刀具选择37651机械基础.doc

0 引言盾构机***的配置是盾构机***设计中是非常重要的内容, 其配置是否适合应用工程的地质条件, 直接影响盾构机的刀盘的使用寿命、切削效果、出土状况、掘进速度和施工效率。 1 ***种类和切削原理 切刀(齿刀,刮刀) 切刀是软土***,布置在刀盘开口槽的两侧,其切削原理是盾构机向前推进的同时,切刀随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向( 沿隧道前进方向) 剪切力和径向( 刀盘旋转切线方向) 切削力, 在刀盘的转动下, 刀刃和刀头部分插入到地层内部, 不断将开挖面前方土体切削下来。切削刀一般适用于粒径小于 400mm 的砂、卵石、粘土等松散体地层。 先行刀( 超前刀) 先行刀是先行切削土体的***, 超前切刀布置。先行刀在设计中主要考虑与其它***组合协同工作。先行刀在切刀切削土体之前先行切削土体, 将土体切割分块, 为切刀创造良好的切削条件。先行刀的切削宽度一般比切刀窄, 切削效率较高。采用先行刀, 可显著增加切削土体的流动性, 大大降低切刀的扭矩, 提高切刀的切削效率, 减少切刀的磨耗。在松散体地层,尤其是砂卵石地层先行刀的使用效果十分明显。 贝型刀贝型刀实质上是超前刀,盾构机穿越砂卵石地层,特别是大粒径砂卵石地层时,若采用滚刀型***, 因土体屑松散体,在滚刀掘进挤压下会产生较大变形,大大降低滚刀的切削效果,有时甚至丧失切削破碎能力。将其布置在刀盘盘圈前端面,专用于切削砂卵石。 中心刀(鱼尾刀、双刃或三刃滚刀、锥形刀、中心羊角刀) 在软土地层掘进时, 因刀盘中心部位不能布置切刀, 为改善中心部位土体的切削和搅拌效果, 可在中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀( 羊角刀), 一般鱼尾刀超前 600 mm 左右。鱼尾刀的设计和配置方式如下: 其一让盾构分两步切削土体, 利用鱼尾刀先切削中心部位小圆断面土体,而后扩大到全断面切削土体,即将鱼尾刀设计与其它切刀不在一个平面上,即鱼尾刀超前切刀布置, 保证鱼尾刀最先切削土体; 其二是将鱼尾刀根部设计成锥形, 使刀盘旋转时随鱼尾刀切削下来的土体, 在切向、径向运动的基础上, 又增加一项翻转运动, 这样既可解决中心部分土体的切削问题和改善切削土体的流动性和搅拌效果, 又大大提高盾构整体掘进效果。在纯硬岩地层掘进时,到盘中心位置布置双刃或三刃滚刀。 仿形刀(或超挖刀) 盾构机一般设计两把仿形刀( 一把备用) ,布置在刀盘的边缘上。施工时可以根据超挖多少和超挖范围的要求, 从边缘径向伸出和缩回仿形刀。仿形刀伸出最大值一般在 70~ 150m m 之间。盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时, 通过仿形超挖切削土体创造所需空间, 保证盾构机在超挖少、对周边土体干扰小的条件下,实现曲线推进和顺利转弯及纠偏。滚刀超挖刀柱形超挖刀 滚刀和刮碴板在纯硬岩地层掘进时, 采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠***滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。穿越松散地层但有大粒径的砾石( 粒径大于 400mm) 、并且含量达到一定比例时, 也可采用滚刀型***。在隧道地质条件复杂多变、岩石( 强度不算太高) 与一般土体( 或粘土或砂土) 交错频繁出现的情况,也有可能采用滚刀型***,即在复合式盾构机中采用。转贴于中国论文