常见盾构刀盘型式及选用

常见盾构刀盘型式及选用

内容提示:目前常见的刀盘结构有面板式和辐条式2种基本型式,以及介于2者之间的幅板式刀盘。通过文献分析和工程经验总结 ,首先阐述了几种型式刀盘的结构、基本配置及工程应用 。随后从刀盘土舱构造、开挖面稳定 、土压平衡控制、砂土的流动性、刀盘负荷 、障碍物的处置、地层适应性等方面,对2种基本刀盘型式的特性进行了比较和分析。延伸阅读:刀盘型式 盾构 辐条式刀盘 面板式刀盘 摘 要:目前常见的刀盘结构有面板式和辐条式2种基本型式,以及介于2者之间的幅板式刀盘。通过文献分析和工程经验总结 ,首先阐述了几种型式刀盘的结构、基本配置及工程应用 。随后从刀盘土舱构造 、开挖面稳定、土压平衡控制、砂土的流动性 、刀盘负荷、障碍物的处置、地层适应性等方面,对2种基本刀盘型式的特性进行了比较和分析。(参考《建筑中文网》) 关键词:盾构;刀盘型式 ;面板式刀盘;辐条式刀盘 0 引言 国内外工程实践表明,盾构在施工中会遇到各种不同地层 ,从淤泥 、粘土 、砂层到软岩及硬岩等。作为盾构机的关键部件之一,刀盘主要起到开挖土体、稳定工作面及搅拌土砂的功能,因此在掘进过程中刀盘工作环境恶劣 ,受力复杂 。刀盘型式及结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。刀盘配置及选型主要依赖于工程地质及水文地质条件,不同的地层应采用不同的刀盘型式,但在地质适应性设计方面缺少完整的理论依据 、经验数据及可靠的试验数据 ,在很大程度上还依赖工程经验。 1 刀盘结构型式 盾构刀盘由钢结构件焊接而成 ,目前其主流型式有2种:面板式和辐条式[1] 。另外,还有介于2者之间的辐板式刀盘(由辐条和幅板组成)[2]。 面板式刀盘(图1、图2)一般为焊接箱形结构,其上设置刀座、刀具 、开口、添加剂注入口及与主轴承连接部件。切刀布置在面板上开口的两侧 ,滚刀布置面板是刀座 。刀盘开口率较小,在30%左右,属闭胸式 。目前 ,中国使用的盾构大部分为面板式刀盘结构,如上海地铁施工用的是法国FCB盾构,北京、广州 、深圳及南京等地用的是海瑞克盾构。 辐条式刀盘(图3、图4)主要由轮缘、辐条及布设在辐条上的刀具组成。刀具布置在辐条的两侧 ,一般较难布置滚刀 。刀盘开口率很大,约在60% ̄95%之间,属开敞式。以往 ,辐条式刀盘应用较少。最近,在日本地铁工程中辐条式刀盘应用开始增多 。中国盾构工法也开始应用辐条式刀盘,如北京地铁4号线使用的石川岛播磨Ф6.14 m盾构(开口率95%) 、小松Ф6.3 m盾构(开口率62%)、上海地铁M6、M8使用的石川岛播磨Ф6.52 m双圆盾构(开口率85%)。 辐板式刀盘(图5 、图6)兼有面板式和辐条式刀盘的特点 ,由较宽的辐条和小块幅板组成 ,切刀和滚刀分别布置在宽辐条的两侧和内部,开口率约在35% ̄50%之间。如北京地铁4号线试验的三菱重工Ф6.14 m盾构 、天津地铁1号线使用的小松6.32 m盾构及武汉长江隧道试验的法国NFMФ11.38 m复合式泥水盾构 。 具体应用时采用哪种刀盘型式,应根据施工条件和土质条件等因素决定。泥水平衡盾构刀盘一般采用面板式或幅板式 ,而土压平衡盾构刀盘根据土质条件可采用面板式、辐条式及幅板式。 不同的刀盘型式在土舱构造、开挖面稳定 、土压保持、砂土的流进性、刀盘负荷和扭矩及检查换刀等方面存在较大的差异 。典型的面板式和辐条式刀盘的特性比较见表1。 2 结语 基于文献调查和工程经验总结,对盾构刀盘结构 、基本配置及工程应用进行了举例说明,论述了刀盘型式及选用。刀盘结构型式有面板式、辐条式及介于2者之间的幅板式 ,它们在土舱构造、开挖面稳定 、土压保持、砂土的流进性、刀盘负荷和扭矩及检查换刀等方面存在较大的差异,应综合考虑地层条件 、开挖面的稳定性、刀盘适应性以及障碍物的处置等因素来选用刀盘型式 。 参考文献: [1]乐贵平.浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型[J].现代隧道技术,2003 ,40(3):14- 17. [2]王梦恕,袁大军,宋克志 ,等.地下隧道工程装备国产化发展研究[R].北京:中国工程院, 来源: 《建筑中文网》. 原文网址:http://www.pipcn.com/research/200807/9028.htm 也许您还喜欢阅读: 人工冻结法在南京地铁张府园车站的应用 地铁盾构施工中盾构机姿态定位测量的研究 结合广州地铁谈盾构隧道施工 盾构掘进地层变形原因分析与施工控制 盾构管片生产中气泡和裂缝的防治 中铁十四局运用德国盾构技术攻克南京长江隧道纪实 硬岩地段盾构工程地质勘察的建议 盾构刀盘紧急焊接修复 盾构推进液压系统阀块试验台 盾构选型中大漂石的影响及处理

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