砂卵石地层盾构刀具的适应性分析(论文正文)模板.doc

砂卵石地层盾构***的适应性分析(论文正文)砂卵石地层盾构***的适应性分析朱梦柳(中铁十一局城市轨道工程有限公司成都10号线1标项目经理部成都市610000)照片尺寸为20mm*30mm;最好不用红色背景摘要结合砂卵石地层的特点和施工现场实际情况,对砂卵石地层下盾构施工中盾构机刀盘结构及***配置方面的优化改良进行了分析和阐述。关键词砂卵石;盾构;***;刀盘;结构;配置;优化;oolinsandypebblestratumZHUMeng-liu(UrbanMassTransitEnglneeringCo.,structionBureauGroup,ChengDu,610000)binedwiththecharacteristicsofthesandypebblestratumandtheactualsituationoftheconstructionsite,;TBM;cutter;structure;configuration;optimization;improvement1引言在长距离的富水卵石地层中掘进,对盾构机刀盘及***都是一个考验,要求刀盘和***具有很强的耐磨性,因卵石对***会造成很强的冲击,同时要求***具有足够的抗冲击性能。2砂卵石地层盾构施工特点成都地铁盾构机刀盘大部分为面板式复合型刀盘,既安装了破岩能力强的滚刀,也安装了刮削软土的刮刀。在砂卵石地层盾构施工中采用盘形滚刀,其破岩机理与盘形滚刀在硬岩地层中的传统破岩机理有着显著的不同,***的磨蚀情况也有较大的区别。图1滚刀硬岩破岩机理该地质对传统的***磨损十分严重,***消耗量大,并存在大量的滚刀偏磨(特别是边缘滚刀)、刀圈断裂等非正常磨损。由此带来频繁的换刀、地层加固、换刀安全等一系列问题,导致施工成本巨大。(1)启动扭矩过大滚刀在该地质中使用,由于开挖面松散,不能提供足够大的反力克服滚刀本身的启动扭矩以及土仓内渣土的摩擦阻力力矩和刀箱内渣土的阻力力矩,造成滚刀不转,导致偏磨。(2)刀体变形在整体松散的砂卵地层,不但刀圈的磨损,而且刀体的表面也磨损严重,特别是因富含石英的砂粒和坚硬的鹅卵石,对刀圈和刀体都产生巨大的磨蚀。而传统的滚刀刀体材质为42CrMo,硬度约为HRC28~32,不具备很高的抗磨蚀性,很快被磨薄而降低了强度。当刀盘转速为2转/Min时,,,而对于直径为12M的刀盘,,若撞击上漂石或大块的鹅卵石则造成刀体变形,导致滚刀不转,因抗冲击应力不足而形成偏磨。(3)刀圈断裂传统的硬岩滚刀刀圈,多采用合金工具钢,在提高韧性的同时也容易造成刀圈的脆性增加,在大的卵石和漂石的高速撞击下,造成刀圈断裂。在该地质中施工,滚刀的破岩机理与硬岩破岩有很大的不同。相比硬岩而言,滚刀受到更多的刮削磨损和冲击磨损。刀圈受到磨损的同时,石英含量很高的砂和卵石也会直接作用于滚刀刀体表面,从而对刀体也产生严重磨损。滚刀在此地质中使用,除了正常的磨损外,还存在大量的非正常磨损(特别是边缘滚刀),其主要形式是滚刀的偏磨、刀圈断裂、刀体过度磨损等。3砂卵石地层提高盾构***寿命的改良对策(1)刀圈根据滚刀在砂卵地层中的破岩机理与硬岩中的区别,刀圈的截面尺寸和性能指标应作出相应的调整:A)为了提高刀圈的耐磨性和使用寿命,将刀刃宽由3/4吋增加到28MM或更大(图5),同时提高其抗冲击能力。B)由于砂卵地质中石英含量高,其显微硬度高、磨蚀性高,为了提高刀圈对付石英的抗磨性,材料成分中适当提高钒、铌、钨、钼、镍、铬等合金元素的含量,同时控制好锻造工艺和热处理工艺,以达到细化晶粒、提高其抗冲击能力。C)由于滚刀在本地质中使用,受到较大的撞击,因此不宜为了提高其耐磨性而片面的提高其硬度,必须兼顾其抗冲击能力。(2)刀体由于刀体在本地质中使用,会受到严重磨蚀和撞击,故刀体应具备较强的耐磨性和抗冲击能力:A)刀体应采取耐磨处理,如表面堆复耐磨材料、提高刀体的硬度(淬火至HRC46以上,或表面渗碳、碳氮共渗等处理)。B)提高刀体的厚度和强度,以便提高刀体的抗冲击变形能力。(3)启动扭矩严格控制好滚刀的启动扭矩,如果在特别松软的地质,对于单刃滚刀,开挖面无法提供足够的反力来克服启动扭矩和阻力扭矩,可适当考虑采用双刃滚刀,以便提高转动力矩。(4)***改装对于海瑞克盾构机,通常使用的滚刀规格为17吋(),极限磨损量为:正面滚刀约25~30mm,边缘滚刀约15mm。为了提高其使用寿命,可适当增加极限磨损量