盾構機在施工過程中不可避免地會對刀盤刀具造成磨損,必要時需進行開倉檢修更換刀具,可分為有計劃性換刀和無計劃性換刀。 有計劃性換刀又分為三種情況: 一是換刀位置選土體穩(wěn)定性好的地方,只需進行地層封水就能滿足常壓開倉換刀; 二是換刀位置土體穩(wěn)定性不好,需對選擇位置事先進行土體加固封水,達到加固要求后方可進行常壓開倉換刀; 三是換刀位置有較厚黏土層時,可進行帶壓開倉換刀作業(yè)。 無計劃性換刀是指在盾構掘進過程中遇到各種特殊工況而不得不進行開倉換刀作業(yè),常需進行帶壓換刀作業(yè)。 帶壓換刀作業(yè)操作難度大,處理不好會造成開挖面失穩(wěn)坍塌,作業(yè)工人產(chǎn)生減壓病癥狀,如骨壞死、耳膜破裂和聽力障礙等現(xiàn)象。因此,宜優(yōu)先選擇常壓開倉換刀作業(yè)。盾構機刀具屬于易損件,需經(jīng)常更換。浙江大型盾構刀具定制
盾構刀具的滾刀破巖原理: 在推進千斤頂?shù)木薮笸屏偷侗P扭矩的共同作用下 , 刀盤在轉(zhuǎn)動過程中 , 滾 刀的楔形刀刃在開挖面上壓切產(chǎn) 溝槽 , 同時在溝槽兩側的巖體內(nèi)形成裂隙。在圓周方向上, 第二個刀刃溝槽比一個刀刃延遲一定的角度 , 當?shù)诙l溝槽側邊的裂隙與一條溝槽邊的裂隙貫通后 , 兩條溝槽之間的巖石就形成碎塊而掉落。 盾構刀具的刮刀切削原理: 用于軟土切削的刮刀包括正面刮刀 、邊緣刮刀和中心羊角刀 , 它們可以破碎天然單軸抗壓強度在30MPa以下的巖石和軟土 , 起到增大刀盤開口率、破碎塊狀碴土、保護刀盤結構和滾刀刀毅及提高掘進速度的作用。 刮刀的切削原理主要是盾構機向前推進的同時 ,刀具隨刀盤旋轉(zhuǎn)對開挖面土 體產(chǎn)生軸向(沿隧道前進方向 ) 剪切力和徑向 (刃盤旋轉(zhuǎn)切線方向 ) 切削力 , 不斷將開挖面前方土體切削下來。浙江大型盾構刀具定制在盾構機刀具的設計與制造過程中,應使刀圈的耐磨性與沖擊韌性更好地結合。
不同地質(zhì)條件下刀具選用方法: 施工項目的地層條件是刀具選用的較根本、較關鍵的依據(jù),我國復雜多變的地質(zhì)條件決定了隧道施工刀具選擇要有較高的適應性。從掘進效率、安全性及經(jīng)濟性等多方面考慮,刀具在不同地層下的推薦選擇范圍如下。 一,對于軟土地層,土的硬度較低,強度特性較弱,比較容易松動或者剝落,一般抗壓強度在 10MPa 以下,建議采用刮削類刀具,既可滿足施工要求,也利于排渣。軟土層使用刀刃角小切刀,效率高;硬土層使用刀刃角大切刀,防止刀折斷。 二,沙土粉土等地層中,可選用較輕型刮刀、魚尾刀等;粉砂,中、粗、細砂層中,可選用耐磨性能較強的切刀、先行刀或保徑刀等;粘土及淤泥質(zhì)地層中,可選用刮渣效果較好的切刀、魚尾刀等,同時配合增大刀盤面板的開口率,以防止結泥餅。
目前盾構機刀盤按其適應地質(zhì)一般分為軟土刀盤、復合刀盤及硬巖刀盤。刀盤的掘進施工較終都是靠刀具來完成,刀具按切削原理一般分為滾壓刀具及切(刮)削刀具。滾壓刀具的工作原理主要是依靠刀具推力來沖擊擠壓巖層;再加上刀具旋轉(zhuǎn)扭矩連續(xù)滾壓破巖,這類刀具在掘進過程中會隨刀盤一起公轉(zhuǎn),同時自身還繞刀軸進行自轉(zhuǎn)。滾壓類刀具對巖石作用力大,常用于硬巖或大直徑圓礫地層隧道掘進中,也可用于復合地層,主要分為單刃滾刀、雙刃滾刀和三刃滾刀等。切削刀具的工作原理主要是盾構機向前推進的同時刀具隨刀盤旋轉(zhuǎn),刀刃不斷嵌入土體并對開挖面土體產(chǎn)生軸向剪切力和徑向切削力,分為切刀、中心魚尾刀、撕裂刀、先行刀、保徑刀和邊刮刀等形式;此類刀具一般用于軟土地層及軟巖地層中,或用于硬巖及復合地層輔助切削中。先行刀一般安裝在輻條中間的刀箱中,采用背裝式,可以從土倉中進行更換。
國內(nèi)盾構刀具技術的發(fā)展主要分為初始階段、引進消化吸收階段和自主創(chuàng)新階段。 1) 初始階段。以滾刀研發(fā)為主,其主要特點是直徑小,一般在 400 mm 以下; 承載能力低,在10 t 左右;全部安裝在國產(chǎn)盾構上; 刀圈材料差異很大; 刀具非正常損壞較多,大于50% 。 2) 引進消化吸收階段。主要特點是國外施工公司使用國外盾構和刀具在我國施工或國內(nèi)企業(yè)引進國外盾構及刀具施工。國內(nèi)施工單位、科研院所和刀具制造企業(yè)聯(lián)合對進口刀具進行攻關。 3) 自主創(chuàng)新階段。主要特點是國產(chǎn)或與國外聯(lián)合制造的盾構大量涌現(xiàn); 盾構施工企業(yè)增加,遇到的刀具技術問題增多; 刀具研發(fā)單位迅速增加; 國家863 計劃、火炬計劃、創(chuàng)新基金等大力支持; 刀具制造與應用技術明顯提高,刀具品種增加。盾構刀具更換時,要選擇遵循從上到下的更換方式。山西大型盾構刀具價錢多少
盾構刀具刀圈安裝面如出現(xiàn)凸出點,可對其進行打磨修復。浙江大型盾構刀具定制
盾構刀具概述: 滾壓破巖刀具簡稱滾刀,主要適用于巖石地層,是指不只隨刀盤中心軸公轉(zhuǎn),還同時沿刀軸作自轉(zhuǎn)運動的破巖刀具。主要由刀圈、刀體、刀軸、軸承、金屬浮動密封環(huán)、刀蓋及聯(lián)接螺栓等組成。根據(jù)刀刃的形狀,滾刀可分為齒形滾刀和盤形滾刀。 切削刀具是指只隨刀盤轉(zhuǎn)動而沒有自轉(zhuǎn)的刀具,主要適用于軟土地層。切削刀具種類繁多,目前盾構常用的切削刀具主要有邊刮刀、切刀 、齒刀、先行刀、貝殼刀及魚尾刀等。切削型刀具適用于未固結成巖的軟土地層和某些全風化或強風化的軟巖地層,一般破巖能力在單軸抗壓強度20 MPa 以下。 沖擊破巖刀具主要指撕裂刀,用于破碎砂卵石。撕裂刀隨刀盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖擊慣性能量,對卵石、礫石和漂石等進行“錘擊”破碎。 輔助刀具主要包括周邊刮刀、保徑刀、超挖刀及仿形刀等。浙江大型盾構刀具定制
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