口a
相连接，外部水外部水接入口通过a加入环形集水槽b中，环形集水槽b与内置式管路c一一
对应并连通，并且内置管路c与刀盘头部喷水口1一一对应并且连通。环形集水槽b与内置式
管路c置于转动体e内，转动体e通过中间传动式管路3与刀盘盘体连接，并跟着刀盘盘体旋
转而转动。当转动体e转动时，由于环形结构，可以保障外部水接入口a始终加入到环形集水
槽b内。环形集水槽b之间有密封件密封，保障每个加水点不会相互串通。
如图2所示，刀盘中心回转加水可以在刀盘盘体上设置多个独立控制的刀盘头部
喷水口1。每个刀盘头部喷水口1与中心回转设备的外界输送接入装置4上外部水接入口a对
应。同时外部水接入口a可单独接入一台高压注水泵6。高压注水泵6与进水管7连接。在施工
过程中可以调节每个高压注水泵的输出动力档位，因此可以做到刀盘头部每个注水口的不
同流量与压力。
本发明能有效的控制刀盘正面土层全断面的加水的流量与压力，从而能有效的控
制正面土层的润滑程度，防止黏土包裹住刀盘盘体与刀具，很好的解决了盾构、顶管等掘进
机机在黏土层中掘进难度大的难题。
本发明取代原中心加水设备（一根加水管直接接入刀盘盘体，在刀盘面板上可以
布置1~4个出水口，由一台高压注泵供应，在实际使用过程中。但是在实际使用过程中并不
是每个出水口都能保障有足够流量的水溢出）。中心回转加水与盾构（顶管）刀盘连接，设备
主要分2个部分，前段跟着刀盘一起转动，后端跟盾构（顶管）的泥水仓板固定连接不能转
动。该设备能有效的增加盾构（顶管）的刀盘盘体上的出水口，其出水口的数量可根据实际
情况而定，一般设置4~6个出水口。同时所有的出水口可以连接起来一起控制，也可以单独
控制每一个进水管路链接一台加水泵，主要可以保障每一个出水口都有足够流量的水输
出，同时也可以调节每台泵的输出压力，用以控制盘体上各出水口的出水压力控制。综上所
述中心回转加水设备既有中心加水的加水流量大、结构简单的优点，也弥补了中心加水不
能多点注水、不能高压力加水的缺点。该设备不需配其他动力元件，依托刀盘的动力而转
动。同时不占用管内有限使用空间。
本发明解决了盾构、顶管等掘进机在黏土层施工过程中，因黏土的塑性较高，正面
加水量不足，形成黏土包裹住刀盘及刀具的情况，使掘进机的刀盘选择扭矩过大，掘进速度
缓慢等问题。该设备包含了中心加水的优点，因此其适用于大多数土层的掘进。