《一种类矩形盾构机及其控制方法》提供了一种类矩形盾构机。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》包括前段壳体、后段壳体、设置于所述前段壳体前端的刀盘装置、设置于所述后段壳体上的管片拼装系统，以及设置于所述前段壳体与所述后段壳体之间的铰接密封结构，其中：
所述刀盘装置包括按设定角度差设置于所述前段壳体的前端的第一刀盘和第二刀盘、位于所述第一刀盘和所述第二刀盘后方的偏心多轴异形刀盘、用于驱动所述第一刀盘作圆周运动的第一刀盘驱动、用于驱动所述第二刀盘作圆周运动的第二刀盘驱动、以及用于驱动所述偏心多轴异形刀盘作偏心回转运动的偏心多轴异形刀盘驱动，其中，所述第一刀盘与所述第二刀盘均为X形辐条式结构刀盘，所述设定角度差为80度至100度，所述第一刀盘与所述第二刀盘的中心距小于所述第一刀盘与所述第二刀盘的半径之和。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》的类矩形盾构机，刀盘装置由在第一个工作面切削的第一刀盘和第二刀盘两个大刀盘以及在第二个工作面切削的偏心多轴异形刀盘组成，使其能进行超大类矩形断面的类矩形隧道施工。第一刀盘和第二刀盘在第一个工作面对开挖面主要部分进行挖掘，并同时支护开挖面的土体，利用偏心多轴异形刀盘对第一刀盘和第二刀盘所切削断面的间隙进行第二个工作面进行切削，使整个开挖面呈类矩形，完成全断面切削。第一刀盘和第二刀盘的设计应保证了相互之间不发生碰撞，以使第一刀盘和第二刀盘在类矩形断面中切削最大面积，在第一刀盘和第二刀盘切削面积外切削不到的部分由偏心多轴异形刀盘进行切削，并且偏心多轴异形刀盘的切削面积大于第一刀盘和第二刀盘不能切削的面积，使整个开挖面呈类矩形，从而达到全断面切削。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述设定角度差为90度。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述第一刀盘和所述第二刀盘均包括刀盘座和沿圆周对称设置于所述刀盘座上的两个扇形刀盘。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述前段壳体的前端面开设有供所述第一刀盘驱动的第一驱动轴穿设的第一连接孔和供所述第二刀盘驱动的第二驱动轴穿设的第二连接孔，所述第一驱动轴通过高强螺栓与所述第一刀盘的刀盘座相连接，所述第二驱动轴通过高强螺栓与所述第二刀盘的刀盘座相连接。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述偏心多轴异形刀盘包括中间连接杆和对称设置于所述中间连接杆两端的两个长条形刀盘。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述偏心多轴异形刀盘驱动包括主轴承座、固接于所述主轴承座上的偏心曲轴和固接于所述偏心曲轴上的轴承支座，所述轴承支座通过高强螺栓与所述偏心多轴异形刀盘相连接。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述偏心多轴异形刀盘驱动的数量为四个，两个所述长条形刀盘上分别对称连接有两个所述偏心多轴异形刀盘驱动。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述管片拼装系统包括两个拼装机，由类矩形盾构机开挖形成的类矩形隧道包括两个拼装空间，两个所述拼装空间内分别设有一个所述拼装机，所述拼装机包括：
轴向平移机构，包括与盾构主机连接且沿盾构轴线方向设置的两个轴向导轨和设于两个所述轴向导轨上且可沿所述轴向导轨移动的固定盘体；
回转机构，包括设于所述固定盘体上且可沿盾构轴线方向绕所述固定盘体旋转的回转盘体；
提升机构，包括对称设置于所述回转盘体上的两个导向座和分别设于两个所述导向座内且可沿所述导向座的轴线方向移动的两个提升柱；
横向平移机构，包括沿垂直于导向座的轴线方向固设于两个所述提升柱上的机架、设于所述机架内的两个横向导轨和设于两个所述横向导轨上且可沿所述横向导轨移动的吊装架；
微调机构，包括可伸缩地设置于所述吊装架底部的球铰油缸和多个调偏油缸，所述球铰油缸上设于用于固定管片的吊具，所述调偏油缸上设有垫块。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述固定盘体通过连接于所述固定盘体与所述轴向导轨之间的轴向平移油缸沿所述轴向导轨移动。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述回转机构还包括用于驱动所述回转盘体的回转电机，所述回转盘体的内环面设有第一齿条，所述回转电机的机轴上设有与所述第一齿条相配合的第二齿条。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述提升柱通过设置于所述机架上的提升油缸沿所述导向座的轴线方向移动。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述吊装架通过连接于所述吊装架与所述机架之间的横向平移油缸沿所述横向导轨移动。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述调偏油缸的数量为四个，所述吊装架底部设有调偏座，所述球铰油缸设于所述调偏座的中心，四个所述调偏油缸均匀设置于以所述球铰油缸为圆心的同一圆周上。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，两个所述拼装空间之间拼装有中隔墙，所述中隔墙由任一所述拼装机拼装而成。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述前段壳体套设于所述后段壳体外，所述前段壳体的内壁与所述后段壳体的外壁之间形成有安装间隙；
所述铰接密封结构包括径向密封圈、调节紧压件以及齿形密封圈，所述径向密封圈与所述齿形密封圈环设填充于所述安装间隙内，所述调节紧压件沿径向穿过所述后段壳体并顶压所述径向密封圈进而压迫所述前段壳体。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述后段壳体的外壁环设有一凹槽，所述径向密封圈卡设于所述凹槽内，所述调节紧压件沿所述后段壳体的径向穿过所述凹槽进而顶压于所述径向密封圈。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述凹槽内设有多块调节板，所述径向密封圈压覆于所述调节板上，所述调节紧压件为调节螺栓并顶压于所述调节板。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的进一步改进在于，所述后段壳体的外壁上设有三道所述齿形密封圈以及四道所述压板，四道所述压板分别压设于三道所述齿形密封圈的两侧进而将所述齿形密封圈固定于所述后段壳体的外壁，其中，自所述前段壳体起的第二道压板高于其他压板从而与所述前段壳体形成供纠偏用的定位支点。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》还提供了一种类矩形盾构机的控制方法，包括：
提供按设定角度差设置的第一刀盘和第二刀盘、用于测定所述第一刀盘和所述第二刀盘的角度的第一角度检测仪，以及用于控制所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速的控制装置；
将所述第一刀盘与所述第二刀盘的中心距设置为小于所述第一刀盘与所述第二刀盘的半径之和；
启动所述第一刀盘和所述第二刀盘，通过所述第一角度检测仪实时测得所述第一刀盘和所述第二刀盘的角度；
所述控制装置计算所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差，将所述实时角度差与所述设定角度差进行比较；
所述控制装置根据比较结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速进行修正；
所述控制装置基于修正结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘分别输出第一转速信号和第二转速信号，使测得的所述实时角度差等于所述设定角度差。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法，通过第一角度检测仪实时测定第一刀盘和第二刀盘的实时角度差与设定角度差进行比较，再通过控制装置调节第一刀盘和第二刀盘的转速，使第一刀盘和第二刀盘的角度差与设定角度差相同，从而保证第一刀盘和第二刀盘不发生相互干涉，并确保第一刀盘和第二刀盘转速的同步。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，所述控制装置计算所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差，进一步包括：所述第一角度检测仪将实时测得的所述第一刀盘的第一角度信号和所述第二刀盘的第二角度信号反馈给所述控制装置，所述控制装置基于所述第一角度信号和所述第二角度信号，计算得到所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，所述控制装置根据比较结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速进行修正，进一步包括：
提供所述实时角度差与所述设定角度差的差值误差允许范围；
所述控制装置计算所述实时角度差与所述设定角度差的实际差值，将所述实际差值与所述差值误差允许范围进行比较；
所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围内且大于零，则修正增加所述第一转速信号，修正减小所述第二转速信号；
所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围内且小于零，则修正减小所述第一转速信号，修正增加所述第二转速信号；
所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围外，则对所述第一刀盘和所述第二刀盘输出停止信号。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，所述第一刀盘和所述第二刀盘后方设有偏心多轴异形刀盘，所述控制方法还包括所述偏心多轴异形刀盘的转速调节方法，其包括：
所述控制装置计算所述第一转速信号和所述第二转速信号的转速均值；
所述控制装置根据所述转速均值的变化比例，对所述偏心多轴异形刀盘的转速进行调节，使所述偏心多轴异形刀盘的转速的变化比例与所述转速均值的变化比例相同。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，所述偏心多轴异形刀盘包括一个主偏心曲轴和多个辅偏心曲轴，所述控制方法还包括对所述主偏心曲轴和多个所述辅偏心曲轴的控制方法，其包括：
提供用于测定所述主偏心曲轴和多个所述辅偏心曲轴的角度的第二角度检测仪；
通过所述第二角度检测仪实时测得所述主偏心曲轴和多个所述辅偏心曲轴的角度；
所述控制装置根据所述第二角度检测仪的检测结果，对多个所述辅偏心曲轴的转速进行调节，使多个所述辅偏心曲轴的角度与所述主偏心曲轴的角度相等。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，还包括盾构推进速度的调节方法，其包括：
提供所述类矩形盾构机的设定推进速度和用于测定所述类矩形盾构机的实际推进速度的盾构速度检测仪；
通过所述盾构速度检测仪实时测得所述实际推进速度；
所述控制装置将所述实际推进速度与所述设定推进速度进行比较；
所述控制装置根据比较结果，对所述第一转速信号和所述第二转速信号进行修正，使所述实际推进速度等于所述设定推进速度。
《一种类矩形盾构机及其控制方法》类矩形盾构机的控制方法的进一步改进在于，整个盾构推进过程包括多个推进阶段，在每个所述推进阶段的初始阶段均实行一次调零步骤，所述调零步骤包括：
所述控制装置对所述类矩形盾构机输出推进停止信号；
所述控制装置对所述第一刀盘和所述第二刀盘输出刀盘停止信号；
通过所述第一角度检测仪测定所述第一刀盘和所述第二刀盘的停止角度，将所述第一刀盘的第一停止角度信号和所述第二刀盘的第二停止角度信号反馈给所述控制装置；
所述控制装置计算所述第一停止角度信号和所述第二停止角度信号的停止角度差，将所述停止角度差与所述设定角度差进行比较；
所述控制装置根据比较结果，对所述第一转速信号和所述第二转速信号进行修正，使所述停止角度差等于所述设定角度差。
