盾構機在施工過程中的主要工具,由于其工作條件極其惡劣,其刀具配置形式及刀具造型的好壞將直接影響盾構施工能否順利進行。要確保刀具結構布置的合理性,盾構機刀具的配就置必須適合應用工程的地質條件,充分考慮影響盾構機刀具的切削效果、掘進速度和施工效率,確保盾構機使用壽命的提高。切刀布置在刀盤開口槽的兩側,其切削原理隨刀盤旋轉對開挖面土體產生軸向剪切力和徑向切削力,在轉動下插入到地層內部,一般是適用于粒徑小于500mm的砂、卵石、粘土等松散體地層。軸承與密封是刀具上的兩種重要裝置。北京刀具哪家好
盾構刀具-----先行刀,先行刀(超前刀)是先行切削土體的刀具,超前切刀布置。先行刀在設計中主要考慮與其它刀具組合協同工作。先行刀在切刀切削土體之前先行切削土體,將土體切割分塊,為切刀創造良好的切削條件。先行刀的切削寬度一般比切刀窄,切削效率較高。采用先行刀,可顯著增加切削土體的流動性,有效降低切刀的扭矩,提高切刀的切削效率,減少切刀的磨耗,延長切刀壽命。在松散體地層,尤其是砂卵石地層先行刀的使用效果十分明顯。先行刀一般安裝在輻條中間的刀箱中,采用背裝式,可從土倉進行更換。先行刀主要有三種形式:貝殼刀、撕裂刀和齒刀。天津微型盾構刀具生產商隨著盾構種類的增多和盾構施工工藝迅速發展 , 對盾構機刀具的探索和研究也在不斷的進行著 。
刀具外形及其作用如前所述,刀具的外形必須適應施工地質的特點,并且刀具在切削斷面不同的位置其作用及 要求均不同,因此應對刀具進行設計。針對北京地鐵隧道穿越三種主要地層的特點,刀具設計時 應考慮以下幾個要素。 刀具在砂、砂卵石地層中的切削效率,即如何減少切削阻力,保證切削土體的流動性。 通過刀具外形的改變,減少刀具掘進磨損,提高刀具的耐久性。 適應 365JT 城市繁華地區施工的需要,盡可能減少刀盤旋轉刀具切削土體過程對周邊土體 及環境的干擾,如振動、噪音等。 如何從材料和設計方面,對解決盾構機在砂卵石地層掘進時刀具的磨損(包括撞擊掉塊等) 提出切實可行的措施,保證盾構機刀具長距離掘進的可靠性。
刀具是盾構機重要的部件,其直接影響著盾構施工進度。所以必須根據工程地段巖石的不同強度和地質特點以及刀具在不同巖石中表現出的破巖機理來對刀具進行設計和選擇。為了適應從軟土到硬巖不同地層的開挖,目前設計出多種刀具與之適應。盾構機刀具類型分為兩大類:滾刀和切削刀。而切削刀的種類繁多,包括:切刀、齒刀、邊刮刀、先行刀、仿形刀、魚尾刀。其中,滾刀和齒刀的刀座形式相同,根據不同的地質類型,兩種刀具可以互換。滾刀用于掘進純巖地層;伴有大粒徑的礫石(粒徑大于400mm)并且含量達到一定比例的松散地層;巖石(強度不是太高)與一般土體(松土或砂土)交錯頻繁出現的復雜地層。采用滾刀破巖時,其破巖原理是:刀盤旋轉帶動刀具掃過開挖面,此時滾刀擠壓周邊的巖石,使其表面形成裂紋繼而與開挖面脫落,使得巖石成功破碎。滾刀按刀具形狀的不同分為:盤形滾刀和齒形滾刀;而根據安裝位置不同分為:正滾刀、中心滾刀、邊滾刀、擴孔滾刀;按照刀圈的數量分為單刃滾刀、雙刃滾刀和三刃滾刀。在風化的砂巖和泥巖等軟巖地層時,一般采用雙刃滾刀;在較硬巖中采用單刃滾刀。為提高刀具的耐磨性能,在刀具合金周圍及刀具在使用過程中極易磨損的部位加焊合金耐磨堆焊層。
盾構刀盤的主要功能:開挖功能:對掌子面的地層進行開挖,開挖后的渣土順利通過渣槽,進入土艙;穩定功能:支撐掌子面,具有穩定掌子面的功能;攪拌功能:對土艙內的渣土進行攪拌,使渣土具有一定的塑性,能通過螺旋輸送機來調整控制土艙內的壓力。盾構滾刀的工作原理:安裝在刀盤上的盤形滾刀在盾構千斤頂的作用下緊壓在巖面上,隨著刀盤的旋轉,盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉,同時繞自身軸線自轉。盤形滾刀在刀盤的推力、扭矩作用下,在掌子面上切出一系列的同心圓。當推力超過巖石的強度時,盤形滾刀刀尖下的巖石直接破碎,刀尖貫入巖石,掌子面上巖石被盤形滾刀擠壓碎裂而形成多道同心圓溝槽。隨著溝槽深度的增加,巖體表面裂紋加深擴大,當刀具壓力超過巖石的剪切和拉伸強度時,相鄰同心圓溝槽間的巖石成片崩落,完成盤形滾刀的破巖過程。盾構刀具所用的刀圈為整體結構,它直接與巖石接觸,是刀盤系統乃至總機集成中重要的零部件之一。江蘇盾構刀具生產商
盾構齒刀具測試時,要注重對齒刀刀體結構測試中,刀頭和盾構刀體的連接方式有三種。北京刀具哪家好
盾構刀盤類型及刀具配置: 為了保證滾刀的破巖效果,滾刀軌跡徑向間距需要考慮巖石抗壓強度,隨周邊刀具破巖量的增加和保證開挖直徑的需要,刀間距也需要逐步減少。由于滾刀的載荷較大,滾刀的布置除考慮刀間距外,還需要充分考慮滾刀徑向載荷的合力力求通過刀盤的中心,使主軸承受力狀況良好。刀盤的結構設計需要保證一定的強度和剛度。 當巖石抗壓強度30MPa,滾刀破巖效果不是很好時,可以利用滾刀刀座安裝齒刀進行破巖,齒刀軌跡與滾刀相同,齒刀刀刃是對稱的,因此刀盤正反轉時都可以很好破巖。 刀盤直徑應考慮刀具磨損后開挖直徑大于盾構切口環的直徑,保證盾構姿態的調整。邊滾刀的允許磨損量為15mm,因此開挖洞徑的允許變化量為30mm,而對于邊刀不采用滾刀的盾構機,其開挖洞徑的允許變化量為20mm。 在曲線半徑小的隧道掘進時,為了保證盾構的調向,需要有較大的開挖直徑,因此刀盤上配置有擴孔刀或仿形刀,仿形刀的類型有滾刀型或齒刀型,需要根據地質情況確定,同滾刀配置。 為提高刀盤的壽命。盾構刀具的螺栓連接的應用較為普遍,便于拆卸和更換。北京刀具哪家好