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盾构机刀具磨损及刀盘设计

④将盾构机沿曲线的割线方向掘进,预偏量为3050mm,以减小管片因受侧向分力而引起的向圆弧 外侧的偏移量。
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⑤适当降低推进速度,在盾构机推进启动时,推 进速度要以较小的加速度递增(匀速递增)。
⑥推进时,要适当调整左右两组油缸的压力差, 使曲线内侧油缸压力略小于外侧油缸压力,但 纠偏幅度不要过大。
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⑥每10环注一次双液浆,使隧道纵向形成间隔的止水隔离带,防止管 片外侧横向贯通。 ⑦连续掘进,争取不换刀,一次通过人工湖。 ⑧与地面监测人员密切联系,并保持通信畅通,以快速应对地面的突 发情况。 ⑨掘进过程 做好出碴量的记录,保证出碴量与掘进速度的一致,避 免出碴量远大于掘进量而引起“冒顶”事故。 ⑩出现喷涌时,关闭螺旋输送机出料门,并使盾构机适当向前推进, 加注高浓度膨润土,待搅拌均匀后在缓慢边掘进边出土,始终保持土 仓压力稳定。 (11)为了防止隧道管片上浮,除了加强注浆管理外,在推进时尽量 使盾构机沿着隧道设计轴线下掘进,垂直控制在30mm。
(3)通过密封仓壁上注入机构向仓前土体内注入浓度高的 膨润土泥浆和泡沫,以改善土体性状,减小刀具磨损量, 阻止地下水渗透。
(4)推进中,要确保注浆压力及注浆量,同时提高同步注 浆的质量,要求浆液有较短的初凝时间,防止地面的后续 沉降,但注浆压力不要过大,以免引起地面的隆起。
(5)密切注视出土情况,若出现黑色淤泥、涌水量增大或 出土量大时,应增加推力和土仓压力,加注浓度高的膨润 土,提高推进速度,快速通过。
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刀盘布局 盾构机刀盘分为三个区域:中心区、正面区和边缘区。
正面区刮刀 边缘刮刀
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超挖刀
双刃齿刀 双刃滚刀 单刃齿刀
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2 刀具的结构和切削机理
2.1 刮刀 刮刀用来切削各种砂土、粘土等较松散的地层及全风
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滚刀于对各种强、中、微风化岩进行挤压破碎,滚刀安 装在刀盘的刀座上,这些刀座也可以安装焊接在特殊支架上 的齿刀。滚刀设计最大破岩能力为80Mpa,广州地铁三号 线客大区间岩石的最大单轴抗压强度为62.3Mpa。
2.4 边缘刮刀 用来校准盾构的开挖直径。 2.5 超挖刀及仿型刀 用于盾构曲线施工时的超挖及盾构姿态的调整,由液压 油缸操纵伸缩,其行程
化岩层等其它未固结的土体,刮刀上装有碳化钨刀刃,目的 是为了更好的防止掘进过程中产生的磨损。
2.2 齿刀 用来先行松散各种砂砾层、粘土层及全风化层,使其固
结性能变差,然后由刮刀将其刮掉。 2.3 滚刀 滚刀在推力的作用下贯入岩层,同时在开挖面岩石阻力
的作用下随刀盘做同心圆滚动,岩石被挤压,形成挤压切槽 ,并在小半径范围内将挤压裂纹延伸到周围的岩石,最终在 刀盘推力作用下挤压切槽两边的岩石呈片状破碎。
⑦刀盘上接受托架前,应将姿态趋向调整为正,以便刀盘顺利 上拖架。
⑧盾尾在出橡胶帘布前,应进行二次注浆,待洞门注浆饱满后 再向前推进。
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二、刀盘及刀具磨损
1 概述
设计的必要性
土压平衡盾构机的刀盘根据地质条件的不同一般分软土和 硬岩两种刀盘布置形式,软土区刀盘的布置形式是以齿刀为 主辅以边缘滚刀和刮刀,硬岩刀盘的布置形式是以滚刀为 主辅以刮刀。刀具是盾构机的一个非常重要的组成部分, 对刀具地合理选择、使用 、维护和更换,直接决定盾构掘 进工程的质量、进度和工程成本。所以对盾构机刀具磨损 情况地分析尤为必要。
⑦时刻注意铰接油缸处和盾尾有无泄露,发现泄 露及时采取措施,加大盾尾密封油脂的注入量;
⑧在以上措施实施后还不能达到预期效果,应启 用超挖刀进行超挖纠偏。
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3、盾构机出洞时的掘进
①距离出洞20环时,用扁钢加工的连片加固管片,使 管片整体受力,防止管片在出洞时松动下沉或偏移。
《大型施工机械》——盾构机部分
第六讲
一、特殊条件下掘进 二、刀盘及刀具磨损
主讲:郭京波 教授
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一、特殊条件下掘进
1、 盾构机过人工湖的掘进
(1)定期、定量、均匀的压注盾尾油脂,确保尾封密封严密, 钢丝刷密封油脂饱满。
(2)砂层掘进采用土压平衡模式掘进,均速掘进,刀盘转 速控制在1-1.5转/分钟,减小对地层的扰动。
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பைடு நூலகம்
2、盾构机在小半径曲线中掘进
①在未进入曲线前,提前开启铰接装置,预先推出弧 形态势。
② 精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小, 根据盾尾间隙及推进油缸行程差、铰接油缸行程差、 掘进线形,选择合适类型的管片;
③将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计曲线 相对照,确定是否修正下次推进的偏转量与方位角;
②距离出洞10环时,应停止掘进,在桥架处进行二次 注浆堵水,待浆液初凝后再往前推进。
③刀盘距离出洞5环时,应减小推力,降低推进速度, 派专人在洞门前方监视洞门情况,并与监视人员保 持密切联系。刀盘穿越加固区,刀盘转速控制在 0.75-0.8r/min,推进速度控制在15mm/min以下, 出碴门的打开程度可根据实际情况而定,当发生喷 碴时可开启150-120mm,不发生喷碴时可开启300 350mm。
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④刀盘快到素混凝土桩时,应再降低推进速度、推力和刀盘转 速。
⑤刀盘进入素混凝土桩后,密切注视控制面板上的参数变化, 推进速度控制在8~ 10mm/min。在刀盘前方加注适量泡沫及 膨润土来降低刀盘温度,加快出土速度,尽量将土仓内土出 空。
⑥刀盘通过橡胶帘布时,停止转动刀盘,各组推进油缸行程要 保持一致,并派专人监视扇形压板和橡胶帘布,如果发现扇 形压板松动、固定压板的钢丝绳太紧或橡胶帘布被刀盘卡住 时,应立即停止推进,待处理好后再推进。
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• 3 双刃滚刀刀具的磨损及原因:
3.1 正常磨损 刀具的正常磨损是指刀圈的磨损量超过了规定值,磨损量
可用专用的量具进行测量。
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