管道更新掘进机刀盘切削技术研究

为解决非开挖管道更新的难题,探索掘进机刀盘切削钢筋混凝土管节的可行性,构建钢筋混凝土管节切削模型并研究切削机制。依托管道切削试验台及地下试验段开展切削试验,分析不同的刀盘刀具配置对切削效果的影响规律。主要结论如下:1)与球齿滚刀相比,条齿滚刀更易切断钢筋,且切削过程更平稳;2)二次剪切破碎装置能较好地实现混凝土渣及钢筋的二次剪切破碎,且破切钢筋较易排出;3)刀盘破切钢筋混凝土管节时主要承受切削转矩,摩擦转矩及二次剪切转矩对刀盘切削转矩影响不大。试验表明管道更新掘进机实现钢筋混凝土管节切削是可行的。

管道更新掘进机关键技术研究与应用

为解决城市地下管道更新、扩容面临的原位非开挖技术难题,设计、研发机械化非开挖管道更新掘进机,对开挖舱压力平衡系统、管道保通环流系统、整机集约化设计等关键技术进行研究,并成功应用于管道更新试验段工程项目。通过分析试验数据,构建实际顶推力模型,得到刀盘转速、推进速度、刀盘切削阻力等设备配置参数。实际掘进效果表明:该非开挖管道更新掘进机能够有效解决大直径钢筋混凝土管道原位破挖更新、管道清淤、管道保通等技术难题;设备月进尺达150~450 m,保通流量为500 m^(3)/h左右,开挖舱压力大部分时间在50~80 kPa浮动,沉降控制在4 mm以内,实现了钢筋混凝土旧管道原位破挖和新管道同步敷设一次施工成型,提高了城市管道更新施工的自动化水平,为老旧城区机械化非开挖管道更新提供了新的工法借鉴。