泥水盾构掘进系统

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1、泥水盾构掘进系统中国盾构网www.zgdungou.com              新闻来源：《最新泥水盾构技术》　　掘进系统包括泥水加压平衡盾构掘进机和使其运转的动力设备、装载动力设备以及与掘进机同时前进的后方车架。 　　1旋转刀盘　　(1)旋转刀盘的切削方式和构造形状　　 ①切削方式　　 切削方式通常有下图三种，见图24。其中，回转切削方式的结构紧凑，因其易于调整侧向倾斜，一般多采用这种方式。     回转切削方式(左右回转)      行星切削方式            摇摆切削方式图24

2、 泥水盾构常用切削方式 　　 ②构造形状　　 一般根据施工要求和土质条件确定构造形状。幅条形状可减少切削时的实际扭矩，便于将土砂排出。面板形状对工作面的支护及工作面保存注浆材料有效。刀盘前端的形状分为中心凸出、全部凸出、凹陷等数种，选用时应根据工作面的稳定条件来决定。在含有大砾石的地层中，要注意由于形状不同会产生耐磨耗程度不同的问题。　　 (2)旋转刀盘支承方式　　旋转刀盘在支承构造上主要有两大方式：中心支承方式和周边支承方式。　　 滚筒刀支承方式见图25，中心周边支承方式见图26，中心支承方式的泥

3、水加压平衡盾构掘进机见图27、图28，周边支承方式的泥水加压平衡盾构掘进机见图29、图30。图25 滚筒力支承方式图26 中心周边支承方式图27 中心支承方式φ6.15m泥水加压平衡盾构图28 中心支承方式φ10.02m泥水加压平衡盾构　　根据各自特征、开挖面状况、土质以及砾径等可选择相应支承方式使用。这两种支承方式的主要特征比较如表11。图29 周边支承方式φ3.97m泥水加压平衡盾构图30 周边支承方式φ6.75m泥水加压平衡盾构 　　(3)旋转刀盘主要构造(见照片3)照片3 直径11.22m泥

4、水加压平衡盾构大刀盘 旋转刀盘的两种支承方式的比较                           表11 中心支承式周边支撑式掘削时泥水室内的泥水状态由于是属单板大刀盘形式，上、下部泥水混合有困难，所以上、下部的泥水比重不同由于大刀盘内侧有料斗，能将下部的土砂扬起，上下部泥水浓度相同，并高于送泥水浓度，对开挖面稳定有利停止时泥水室内的泥水状态从临近盾构顶部处送入泥水，需防止顶部土体塌方由于送泥管位于中心部位，顶部泥水比重随时间推移而降低，对稳定不利排泥水管堵塞排泥水管易形成较陡坡度，较易堵塞排

5、泥水管在中心呈水平布置，不易堵塞用搅拌机检测开挖面塌方低速转动搅拌机，通过力矩变化来检测开挖面塌方情况由于搅拌机靠近中心位置，不能检测排除障碍物盾构掘进机内有效空间小，困难盾构掘进机内中心部位空间大，可以去除障碍物等砾石处理盾构掘进机内设置砾石处理装置有困难，设置在机外可以在盾构掘进机内设置粉碎机，滚动筛、铁栅筛等大刀盘滑板装置因为是轴，能安装大刀盘的滑板装置，可根据土质作调节构造上有困难粘性土的粘附为使粘性土不致粘附在大刀盘上，可以安装高压水等冲洗装置土易粘附在向上提升的叶片或料斗上，须要考虑用送

6、泥管等清洗变换成机械掘削式盾构难出土可以轻易地变更转矩损失由机械阻力(轴承，密封)损失的转矩小由机械阻力损失的转矩大。由泥水压力产生的径向荷载大，转动损耗大密封件寿命因密封件滚动距离小，寿命长因密封件滚动距离大，寿命短 　　①面板　　机械掘削式盾构掘进机中的面板，在通过泥水加压的同时也是支护开挖面的重要机构。因此，面板开口的宽度、形状及大小等至少要满足能够排除掉砾石和障碍物，并且有良好的耐磨损性和耐腐蚀性。　　②刀具(刀齿、刀头)　　刀具多数是采用在母材上焊接超硬合金钢的材料，要求母材耐磨性能高，焊

7、接性能好。通常使用相当于镍铬钼钢(SNCM8)的钢材。超硬合金钢要求硬而不脆，生产的盾构一般使用日本工业标准所规定的JISM3916材料。　　刀头形状必须与土质相适应，在粉砂层和粘土层中使用切削形；在砾石层中使用能起出砾石的刀形；在泥岩、砾石等场合则使用圆盘滚刀，能起到使岩体受挤压力而碎裂作用。　　对切削刀的前角及后角必须加以注意，见图31。对于硬粘土，前角及后角应大；对于砾石层，一般采用略小的角度。图31 切削刀前角、后角 　　一般情况下，为了让刀头能在左右旋转时使用，多数将刀头安装成左右对称形。

8、但也有当反方向旋转掘进时，因刀齿背面受到磨损，使母材与面板间的安装部位受磨损而减小，引起刀齿脱落现象。在掘进砾石层时，经常能看到刀齿的缺损。因此，希望刀齿结构设计成能在掘进中途可以更换的形式。　　切削刀的配置必须根据围岩条件、盾构外径、切削刀头回转数、施工掘进长度等确定。 ③刀盘开口槽(进土开口部位)　　刀盘开口率以下式表示：　　　　　式中：ω——开口率       　　  As——面板开口部分总面积(不包括刀头的投影面积)        　　 Ar——盾构开挖断面积