砂卵石地层施工的盾构机刀盘设计方案 点击:134 | 回复:0



minble

    
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发表于:2018-07-25 11:13:31
楼主

  2007年3月盾构从北京地铁角北区间顺利出洞后,为满足北陶区间无合适的换刀场地,必须连续掘进长841m隧道的要求,经过详细分析刀盘在砂卵石地层中掘进时的磨损原因和部位,制定出更适应砂卵石地层施工的刀盘设计方案,并在现场进行了刀盘设计改进及修复施工。

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  1盾构机刀盘结构表面的设计改进

  在刀盘三角形面板磨损速度较快的外周圈约20cm宽范围内的面板上加焊网状耐磨层,在刀盘辐条上强化先行刀之间加焊网状耐磨。

  网状耐磨层选用北京固本KB680耐磨焊丝。KB680填充碳化钨粒子的复合焊丝,碳化钨粒子进入马氏体基质上,主要用于要求强烈耐磨损工件表面的焊接环境。进行盾构机刀盘堆焊修复时,焊缝表面成型美观,无渣,单层硬度HRC≥60。

  2盾构机刀盘外周刀具及其保护的设计与改进

  (1)在刀盘6个三角形面板的外周两侧面,每连侧各设置两把形状如刮刀的周边刮刀,采用螺栓接在刀座上,共设置24把。周边刮刀更能有效保证刀盘外周的切削直径,有利于外周土体向土仓内的流动,因此减少了刀盘外周圈的磨损。

  (2)在刀盘面板迎土面外周的中间部位焊接长100mm、宽70mm、厚45mm的保护周边刀根部焊缝的保护块,保护块上嵌有硬质合金,有效地减少砂土对周边刀焊缝的磨损。

  (3)在刀盘外圈沿刀盘宽度方向,每隔250mm焊接一道宽25mm、高15mm的耐磨堆焊保护条;沿刀盘外径宽度方向均布焊接12把长350mm、宽50mm、厚15mm的外周保护刀,增强刀盘外周的耐磨性能。

  3盾构机刀盘其他设计改进

  (1)在刀盘面板上增加2个泥浆注入口,使切削下来的土体拌和更均匀,更容易进入土仓,减少土体与刀盘的磨擦时间。

  (2)吸取辐条式刀盘的设计特点,将面板式刀盘进土开口部位的钢结构制作成半圆形,更有利于土体进入土仓。

  (3)设置刀盘外周周边刀磨损检测装置。

  通过对北京地铁砂卵石地层盾构刀盘设计改进的研究,在经济效益方面,仅用20余万元左右的维修改造费用,就可将盾构刀盘修复如初并得以改进,为公司节省了购置新刀盘所需的130万元费用;在社会效益方面,相对较短的维修改进工期,没有给工程施工带来影响,为企业树立了良好的形象;在技术方面,促进了盾构制造、施工技术的发展,使地铁盾构在不换刀具的情况下长距离掘进施工得以实现。




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