盾构刀具问题研究
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阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施在国内的很多工程中都对盾构法进行了应用,在解决恶劣地质构造时发挥着重要的作用。
但是,刀盘刀具磨损情况还长期的制约着该方法的有效发展,因此,文章以北京砂卵石地质构造为例,对盾构机刀盘刀具磨损与处理措施进行了分析与阐述。
进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、刀盘的磨损情况分析1、磨损现象分析在盾构隧道贯通后,需要检查、清洗盾构刀盘,这时,我们就可以发现有无磨损现象发生,通常情况下,盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的,以整体角度出发,刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况,圆周中部和中心磨损小的情况。
具体磨损案例如下:首先,刀盘外圈周边容易出现磨损;其次,先行刀在刀盘辐板上容易被损坏,容易磨损先行刀安装基座,一旦这个部位没有注意,损坏会非常的严重;再次,通常会较深磨损刀盘面板,并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素在盾构推力的影响下,刀具会将一定的压力带给开挖面土体,在刀盘的转动下,会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间,进而就会出现磨损情况。
刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关,并且随着不断增加的刀具掘削里程,在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长,所以容折断、磨损快等情况。
当外周边刀具和周边刀被磨损了之后,这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。
同时,在开挖时,会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面,恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系,粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具,而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损,甚至还会造成盾构刀具崩齿,砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质,因此,在施工的过程中非常容易遇见,甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块,所以,会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析通过上述的分析能够发现,在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中,对盾构机的刀具会经常的带来损害,并且,一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力,并且,所花费的费用和时间也较多,因此,采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的,因此,我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
浅谈盾构刀具使用及维修管理1.盾构刀具的结构及材质盾构刀具主要由钢制刀头和金属密封组成。
钢制刀头是盾构刀具的主体部分,是盾构刀具直接与土层接触的部位,起着切削、破碎、搅拌等作用;金属密封是盾构刀具与盾构机切割室之间的隔离装置,起到分离泥浆和刀头的作用。
在刀头钢的材质选择方面,由于盾构机作业环境的复杂性,刀头钢的材料不仅要求有很高的硬度和韧性,同时要具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。
常见的盾构刀头钢材有Cr12MoV、6CrW2Si、T15等。
在盾构施工作业中,刀具的使用管理直接影响到施工质量和效率。
因此,盾构刀具的使用管理应根据不同项目的具体情况制定相应的使用规范和管理细则,包括选择合适的刀具、使用规范、保养维护等方面。
2.1 刀具选择在刀具的选择上,应根据具体的施工环境以及施工所需的切削和破碎要求,选择适合的刀具规格和型号。
同时,需要注意不同类型和规格的刀具在切削效率、耐磨性、寿命等方面的差异。
2.2 使用规范在盾构刀具的使用过程中,需要注意以下几个方面的规范:(1)合理控制推量和转速:适当控制推量和转速可以有效降低切削力,减少切削部件的磨损,延长刀具的使用寿命。
(2)正确选择推力控制和转速控制方式:盾构刀具的推力控制和转速控制方式直接影响到施工效率和质量,应根据具体的施工情况和土层状况进行合理选择。
(3)定期检查刀具:使用刀具一定时期后,应定期检查刀具的磨损情况和变形情况,及时更换修复。
(4)定期清洗刀具:在刀具使用过程中,会不可避免地存在泥浆等固体颗粒的附着,会影响刀具的使用寿命和效率。
2.3 保养维护在盾构刀具的使用过程中,保养维护措施也是关键的环节。
一方面,保养维护可以减缓刀具的磨损和变形速度;另一方面,保养维护还可以有效降低修复成本和使用成本。
常见的保养维护措施包括:保持刀头清洁、涂抹保护液、定期检查刀头的变形度,以及采用合适的修复方式等。
随着盾构刀具的使用次数和使用周期的增加,刀具的磨损和损坏情况也会逐渐显现。
盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨摘要:盾构机在掘进过程中通过硬岩地段时,刀具、刀盘极易损坏,这种情况下,换刀、修复刀盘的技术就显得尤为重要。
本文对盾构机在掘进过程中刀具、刀盘的损坏情况进行了分析,并提出了维修措施。
关键词:盾构机;刀具,损坏,维修盾构机在掘进的过程中,往往会遇到各种复杂的地形。
由于底层的变化性非常大,这就决定了盾构机在刀盘的配置及刀具的选择上非常关键,刀盘的配置及刀具的选择要根据地质条件来选择。
合理的刀盘配置及刀具选择对与保证刀具的使用寿命,工程的顺利进行具有重要意义。
1盾构刀具1.1刀具的破岩原理盾构刀具的破岩方式分为滚压破岩和切削破岩。
1.1.1滚压破岩滚压破岩是在底层中利用盘形滚刀滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用来破碎岩石。
滚压破岩一般适用于岩石、硬土层及含有砂粒和卵石地质的破碎。
其使用的主要刀具为滚刀。
1.1.2切削破岩切削破岩是通过切刀刀刃施力将岩体外层剪切剥离的方式来破碎岩石。
切削破岩一般适用于土、砂层和软岩地质的破碎。
其主要适用的刀具为切刀。
1.2刀具的选择盾构机的刀具要根据施工地区地质特点来选择适用的刀具进行碎岩作业。
2盾构掘进速度和刀具消耗对盾构施工的影响刀具的更换主要是根具两点来进行判断的。
一是刀具是否适合当前岩层的掘进作业,通常情况下,在盾构掘进的过程中,要结合前期工程地质勘察的结果来对地层进行初步分析。
再结合掘进中土层的剥离情况对当前的岩层进行判断,以选择使用的刀具,如果有必要,可以开仓进行检验,以保证分析结果的准确性。
二是刀具的磨损程度是否达到了设计磨损值以及刀具是否损坏。
首先结合盾构掘进时,不同地层对刀具的磨损量以及掘进的速度来进行判断刀具的磨损量,然后开仓验证,以此来作为更换刀具的依据。
刀具的具体损耗量的计算要通过刀具的运行距离与掘进的速度计算处刀具在进行每一环距离内体积的磨损量,然后在用隧道的中提掘进体积来除以这个值,就能得到一个刀具消耗数量的大概值(不考虑遇到特殊情况)。
设备管理与维修2021翼3(下)0引言21世纪后,城市化进程加快,交通拥堵等问题严重影响城市生活品质,地下空间资源开发成为城市可持续发展的重要方向。
目前日本、法国等国家在地下工程实践方面取得显著成果,随着各项基础设施建设、城轨交通等工程对盾构机大量需求,盾构机在隧道施工中得到迅速发展。
盾构法施工对隧道周围土体扰动小、不需拆除已有建筑物,盾构法施工成为地下空间开发的主要施工方法。
刀具配置直接影响施工效率及刀盘寿命,刀具磨损是盾构施工的难题,刀具磨损后安全高效进行更换尤为重要。
目前对刀具磨损情况掌握不足,成为制约掘进速度的重要因素。
研究表明,刀具日常维护保养及更换时间占施工成本的1/3。
刀具配置是否合理,直接影响盾构机刀盘使用寿命。
刀具磨损后经济地更换是重要的课题。
研究盾构机掘进刀具维护对盾构施工具有重要借鉴意义。
1盾构机简介盾构机是将机械等多学科技术集于一体的大型综合施工设备,用于地铁修建等大型地下工程建造。
盾构掘进机优点体现在施工安全、有利于环保、适用于多种土质等。
盾构机进行隧道施工具有施工速度快、开挖隧道可控制地面沉降,在地下开挖不影响地面交通等优点[1]。
隧道掘进机地质针对性强,用于硬岩地层隧道掘进机为TBM (Tunnel Boring Machine ,隧道掘进机)。
盾构机类型主要分为机械式、手掘式等。
手掘式盾构机需对开挖面加固,适用于软硬间杂的开挖面;半机械式盾构机安装掘土机械,在加固辅助方面与手掘式相同,适用地质包括固结粉及黏土等;挤压式盾构机掘进时,土体从胸板上开口处挤压入盾构机内,适用于冲积形成粉质砂土层;机械式盾构机前部装旋转刀盘,适用于开挖面可自立稳定洪积地层;土压式盾构机把土料作为稳定挖掘面介质,分为加水、加泥土压与复合土压盾构机,可使掘削土砂流动性增强。
泥土压式在土质应用方面最广泛,适用于粉土等固结度较低的软基。
高水压地基中需采取其他措施保证土压平衡。
盾构机主要组成包括刀盘刀具、推进系统,排土机构、电气系统等。
盾构机械刀盘及刀具设计与优化随着城市地下空间的不断开发和利用,盾构机械在地铁、隧道等工程领域中得到了广泛应用。
盾构机械的刀盘及刀具是决定其施工质量和效率的重要因素之一。
本文将重点讨论盾构机械刀盘及刀具的设计与优化。
1. 刀盘设计1.1 刀盘结构设计刀盘是盾构机械的核心部件之一,其结构设计的合理性对盾构机械的工作效果有着重要的影响。
刀盘的结构设计应该考虑以下几个方面:1.1.1 刀盘刚度设计刀盘的刚度设计直接影响到刀具在施工过程中的稳定性和耐久性。
应该根据盾构机械的工作条件和土壤的物理特性,合理选择刀盘的材料和结构尺寸,确保刀盘具有足够的刚度。
1.1.2 刀盘模块化设计刀盘的模块化设计可以极大地提高刀具更换的效率,并且便于维护和保养。
刀盘的模块化设计应该考虑到刀具的安装和拆卸便捷性,同时也要保证刀具的工作性能。
1.1.3 刀盘防护设计刀盘的防护设计不仅能够保护刀具,在施工过程中还能够减少对环境的影响。
刀盘的防护设计应考虑到刀具的精度和平衡性,同时也要与盾构机械的其它部件协调配合。
1.2 刀盘传动系统设计刀盘传动系统是盾构机械的另一个重要部分,其设计的合理性对盾构机械的运行效果至关重要。
刀盘传动系统设计应该考虑以下几个方面:1.2.1 传动效率设计传动效率直接关系到盾构机械的工作效率。
刀盘传动系统的设计应该尽可能地提高传动效率,降低能量损耗。
1.2.2 齿轮设计齿轮是刀盘传动系统中常用的传动元件,其设计应考虑到负载分配、噪声控制等方面的需求。
合理选择齿轮的材料和结构尺寸,可以提高刀盘传动系统的可靠性和耐久性。
1.2.3 传动稳定性设计传动稳定性是刀盘传动系统设计时需要充分考虑的因素,合理选择传动比、减小晃动等措施,可以提高刀盘传动系统的稳定性。
2. 刀具设计与优化2.1 刀具材料选择刀具材料的选择直接影响到刀具的硬度、韧性和耐磨性等性能。
应根据盾构机械工作的土壤条件和设计要求,选择适合的刀具材料,以确保刀具有良好的工作性能和寿命。