盾构机刀具磨损的分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,盾构机刀具磨损的分析,城市軌道交通工程分公司刘高峰,1概述,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。,2刀具的结构和切削机狸,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,化岩层等其它未固结的土体,刮刀上裝有碳化钨刀刃,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濂刀,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,并在小半径范图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。,滚刀于对各种强、中、微风化岩进行挤压破碎,滚,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。,25超挖刀,用于盾构曲线施工肘的超挖及盾构姿态的调整,由液压,油缸操纵伸缩,其行程,为0100mm(各级分别为6260/6280/6300/6320/,6340/6360)。,3不同地质条件刀具的选择,1刀盘布局,盾构机刀盘分为三个区域:中心区、正面区和边缘,正面区刮刀,边缘刮刀,黑影,双刃齿刀,明H,双刃滚刀,s,单刃齿刀,超挖刀,3.1.1中心区,区是刀盘布局的关键,既要考虑对砂土、粘土和较为,破碎岩层的开挖和出土的适应性,又要兼顾到整个区间图岩,的强度,因此该区采用齿刀和滚刀可以互换的方案,刀座设,计成既可以安裝齿刀,又可以安裝滚刀,而且设计成背裝式,即可以在刀盘后面对刀具进行更换,区布置有6把双刃滚刀(或6把双刃齿刀),硬岩用滚,刀,软土用齿刀。6把双刃滚刀的刀间距为180mm.。,3.1.2正面区,该区采用刮刃与双刃滚刃(或单刃齿刀)组合的布局,方式,共设64把刮刀和8把双刃滚刀(或单刃齿刀),刮刀,在刀盘的四个方向分两列布置,其宽度使得每把刀的切釗轨,迹有所重叠,可使开挖土体清除干净。滚刀安装高度超刮刀,高度35mm,双刃滚刀和单刃齿刀可以互换,硬岩用滚刀,软土用齿刀,3.1.3边缘区,该区设置了5把双刃滚刀、8把边緣刮刀和1把超挖刀,双刃滚刀用于对该区围岩的破坏,边缘刮刀用来校准洞径的,尺寸,超挖刀则是用于盾构曲线施工和盾构姿态调整。,在开挖肘,刀盘边緣的线速度较高,磨损快,故而配置,了8把边缘刮刀、5把双刃滚刀,且滚刀也因为刀盘在旋转肘,相对于中心区和正面区而言,滚动范围大,因而刀具布置较,密,刀间距较中心区刀间距小,刀间距为100mm。该5把滚,刀一般不因地质情况的变化而更换,硬岩和软土都采用,3.2软土区刀具布置,刮刀64把、双刃齿刀6把、单刃齿刀8把、双刃滚刀5把,边缘刮刀8把和超挖刀1把,4双刃讓刀刀具的磨损及原因,4.1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。,4.2刀偏磨,如果滚刀在掘进工作面不转动,由于刀图和掘进工作,面的相对运动就会形成刀的偏磨。由于中心区滚刀线速,度较小,受载荷较大,中心区滚刀容易出现此现象。,4.3刀圈断裂,推力过大或刀圈在比较硬的岩石上滚动就有可能使刀,图断裂,若一个刀圈有两处新裂,新裂的部分刀圈就有可能,棹到土舱。边缘滚刀和正面区磙刀经常有此现象,