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盾构刀盘
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盾构盘刀具形简单分类

(2011-07-15 16:01:34)
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盾构刀盘

杂谈


  ①切削刀切削刀是盾构机切削开挖面土体的主刀具,切削刀一般形状如图15所示。一般情况下,β(前角)与α(后角)值随切削地层特性不同变化,取值范围在5°~20°之间,粘土地层稍大,砂卵石地层稍小。比如北京市地层特点,β(前角)和α(后角)值建议采用15°。
  ②超前刀(也称先行刀)顾名思义,超前刀即为先行切削土体的刀具。超前刀在设计中主要考虑与切削刀组合协同工作。刀具切削土体时,超前刀在切削刀切削土体之前先行切削土体,将土体切割分块,为切削刀创造良好的切削条件。据其作用与目的,超前刀断面一般比切削刀断面小。采用超前刀,一般可显著增加切削土体的流动性,大大降低切削刀的扭矩,提高刀具切削效率,减少切削刀的磨耗。在松散体地层,尤其是砂卵石地层使用效果十分明显。
  ③盘圈贝型刀盘圈贝型刀实质上是超前刀,盾构机穿越砂卵石地层,特别是大粒径砂卵石地层时,若采用滚刀型刀具,因土体屑松散体,在滚刀掘进挤压下会产生较大变形,大大降低滚刀的切削效果,有时甚至丧失切削破碎能力。针对北京市大粒径砂卵石地层的特性,根据笔者在日本的施工经验,建议采用盘圈贝型刀,将其布置在刀盘盘圈前端面,专用于切削砂卵石。采用盘圈贝型刀可较好地解决盾构机切削土体(砂卵石)的难题。
  ④鱼尾刀采用大刀盘全断面切削土体,布置在幅条上不同位置的切削刀,从刀盘外周至中心,运动圆月逐渐减小,中心点理论上可以视为零。换言之密封舱内切削土体的运动长度也是由外至内逐渐变小,相应土体流动状态也是越来越差。而且中心支撑部位(直径约1.5m)不能布置切削刀,为改善中心部位土体的切削和搅拌效果,可考虑在中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀(详见鱼尾刀切削土体示意图19)。根据经验,色尾刀的设计和布置可应用两个技巧:其一让盾构机分两步切削土体,利用鱼尾刀先切削中心部位小圆断面(直径约1.5m)土体,而后扩大到全断面切削土体,即将鱼尾刀设计与其他切削刀不在一个平面上,一般鱼尾刀超前600mm左右,保证鱼尾刀最先切削土体;其二是将鱼尾刀根部设计成锥形,使刀盘旋转时随鱼尾刀切削下来的土体,在切向、径向运动的基础上,又增加一项翻转运动(如同犁地一般):这样既可解决中心部分土体的切削问题和改善切削土体的流动性,又大大提高盾构机整体掘进水平。
  ⑤仿形刀盾构机一般设计两把仿形刀(一把备用),布置在辐条的两端。施工时,可以根据超挖多少和超挖范围的要求,从辐条两端径向伸出和缩回仿形刀,达到仿彤切削的目的。仿形刀伸出最大值一般在80~130mm之间。盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时,通过仿形超挖切削土体创造所需空间,保证盾构机在超挖少、对周边土体干扰小的条件下,实现曲线推进和顺利转弯及纠偏,因而盾构机需设置仿形刀。
  随着盾构施工在地铁、铁路、公路、矿山、水电、水利、市政等工程领域的运用,我们开发生产的滚刀及面刀完全适用于海瑞克、三菱、维尔特、小松、罗宾斯、川崎、日立、石川岛等盾构机与TBM机。滚刀、刮刀还能根据用户的特殊要求加工定做,同时提供刀具配件及维修服务。我们竭诚希望与盾构行业朋友加强沟通与合作,实现共赢。

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