资源描述：
《盾构刀具的磨损及检测措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第5期市政技术Vol.26No.52008年9月MunicipalEngineeringTechnologySep,2008文章编号:1009-7767(2008)05-0417-04盾构刀具的磨损及检测措施122张耘获,乐贵平,苏艺(1.北京交通大学土建学院,北京100044;2.北京轨道交通建设管理有限公司,北京100037)摘要:随着盾构法在国内的广泛使用,刀具磨损已经成为一个影响工程质量和进度的关键问题。盾构法施工中,不同类型的刀具因用于不同的地层其磨损方式不尽相同,文中介绍了刀具的损耗形式和磨损原因。通过机理研究
2、和工程实践,找到了刀具磨损的多种检测方法;重点对参数分析法用于刀具磨损检测进行了介绍,同时结合成功案例介绍了这一方法的可行性和对信息化施工的指导作用。关键词:盾构;刀具磨损;磨损原因;跟踪检测;掘进参数分析法中图分类号:U455.31文献标志码:BTheMechanismofCutterWearingofShieldandtheDetectionMethodZhangYunhuo,LeGuiping,SuYi1概况的情况,也有可能采用滚刀型刀具,即在复合式盾构目前盾构工法已经在城市隧道(如地铁隧道,污机中采用。水排放隧道,引水、供
3、水隧道,江河湖海底隧道,电力、切削刀的切削原理则主要是盾构机向前推进的电讯、供气及共同沟工程等隧道)建造中确立了比较同时,刀具随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向(沿隧[1]高的地位,故有人将其称为城市隧道工法。随着上海道前进方向)剪切力和径向(刀盘旋转切线方向)切削第一次盾构法的成功,国内陆续开始了对该工法的尝力,不断将开挖面前方土体切削下来。切削刀一般适试和探索。其中刀具的磨损规律还没有被我们完全掌用于粒径小于400mm的砂卵石、砂土、黏土等松散[2]握,刀具的跟踪检测水平不够,刀具更换复杂困难、成地层。本很高,进货周期很长,不但影
4、响了整个工程的质量盾构机在砂卵石地层和岩石含量较高的地层中也会拖延工期。可见,掘削刀具的磨损是影响盾构法刀具磨损很快。这种地质环境中一般选择使用滚刀。施工的一个急待解决的问题。对于滚刀的磨损,依据其形态特征、磨损程度,可分为:2刀具的切削原理和磨损原因1)均匀磨损,滚刀刀圈周边各部位的磨损程度基目前盾构机刀具按切削原理划分,一般公认有滚本一致。滚刀进行破岩时,破岩效率与其刃口宽度有刀和切削刀两种类型(根据隧道围岩性不同、切削目关。随着滚刀刀圈磨损量的增加,刃口宽度增加,达到的不同,这两种刀具还可以进一步细分)。滚刀的切削一定范围时
5、会影响掘进速度,由于受到刀圈加工工艺原理主要是刀具依靠挤压破岩,一般用于岩石隧道的的限制,而且新装刀圈与齿刀之间的高差为35mm。掘进。当虽然穿越松散地层但有大粒径的砾石(砾径正常磨损是刀具失效的主要形式,正常磨损又称为均大于400mm)、且含量达到一定比例时,也可采用滚匀磨损,其磨损形状为在刃口宽度范围内磨损较均匀刀型刀具。另外在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度(见图1)。不算太高)与一般土体(或黏土或砂土)交错频繁出现2)非均匀磨损,滚刀刀圈周边各部位的磨损程度不一致,即发生了偏磨。在掘进过程中由于岩石情况收稿日期:2008-
6、05-13发生变化或刀盘其他部件(如齿刀等)脱落卡在刀刃作者简介:张耘获(1984-),男,山西绛县人,在读硕士,主要从事隧道与岩壁之间,会导致刀圈局部过载而使刀圈应力集与地下工程设计与施工新理论研究。·418·市政技术第26卷中、发生断裂,同时刀圈与刀体配合过盈量未达到要本和进度。求也会造成刀圈断裂(见图2)。3刀具磨损的跟踪检测3)刀圈崩裂,滚刀刀圈径向开裂或崩角,使滚刀当刀具磨损到一定程度后,必须立即进行更换,失去破岩能力。一旦受力较大,还会发生刀圈掉落舱否则会增加临近刀具的负荷,加速剩余刀具的磨损速[3]内的情况(见图3)
7、。率,形成恶性循环。因此,对刀具的磨损情况进行准确判断,及时指导刀具的更换就显得十分的重要。目前,刀具磨损的检测方法主要有开仓检查,刀具磨损感应装置,异味添加剂掘进参数分析等。开仓检查的方法最为直接有效,但却存在很高的风险,可能造成开挖面的坍塌,进而影响隧道周边建筑物的安全。刀具磨损感应装置只能安装于少部分刀具上,对其他刀具的磨损则无法感应。异味添加剂在土压平衡图1滚刀正常磨损盾构和泥水盾构中效果不佳[4]。掘进参数分析法是通过对一些最基本、最重要的掘进参数(如掘进速度、千斤顶总推力、刀盘扭矩、刀盘转速、土舱压力等)进行分析后,建
8、立掘进过程中总推力、总扭矩与掘进速度之间的关系,如式(1)～[4]式(2)。图2滚刀非均匀磨损Tt=T0+T1·W·t!νT2·!ν(1)!n!nT2W0=(2)T1式中:Tt为总扭矩,Wt为总推力,ν为掘进速度,n为刀盘转速,W0为阻力,T0,T
