盾构机实用知识(十一)

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1、切刀破岩机理切刀（或刮刀）施力于岩土层上，靠刀具的刀刃从岩土体的外层分离岩土，并使之脱离母体达到破岩的一种机械破岩方式切刀破岩机理示意图3、刀具的失效形式滚刀的失效形式正常磨损刀圈断裂刀圈剥落刀圈卷刃刀圈移位漏油挡圈脱落偏磨（弦磨）多边弦磨刀体磨损端盖磨损完全损坏切刀的失效形式正常磨损断齿掉齿刀体折断刀具失效图例偏磨（弦磨）偏磨与断裂滚刀被碴土粘住刀圈断裂刀圈断裂碎片正常磨损4、掘进参数及地质对刀具的影响硬岩掘进时推力及速度过大会造成刀具崩刃断裂粘土层掘进时泡沫、水等添加不合适即渣土改良效果不好会产生泥饼或刀具被渣土裹住无法转动软弱围岩掘进时，推力过大或刀盘转速过快会造成局部刀具

2、过载、密封失效等地质对刀具的影响六、特殊地层的掘进1、硬岩地层2、软硬不均地层3、粘土地层4、含砂富水地层5、硬岩破碎地层6、过江、河地层1、硬岩地层中的掘进典型地层：8Z-2，9Z-2特点：掌子面能清楚看到滚刀的轨迹，盾构机易滚动且连续震响声，硬岩地层中的掘进通常采用滚刀破岩掘进含水量低时通常采用敞开模式掘进；掘进过程中一般采用高刀盘转速、低推进速度掘进；及时加注水或泡沫以降低刀具温度加强刀盘检查和刀具更换调整砂浆配比及初凝时间，防止管片上浮；2、软硬不均地层中的掘进典型地层：地质交错层特点：刀盘扭矩变化大、盾构机前部间断震响且方向难以控制一般采用低刀盘转速、低推进速度掘进，防

3、止推进速度过快造成刀盘卡死甚至刀圈崩落3、粘土地层中的掘进典型地层：5Z-2、6Z-2特点：粘性大、容易在刀盘上形成泥饼，与水不易混合，易结块一般采用多加泡沫和水，多搅拌改善渣土的流动性和塑性，并随时观察刀盘扭矩和掘进速度的变化中心刀部位形成的泥饼4、含砂富水地层中的掘进典型地层：特点：地层自稳性差，土质改良困难，极易发生喷涌一般采用添加膨润土或泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性；掘进采用土压平衡模式并严格控制出渣量；加大盾尾的注脂量并保持较好的盾尾间隙。5、硬岩破碎地层的掘进典型地层：节理发育的地层或断层特点：掌子面凸凹不平，掘进时刀盘扭矩变化大且有较大的震

4、响，可能出现大块岩石一般采用低刀盘转速、低掘进速度，低贯入度，多加泡沫改善渣土性能，同时加强对盾尾密封和铰接密封检查和操作，防止出现渗漏。6、过江河地层中的掘进典型地层：官洲河、仑头海特点：除本身的地质条件外可能会存在高水压、高水量影响，对施工、刀盘检查及刀具更换造成很大困难过江河地层中的掘进在过江河前对刀盘、刀具进行彻底检修和更换，避免在江河段换刀；在过江河前彻底检修铰接密封和盾尾密封系统，避免发生漏水漏浆；在过河过江前对掘进参数对地质的适用性进行进一步的审查修正；提前建立土压平衡模式，尽量降低对地层的扰动，防止水道与土仓连通，合理添加改良材料，减小渣土的透水性；调整注浆液配比

5、，缩短浆液的初凝时间；加强工序衔接，做到快速连续掘进。七、掘进中异常现象的处理（一）推力大，扭矩小，推进速度小可能的原因：铰接油缸压力过大，必要时释放；土仓压力过高；刀具严重磨损。刀盘扭矩大，推进速度小可能的原因及处理：可能有泥饼产生，应立即停止掘进并加泡沫、水搅拌。土仓压力上升快可能的原因及处理：掌子面坍塌，应适当加快掘进速度并增加土仓压力防止更大的坍塌。喷涌可能的原因，地层含水量大或渣土改良效果不好不能形成土塞效应，一般关闭螺旋输送机继续掘进一段以增加土仓内渣土含量并改良土质油温上升快可能的原因：刀盘扭矩或推力过大，或设备系统故障（如冷却系统）应立即停机检查或调整掘进参数。掘

6、进中异常现象的处理（二）刀盘被卡住可能的原因及处理：刀盘扭矩过大或设定值过低，应立即停机检查并调整设定值，反转刀盘缓慢启动或采用脱困模式启动刀盘。盾尾漏浆可能的原因及处理：纠偏过急、管片间隙不正常或盾尾失圆等，一般将注脂模式改为手动并调大注入频率，同时降低注浆压力。铰接密封漏浆可能的原因及处理：密封或盾尾状态不好，应检查密封压板状态或盾尾姿态，必要时调整；漏浆严重时应停机并开启紧急密封后处理。泡沫管堵塞防止泡沫管路堵塞的措施一般在掘进过程中尽量保持开启每条管路，长期不用时及时关闭注入口处的手动阀。思考题如注浆率为140%，则掘进一环，注浆泵每一路注浆次数是多少？在硬岩掘进中，如果

7、刀具漏油未及时更换，可能会导致怎样的刀具失效形式？