盾构刀盘形式

来源: 建筑网  2018-08-10 17:34

摘要:盾构刀盘形式多种多样,只有熟悉每种形式的差异才能在施工的时候选择正确的,了解细节非常关键。

盾构刀盘形式多种多样,只有熟悉每种形式的差异才能在施工的时候选择正确的,了解细节非常关键。建筑网小编就盾构刀盘形式和大家介绍一下。

1、引言

盾构是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备,它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点,在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。

刀盘是盾构机的关键部件之一,是盾构主要工作部件。盾构在地下开挖中会遇到各种不同地层,从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。在开挖中刀盘受力复杂,工作环境恶劣,是需要重点检查和维修的部位。刀盘结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系,不同的地层应采用不同的刀盘结构形式,盾构刀盘设计是盾构关键技术,采用合适的刀盘类型是盾构顺利施工的关键因素。

2、盾构刀盘的主要功能

开挖功能:对掌子面的地层进行开挖,开挖后的渣土顺利通过渣槽,进入土舱;

稳定功能:支撑掌子面,具有稳定掌子面的功能;搅拌功能:对土舱内的渣土进行搅拌,使渣土具有一定的塑性,能通过螺旋输送机来调整控制土舱内的压力。

3、刀具工作原理

对于不同地层的开挖,盾构的刀具采用不同型式:开挖地层为硬岩时,采用盘形滚刀;地层为较软岩石时,采用齿刀;地层为软土或破碎软岩时,可采用切刀(或刮刀)。不同类型刀具的工作原理如下:

3.1滚刀工作原理

安装在刀盘上的盘形滚刀在盾构千斤顶的作用下紧压在岩面上,随着刀盘的旋转,盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转,同时绕自身轴线自转。盘形滚刀在刀盘的推力、扭矩作用下,在掌子面上切出一系列的同心圆。当推力超过岩石的强度时,盘形滚刀刀尖下的岩石直接破碎,刀尖贯入岩石,掌子面上岩石被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽。随着沟槽深度的增加,岩体表面裂纹加深扩大,当刀具压力超过岩石的剪切和拉伸强度时,相邻同心圆沟槽间的岩石成片崩落,完成盘形滚刀的破岩过程。

3.2齿刀工作原理

在岩石较软的情况下掘进时,如果盘形滚刀与岩石掌子面之间不能产生一定的附着力,使滚刀产生滚动,滚刀将会产生弦磨。滚刀不能滚动,将失去有效的破岩功能,此时在较软的岩层中可以采用齿刀进行破岩,齿刀安装方式同滚刀。由于齿刀上装有二个切削刃,因此刀盘正反转时齿刀都能进行破岩。

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