复合地层下盾构纠偏对刀具磨损的影响分析（论文）.pdf

l工程建设与设计 l Construction&Des R c 复 合 地 层 下 盾 构 纠 偏 对 刀 具 磨 损 的 影 响 分 析 The Influence of Shield Correction on Tool W ear in Complex Strata 刘 杰 (中铁港航局集团第二工程有限公司，广州 510800) LIU Jie (ZhongTie GangHangJu Group SencondEngineering Co．Ltd．，Guangzhou 5 10800，China) 【摘 要】结合成都地铁7 线2标八里小区站一东区医院站区间工程实例，对复合地层中盾构机掘进纠偏时刀具磨损现象进行分 析，并总结7J具磨损的原因。 【Abstract]According to the project example of Bali Community station to East Hospital station in No．2 section in No．7 metro line in Chengdu，paper analyzes the tool wearphenomenon ofthe application ofshield correction in complex strata，and summarizes its reasons ． 【关键词】盾构机；纠偏；刀盘磨损 【Keywords]shieldmachine；rectifying；cutterwear 【中图分类号1U455．43 【文献标志码IA 【文章编号】1007．9467(2017)07—0072—02 [DOII10．13616／j．cnki．gcjsysj．2017．07．133 1 引 言 在现代城市建设中，经济发展迅速、世界人口增长决，地面 资源和可开发的空间越来越少，城市地上空间的拥挤程度日益 严重 ，使城市交通拥挤 、环境质量差 ，合理利用和开发地下空 间，减少地面空间的占有是解决城市问题的一条重要途径。土 体地下隧道施工环境复杂多样、不可预见性强，盾构施工中经 常因各种原因对盾构姿态纠偏，以确保隧道成型质量。 2 刀 具 磨 损 分 类 滚刀的磨损，根据其形态特征、磨损程度分类如下： 1)均匀磨损：滚刀刀圈周围各部位的磨损程度基本一致； 2)非均匀磨损 ：滚刀刀圈周围各部位的磨损程度不一致， 即发生了偏磨。依据偏磨形态，分为弦偏磨和刃偏磨。 (1)弦偏磨：有单边偏磨、多边偏磨、轴承磨损 3种情况。 ①单边偏磨：滚刀安装后没有跟随刀盘转动而自转，或在 安装初期发生了短暂自转，此后一直停止自转，导致滚刀刀圈 单边弦磨损； ②多边磨损：发生单边偏磨—偏磨角部应力集中引发瞬间 面转动一个角度一第二边偏磨⋯，如此循环，形成多边磨损； ③轴承磨损 ：当滚刀发生弦偏磨后没有及时发现，未及时 更换刀具 ，导致偏磨 日益严峻 ，以至磨到滚刀的轴承位置使整 【作者简介】刘杰(1991 )，男，N~NN．Z．，助理工程师，从事城市 轨道交通施工技术研究。 72 把滚刀报废，这种磨损不仅造成刀具损坏，还会造成刀盘磨损。 (2)刃偏磨 ：从磨损形状来看 ，刀刃角两侧不均匀磨损 、与 刀圈法线方向成不同角度、刀尖缘呈不规则的曲线 ； (3)弦、刃偏磨 ：即滚刀同时发生弦和刃偏磨的情况 ； 3)刀圈崩裂：滚刀刀圈径向开裂或崩角，使滚刀失去破岩 能力，一旦受力较大，还会发生刀圈掉落舱内的情况_I_。 3 工 程 概 况 3．1工 程背 景 成都地铁 7 线八里小区站一东区医院站因司隧道右线在 纠偏过程中，因刀具磨损严重，多次进行开仓刀具检查与换刀。 其中，盾构在 648环(切 口里程 YCK4+149．240)后，掘进至 677 环(切口里程 YDK4+105．83)再次开仓检查，刀具磨损严重。 3．2 地 质情 况 盾构区间在 648环～677环主要范围内地质情况上部为< 5-1—2>强风化泥岩逐渐变化为<3—5—2>透镜状中砂层 ，下部 为<5-1—3>中、微风化泥岩，地质情况为上软下硬。 <3-5-2>中砂(Q， )：黄色 ，中密～密实，饱和，夹少量圆 砾。呈透镜体状分布于拟建因司内。 <5-1-2>强风化泥岩(K2~t)：红褐 、紫 红色，岩质软 ，泥质 结构，块状构造 ，岩芯多呈碎块状，岩芯呈碎块状，手可折断， 岩体基本完整 ，层厚为 0．4 1m。 <5-1-3>中等风化泥岩(K )：红褐、紫红色 ，泥质结构 ，块 状构造，岩质较硬 ，锤击声半哑一较脆。差异陛风化明显，节理 裂隙较发育。岩芯多呈短柱状 ，少量呈长柱状。采取率为 80％ ～ 95％，RQD为 40％一75％。根据室内试验：天然极限抗压强度 最小值为 0．9MPa，最大值为 13．2MPa，属软质岩。 3．3 盾构 机概 况 本区间采用 CTE6250中铁装备生产的加泥式土压平衡 盾构机，其中刀盘开挖直径 6 304mm，最大推力 3 991t，驱动 采用液压驱动 ，铰接为被动铰接，额定扭矩 6 650kN·m，脱困 扭矩 8 100kN·m。刀盘采用面板式，开口率为 36％，设4个泡沫 口，2个J彭}闰土口。为加强土仓内的渣土的流动性，设置 4个主 动搅拌臂。在刀盘上共设置中心双联滚刀 4把，单刃滚刀 32把， 刮刀 32把，边舌 口8把，焊接撕裂刀 23把，喷口保护刀 6把，大 圈环保护刀 24把。为适应砂卵石地层较大粒径渣土通过，采用 th800mmxl2 500mm轴式螺旋机 ，最大通过粒径 ~b300mmx 560mm。 表 1 刀盘刀具配置表 4 纠 偏 刀 具 磨 损 分 析 4．1刀 具磨 损情 况 本区间在 648环对刀具