tbm盘形滚刀应用于隧道工程中工作原理

《tbm盘形滚刀应用于隧道工程中工作原理》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、TBM盘形滚刀应用于隧道工程中工作原理　　摘要：盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。过去盘形滚刀主要用于全断面岩石隧道掘进机刀盘破岩，随着隧道及地下工程的快速发展，所遇到地层复杂性逐渐增加，开始在盾构刀盘上使用盘刀(同时布置切刀和滚刀)，形成所谓的复合式盾构，以应对各种软硬不均或富水地层，如砂卵(砾)石地层、风化岩地层及越江、跨海隧道的高水压地层。实践证明，这种盾构对地层具有良好的适应性，大大拓展了盾构的适用范围。国际上现在有研发全能隧道掘进机的趋势，复合式盾构应该是全能隧道掘进机的一种雏型。本文对盘形滚刀

2、进行了较系统的分析和总结。关键词：盘形滚刀；西秦岭隧道；TBM刀盘Abstract：Inthepast,ConvoluteHobismainlyusedinmakingcutterofthetrigonaltunnelgrabwhencuttingrock.Now,ConvoluteHobiswidelyequippedinallkindsoftunnelgrab,suchastrigonaltunnelgrab,shieldandpipe-jackingfixture.Withthedevelopmentoftunnelandundergroundpro

3、ject,shield-cutterequippedwithcircularknife,comesintobeingthecompoundshield,which9helpstocutkindsofgroundwithmuchwater,suchasgritground,airslakedgroundandhighhydraulicpressuretunnel.Tobeproved,thisshieldsuitsthestratumexcellently,sothattheapplicationofshieldisexpandedfast.Compound

4、shieldmaybetheembryoofalmightytunnelgrab,whichisexploitedbyinternationalengineers.Inthetext,wewilldosomesystemicanalysisforConvoluteHob.Keywords:ConvoluteHob;TBMcutter;XiQinLingTunnel中图分类号：U459文献标识码：A文章编号：前言：全断面岩石隧道掘进机机(tunnelboringmachine，TBM)是隧道专用施工机械，广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。刀盘是

5、TBM的关键部件，具有开挖、稳定掌子面、搅拌碴土等功能。盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。工程概况1.1工程地理位置9西秦岭隧道位于新建铁路兰渝线中段，地处甘肃省东南部重镇—陇南市境内。本段线路北起武都区外纳乡，向南经月照、洛塘止于武都区枫相乡，线路整体呈西北—东南走向。西秦岭隧道线路自桔柑站引出，向西南跨白龙江及212国道后上坡穿范家坪隧道，在该隧道出口端利用曲线变线间距并上跨潘家沟至西秦岭特长隧道进口，然后线路以人字坡穿西秦岭隧道至老盘底出口，尔后线路下跨省道206、规划武灌高速及洛塘河并变线间距后穿

6、杨家山隧道引入洛塘河车站。西秦岭隧道全长28.236km，为两条单线隧道。1.2主要工程量隧道主要工程量见下表。西秦岭特长隧道工程主要工程数量表2.盘形滚刀的受力及破岩机理每把盘形滚刀在切割岩石的过程中，刀刃与岩石之间都存在3个方向的相互作用力：(1)法向推压力FN，指向开挖面，由刀盘的推力提供；(2)切向滚动切割力FR，指向滚刀切向，由刀盘转矩提供；(3)滚刀边缘的侧向力FIJ，由滚刀对岩石的挤压力和刀盘旋转的离心力所产生，指向刀盘中心，其数值较小，与其它2个力不属于同一数量级，一般不考虑。切向滚动切割力主要取决于推力、切深及滚刀直径。盘刀直径一定，切深

7、越大，所需滚动切割力越大；切深确定时，滚动切割力随盘刀直径的增大而减小。9刀盘工作时，滚刀先与开挖面接触，在推力作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。盘形滚刀在刀盘的推力和转矩共同作用下，在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。刀盘旋转并压入岩石的过程中，盘形滚刀对岩石将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下会产生小块破碎体，破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体，继而被压密形成密实核，随后密实核将滚刀压力传递给周围岩石，并产生径向裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成岩石碎片。由

8、此形成的岩渣由破碎体、粉碎体及岩石碎片组成，各部分的组成比例取决于