超大泥水盾构常压刀盘刀具更换效率提升探索研究

近年来,随着城市化进程的加快,泥水盾构技术的应用日益广泛,目前,该技术已成为城市轨道交通和海底隧道工程的重要组成部分。尽管国内泥水盾构技术日趋成熟,特别是大型工程的泥水盾构施工技术迅速发展,泥水盾构施工质量和大型泥水盾构的数量均居世界之首。本文以中铁隧道集团主办的深圳春风隧道工程为例,对超大型泥水盾构施工中刀片刀具磨损的主要原因进行了探讨,并对其在施工中的应用效果进行了探讨,希望能为中国泥水盾构施工技术的发展提供重要参考。

大直径盾构刀盘刀具选型及常压换刀技术研究

由于盾构在软土地层和岩石地层的刀具切削原理和配置形式不同,对于不同地质,尤其复合地质刀盘刀具的适应性配置与磨损刀具的安全更换一直是当前大型盾构施工中遇到的技术难题。针对武汉地铁8号线越江隧道工程及其特殊的水文地质,分析大直径泥水盾构在软土和硬岩复合地层中刀盘刀具的选型配置,创新采用复合刀盘设计理念,并开发应用常压条件下滚刀齿刀互换技术,最后针对不同地质条件给出了刀具配置方案。通过采取以上措施,延长了刀具使用寿命,提高了刀具更换效率,降低了施工风险,实现了在复杂地层隧道的顺利穿越。

盾构直接掘进含孤石地层的刀盘刀具振动相似模型试验

盾构直接掘进含孤石地层过程中刀盘刀具承受循环偏载、应力集中等非均布反作用力,加剧了刀盘刀具的振动损伤。由于实际工程中无法测取刀盘刀具振动数据,刀盘刀具振动规律研究成果较少。针对上述问题,通过室内相似模型试验(包括计算相似比尺、配制相似材料、布设传感器等)研究盾构直接掘进含孤石地层的刀盘刀具振动特性。由试验数据可得:盾构直接掘进含孤石地层时,围岩振动频率为0~5Hz,属于低频振动;刀盘不同位置的径向、轴向振动加速度值随刀盘转速增大而增大,环向振动加速度值变化不大;刀盘不同位置的振动加速度值与刀盘结构关系密切,结构刚度越大,振动加速度越小,因此盾构刀盘设计中宜根据地层软硬不均程度调整刀盘结构刚度。试验成果揭示了盾构直接掘进含孤石地层的刀盘刀具振动规律,为刀盘刀具结构针对性设计提供了重要依据。

大直径泥水盾构刀盘刀具应用技术

长大隧道地质情况变化较大,盾构施工中刀盘刀具面临较多问题,尤其刀盘的磨损及刀具损坏是施工中经常遇到的一大难题,加强刀盘刀具技术管理成为大直径复杂地层泥水盾构施工管理的重要环节。文章以广深港客运专线狮子洋隧道盾构施工为例,从影响刀盘磨损及刀具损坏的原因分析至对刀盘的技术管理进行了分析研究,总结出了大直径复杂地层泥水盾构施工刀盘应用技术,对类似项目的盾构施工具有一定的借鉴和参考价值。

TB880E型全断面岩石掘进机刀盘刀具改进

岩石掘进机利用安装于刀盘上的盘型滚刀挤压切割围岩来实现破岩,在破岩过程刀圈磨损后破岩效率降低,有时还会遭到异常损坏,为此必须经常根据磨损程度更换刀圈,然而刀圈无法在TBM上更换,只能将整刀拆除后在车间内解体、更换刀圈并维护。频繁的换刀很大程度上将会减少TBM有效工作时间,直接影响TBM的生产率和经济效益。TB880E型全断面岩石掘进机在南疆吐库二线铁路中天山隧道花岗岩段掘进时因刀具损伤频繁,造成掘进严重受阻,施工成本急剧增加,本文论述了刀盘刀具在不良地质条件下的改良方案,实施效果良好,可为相关工程提供借鉴。

探讨复合式盾构机刀盘刀具的设计及选型

主要以南昌地铁1号线为例,通过分析该项目概况,探讨复合式盾构机刀盘的功能以及刀具切削原理、布置原则,确定刀盘的综合设计流程,选择刀盘的结构形式与支承方式,明确刀盘的结构设计与选型。

上软下硬复杂地层盾构机刀盘刀具选型

针对南京铁心桥站——春江路站区间左线隧道的水文地质和工程地质条件,提出本工程的盾构机设计要求并选择了适合本工程上软下硬地层的盾构机机型,同时重点分析了刀盘刀具选型。

TB880E型全断面岩石掘进机异常地质段刀盘刀具和刮板系统改进

岩石掘进机利用安装于刀盘上的盘型滚刀挤压切割围岩来实现破岩,在破岩过程刀圈磨损后破岩效率降低,有时还会遭到异常损坏,为此必须经常根据磨损程度更换刀圈,然而刀圈无法在TBM上更换,只能将整刀拆除后在车间内解体、更换刀圈并维护。频繁的换刀很大程度上将会减少TBM有效工作时间,直接影响TBM的生产率和经济效益。刮板系统不但承担出渣功能,另一个重要的功能是防护50-65号刀具异常损伤,如刮板系统失效将严重影响刀具状态制约掘进施工。TB880E型全断面岩石掘进机在南疆吐库二线铁路中天山隧道花岗岩段掘进时因刀具损伤频繁,刮板和刮板底座频繁损伤,造成掘进严重受阻,施工成本急剧增加,本文论述了刀盘刀具和刮板系统在不良地质条件下的改良方案,实施效果良好,可为相关工程提供借鉴。

城市地铁砂卵石地层盾构机刀盘刀具磨损控制方法

为降低砂卵石地层对质构机刀盘刀具的磨损,结合相关城市地铁盾构施工经验,从盾构掘进参数、刀盘刀具设计选择以及砂卵石地层改良三个主要方面总结归纳提出刀盘刀具磨损控制的方式方法,以期延长刀盘刀具的使用寿命,为砂卵石地层的城市地铁拖工提供借鉴和参考。

复合地层中超大直径泥水盾构刀盘刀具选型设计研究

随着城市地下轨道交通飞速发展,盾构施工法得到了广泛应用,尤其在长江的越江隧道施工中发挥了巨大作用。长江流域部分区域地层地质较为复杂,要保证超大直径泥水盾构机安全、高效地掘进施工,盾构机刀盘刀具的选型设计十分重要。论文针对南京建宁西路过江通道项目,综合考虑越江盾构区间地层地质情况,研究复合地层中超大直径泥水盾构机刀盘刀具的选型设计。

富水砂卵石地层盾构刀盘刀具配置的研究

成都的地层属于富水砂卵石地层,卵石含量达到80%以上,盾构掘进时对刀盘刀具的磨损异常严重,更换刀具带来的施工风险极大,刀盘刀盘刀具的磨损问题严重制约着地铁施工的进度。本文根据成都地铁1号线施工过程中对刀盘刀具的消耗、刀具的磨损型式进行客观的分析,提出能够适应成都地层需要的刀盘刀具配置。

市政工程中对于砂层段顶管机刀盘刀具磨耗施工技术的研究

随着我国城市化进程的不断加快,各项市政配套基础设施正在得到了日新月异的快速发展。管道作为城市基础设施的一项重要组成部分,也得到了迅速的发展。与此同时在城市发展过程中,随着对工期、环保要求的不断提高,作为高效环保的非开挖技术在工程实践中得到了越来越广泛的应用。顶管施工技术作为一种非开挖的管道施工技术,由于施工出土量少、施工污染小、作业面小、对环境影响小、工期和工程量可控、一次性项进距离长、穿越构筑物,穿越路口影响小等优点,在工程实践中已经带来了巨大的社会效益和经济效益。目前行业内机械顶管施工主要应用于城市给排水、煤气管道、电力隧道、通信电缆等施工中。普通的黄土层机械顶管是比较顺利的,但是在砂砾石地层易造成机械顶管中机械刀盘刀具磨损,造成刀具破损、脱落,影响施工进度和工期,制约后续工程施工,严重的造成机械顶管中断,开挖捞取机头难度较大,费用较高,给企业造成很大的负面影响。

盾构机刀盘刀具的优化布局设计与刀具使用寿命提升研究

刀盘是盾构机的主要工作部件,不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式和刀具布置,盾构刀具作为掘进过程中的切削工具,选型与布置影响着盾构的使用性能,刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败,影响着盾构掘进的速度和效益,本文结合阿基米德螺旋线原理布置刀盘刀具,并考虑到刀盘刀具的使用寿命,其中包括刀盘的挖掘系数和磨损系数的计算,应用等寿命原则确定刀具数量,通过这种布置方案刀盘的寿命将提高大约15%。

复合式盾构机刀盘刀具布局方案的研究

文章介绍了复合式盾构机以及刀盘刀具布局,分析了刀盘刀具空间立体布局设计,通过科学合理的刀盘刀具布局设计,能够有效提升掘进效率。

盾构常压开仓正面洞室检修刀盘刀具实践

在盾构施工过程中,穿越岩层易导致刀具损坏甚至刀盘磨损等情况发生,在复合地层中修复刀盘刀具是相当危险的作业。本文以红建区间为背景,针对该处地层的特点,通过旋喷加固地层的辅助方法,常压开仓进行刀具检查。在刀盘正面施做操作洞室,成功完成了刀盘刀具的维修工作,可为类似工程提供参考。

上软下硬地层盾构刀盘刀具设计及布置合理性评价

刀盘刀具布置对盾构长距离穿越上软下硬地层效率具有重要影响。本文依托广州18号线盾构隧道工程,通过多个指标均值对比评价盾构刀盘刀具设计参数合理性。分析刀盘刀具磨损主要影响因素,根据工程地质特点对需要长距离穿越上软下硬地层的盾构机进行选型和刀盘刀具设计,通过对比常规地层和上软下硬地层的盾构掘进速度、掘进时间、掘进总推力和掘进扭矩等施工参数评价刀盘刀具布置合理性。研究表明:上软下硬地层左、右线盾构平均掘进速度达到常规地层的70%以上,说明刀盘刀具设计参数基本合理;左、右线盾构平均掘进时间大于常规地层,但基本处于1.40~2.00倍范围,可以满足盾构施工要求;左、右线盾构平均掘进总推力、刀盘扭矩与常规地层相近,刀盘刀具磨损基本一致。

北京铁路地下直径线泥水盾构刀盘、刀具适应性分析(英文)

结合北京站至北京西站铁路地下直径线工程实例,通过不同盾构刀盘刀具配置在砂卵石下的应用对比,重点对本工程刀盘刀具改造前后对地层的适应性进行详细研究,总结分析出:1)对致密的砂卵石地层的刀盘刀具配置采用盘形滚刀是必要的,并应根据卵石粒径、密实程度尽量加大滚刀尺寸,加大1和2层刀高差,以提高切削贯入度,提高掘削效率;2)通过滚刀、撕裂刀、切刀等长短刀具的合理配置,可以实现对砂卵石地层的有效切削;3)切刀形式由原来螺栓连接方式优化为销轴连接方式,可以有效防止切刀在掘进过程中的掉落等主要成果。最终解决了砂卵石条件下刀盘刀具配置应注意的关键问题,保证了工程的顺利进行,对类似工程有借鉴作用。

复合地层中盾构机刀盘与刀具布置选型探讨

随着城市轨道交通的发展,盾构工法越来越得到广泛应用,但在某些地层特别是复合地层中施工时会遇到一些困难,要保证盾构机高效、安全地掘进,除盾构机械性能配置外,作为开挖核心机具的刀盘和刀具的布置选型也非常重要,文中结合工程实例进行分析探讨,为同行提供参考。

北京铁路地下直径线泥水盾构刀盘、刀具适应性分析

结合北京站至北京西站地下直径线工程实例,通过不同盾构刀盘刀具配置在砂卵石下的应用对比,重点对工程刀盘刀具改造前后对地层的适应性进行了详细的对比分析,提出了砂卵石条件下刀盘刀具配置应注意的关键问题,对类似工程有借鉴作用。

地铁站顶管工程刀盘刀具选型及盲区对策研究

针对矩形顶管机施工时易出现土体切削不畅以及土层扰动问题,结合济南地铁2号线八里桥站4号出入口工程,在对工程地质、周边环境条件及工程重难点分析的基础上,对矩形顶管机刀盘刀具选型及开挖盲区进行研究并提出相关建议措施。