密实砂砾地层盾构刀具磨损分析及优化措施

为了解决盾构在密实砂砾地层中掘进容易造成刀具严重磨损的问题,以国外某穿越密实砂砾地层的城市地铁施工项目为背景,对盾构在区间出洞检修时刀盘刀具的实际磨损情况进行统计,采用对比分析的方法,研究了刀具磨损原因和磨损规律.针对性地提出了盾构在密实砂砾地层中掘进时,通过采用高耐磨性滚刀刀圈、降低中心滚刀启动扭矩等方法来减少刀具磨...     

西秦岭长大隧道TBM盘形滚刀磨损分析

基于西秦岭隧道右线工程地质条件,结合TBM施工过程中盘形滚刀磨损统计情况,分析影响刀具磨损的原因,并从刀盘刀具改造、刀具科学管理和掘进参数控制等3方面提出相应的应对措施,可为类似TBM工程施工提供参考。     

新疆某盾构工程刀具地质适应性选型设计

基于新疆某盾构工程地质情况及现场条件，为了减少刀具磨损，提高掘进效率，针对不同地质条件需要选择合适刀具。采用有限元软件获得刀具破岩的载荷波动情况和破岩效率，分析刀具的地质适应性情况。结果表明：砂岩地质下选用光刃滚刀合适，泥岩条件下选用羊角齿刀破碎岩石。     

砂卵石地层地铁盾构盘形滚刀磨蚀性研究

刀具磨损一直是影响盾构法施工质量及进度的关键问题,其在砂卵石地层中表现得尤为明显。为了研究砂卵石地层地铁盾构滚刀磨蚀性的规律,本文依托成都地铁1、7号线,首先分析了掘进机掘进参数和砂卵石地层不均一性对滚刀磨损的影响,总结了影响滚刀磨损量的各种因素|然后模拟现场情况制备室内岩箱模型,借助滚刀岩机作用实验台进行了不同刀具布置位置的磨损试验,通过3D扫描仪测得滚刀的磨损量,根据磨损量预测模型计算磨损系数,得到了砂卵石地层刀具的磨蚀规律|最后跟现场实测结果进行对比分析,试验结果与实测结果相吻合,通过室内试验测得的磨损系数,将其应用到现场实测中,推测出最长掘进距离,能够做到较为准确预测刀具磨损严重时盾构机掘进的距离,不需开舱检查即可判断滚刀磨损轻重,节约了施工时间。研究成果可为砂卵石地层盾构掘进提供一定的借鉴和指导作用。     

土压平衡盾构刀具研究现状

刀具是盾构的关键零部件,其在工作状态下的磨损对盾构的施工效率和施工质量有直接影响.总结近年来有关盾构刀具的研究成果,介绍盾构刀具的类型、结构和材质,分析滚刀和切刀在掘进中的运动状态、受力和磨损机理,重点阐述地质条件、刀具参数和掘进参数对刀具磨损的影响规律,并提出减少刀具磨损的具体措施.     

海底隧道复合地层盾构掘进刀具磨损原因分析及对策

海底隧道盾构掘进由于复杂的地质情况及不可预测的因素较多,容易对盾构机刀具造成严重的磨损,而海底隧道盾构施工在国内工程案例相对比较少,缺乏海底盾构施工的经验,通过总结海底盾构掘进施工经验,刀具磨损的原因及对策,希望对相关海底盾构掘进施工有所借鉴。     

全断面硬岩盾构掘进参数与刀具磨损规律分析

通过对PN 9.13m TBM/土压双模式盾构在全断面硬岩中掘进参数与刀具磨损规律的分析,分别讨论了在全断面硬岩中掘进参数的变化规律、盾构掘进出渣情况以及刀具的磨损原因,提出了依据掘进参数和掘进出碴情况来判定土压平衡模式中刀具的磨损状况的方法、并验证了其可行性.研究结果表明:掘进参数在盾构掘进过程中可较准确反映刀具磨损情况,并通过掘进中出渣、掘进速度稳定性等的现象反馈进一步判断掘进参数与刀具的磨损状态.该研究结果可在盾构施工中对刀具进行有效保护,减少换刀频率、降低工程成本、减少停机时间、提高掘进效率,对指导相应施工具有一定的工程意义.     

砂卵石地层对盾构滚刀耐磨性影响试验研究

由于卵石土层中卵石强度高、粒径大、分选性差,盾构掘进过程中滚刀发生异常磨损、过量磨损、滚刀破坏等问题.为了提高盾构掘进效率,降低换刀频率,依托成都都四项目都江堰站-永丰站-蒲阳站区间隧道工程,开展了不同类型滚刀的耐磨性试验,得到滚刀累计磨损质量、磨损直径随滚压行程和贯入度的定量关系,以及滚刀磨损的标贯情况.结论如下:滚...     

泥(砂)岩地层中盾构掘进参数变化与滚刀磨损程度的关联性探究

结合广州某电力隧道盾构施工过程,针对在泥(砂)岩地层中盾构滚刀异常磨损的识别和预判进行了探讨。在分析刀具运行机理的基础上,结合现场大量施工数据资料进行分析研究,得出盾构掘进参数在滚刀异常磨损前后的变化规律,对指导盾构安全掘进和及时检查更换刀具具有一定的帮助和指导意义。     

复合地层中盾构滚刀磨损实用预测方法及应用

盾构机在复合地层掘进过程中常因刀具磨损量过大而产生掘进工效降低和刀具失效等问题。依托深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀磨损数据,根据Rabinowicz磨粒磨损计算模型提出了一种滚刀磨损量实用预测方法。该方法结合滑移率计算公式和刀盘扭矩、刀盘推力得到滚刀滑动距离,通过科罗拉多矿业学院模型(CSM模型)、岩石强度参数和滚刀贯入深度确定接触面法向荷载,根据滚刀设计参数确定其材料强度。通过确定影响滚刀磨损量的三个主要因素(滑动距离、接触面法向荷载和材料强度),推导出了考虑盾构滚刀磨损体积计算公式,并采用深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀实测磨损量与磨损量预测值进行对比验证。结果表明:实测磨损量与预测较为吻合,验证了所提出的滚刀磨损量预测方法的合理性,研究成果可为复合地层中盾构滚刀磨损量预测和换刀时机的确定提供理论依据。     

SJ-55岩巷掘进机正滚刀受力电测报告

在SJ-55岩巷掘进机的44把刀具中,有33把是正滚刀,为了解决目前刀具损坏和磨损问题,并在今后设计高效率的掘进机时,选择合理的刀具参数、结构和刀具布置,弄清正滚刀的受力状况是非常必要的。本文介绍1972年12月第一次对32~#正滚刀进行电测工作的情况和     

基于摩擦理论的滚刀磨损预测模型研究

盾构机在施工过程中常因刀具磨损过大导致刀具失效及刀箱变形等问题,经常需要进仓检查刀具磨损量,耗费时间长且掘进效率低。为得到磨损量预测公式,文中以CSM剪切模型为基础,建立盘形滚刀磨损量与磨损耗能的数值关系,提出滚刀磨损量的理论计算模型,并利用线性拟合寻找相关参数数值关系,对模型进行了简化处理。研究结果可为工程实践中刀具磨损量的预测提供理论依据。     

大直径泥水盾构常压可更换滚刀非正常磨损成因分析及应对措施

为明确大直径泥水盾构常压可更换滚刀非正常磨损的成因,解决大直径泥水盾构在复合地层中掘进时滚刀非正常磨损的问题,以武汉地铁某越江隧道工程为研究背景,总结了该工程盾构在上软下岩复合地层中掘进时滚刀非正常磨损类型,基于工程基本情况,分析了造成滚刀非正常磨损的原因。从滚刀的设计装配及选型、滚刀的配置及安装工艺、盾构施工参数3个方面提出了具体的改进措施,后期施工表明:采取的措施可有效延长滚刀使用寿命,改进效果十分显著。     

青岛地铁盾构滚刀磨损多目标优化

针对青岛地铁盾构施工中遇到的滚刀磨损问题,根据遗传算法建立了以刀间距、贯入度、刀刃宽度及刀盘转速为约束条件,以滚刀破岩比能最小、掘进距离最大及掘进速度最快为多目标函数的优化模型.利用MATLAB对多目标函数进行了编程求解,计算出了减少滚刀磨损的最优掘进参数和刀具结构参数,并提出了针对性优化措施,可为青岛地铁后续盾构施工...     

全断面隧道掘进机盘形滚刀磨损预测

针对某引水工程高埋深、高磨蚀地层中盘形滚刀磨损问题,提出一种预测盘形滚刀磨损量的方法。采用多元非线性回归方法对施工参数进行曲线拟合,建立盘形滚刀磨损预测模型,通过该模型输入掘进参数和掘进距离来预测盘形滚刀的磨损量,通过残差分析与统计检验来验证磨损预测模型,得出预测模型是正确的。研究结论表明,在高埋深、高磨蚀地层中应用多元非线性回归方法进行磨损模型建立可以较好地预测盘形滚刀磨损,为同类地质条件下盘形滚刀磨损预测及更换提供很好的指导。     

复合地层盾构刀具磨损分析与预测

盾构机在复合地层中进行掘进时,刀具磨损严重,易发生偏磨,是制约土压平衡盾构机长距离高效掘进的重要因素。通过气压开仓和常压开仓技术,对深圳地铁9号线区间隧道盾构刀具进行现场磨损监测,分析了不同类型刀具在复合地层中的磨损规律,回归得到了不同类型刀具的磨损系数,并据此推算了盾构机在类似地层条件下的最远掘进距离。为准确预测盾构机掘进过程中刀具磨损情况,文章利用遗传算法优化BP神经网络模型对刀具磨损进行了分析,模型综合考虑了盾构机掘进速度、推力、扭矩等影响因素,预测结果与实测值接近。研究成果可为类似地层条件下的实际工程中盾构机的刀具磨损量、最长掘进距离等预测提供理论支持,对实际施工有一定指导作用。     

单刃滚刀与双刃滚刀刀盘掘进对比分析

在粉质粘土与强风化、中风化的泥灰岩、石灰岩、角砾岩等混合地质盾构区间掘进,采用单刃滚刀或双刃滚刀掘进施工一直是业内讨论的问题.本文从单刃滚刀与双刃滚刀特点分析入手,讨论了在相同刀间距条件下,安装单刃滚刀和双刃滚刀对刀盘强度的影响,不同线速度对单刃滚刀及双刃滚刀性能的影响等问题,为南宁、成都等类似地层施工时盾构刀盘、刀具...     

基于扭转能量的土压平衡盾构刀具磨损预测研究

以青岛地铁某盾构隧道滚刀磨损实测数据为基础,采用线性拟合方法寻找盾构刀盘扭转能量与刀具磨损的规律,并推导出适用于该区间滚刀磨损量的预测公式。土压平衡盾构在围岩强度较高的岩层掘进时,刀具磨损多发生在面板与周边区域,利用磨损量预测公式对刀具磨损量进行预测,结果与实测值吻合。     

复合地层中盾构机滚刀寿命预测研究

刀具磨损严重制约盾构施工效率,为了准确预测滚刀的磨损量和寿命,根据磨粒磨损机理,建立了正面滚刀的磨损速率、线磨损速率和滚刀寿命预测模型;通过深圳地铁7号线某区间正面滚刀磨损数据进行验证。结果表明,滚刀磨损预测模型准确率较高,所建立的预测模型也能够较准确地反应滚刀的实际磨损;所建立的滚刀寿命预测模型可用于预测不同安装半径滚刀的最大掘进距离,可为换刀提供理论依据;并且给出了滚刀寿命与滚刀安装半径、滚刀线磨损速率、贯入度的定量关系;但该模型仅适用于正面滚刀的正常磨损预测,对于中心刀还需考虑偏磨,边缘滚刀还需考虑二次磨损。     

激光熔覆盾构滚刀刀圈在复合地层中的应用

随着中国盾构施工的发展,盾构施工面临的地质条件越来越复杂,盾构机的刀具选型和刀具的材质选择也变得越来越重要。通过采用先进的激光熔覆技术,使用镍基碳化钨复合材料粉末,研究开发新型工艺,在盾构机滚刀刀圈上利用冶金制成耐磨性熔覆层。耐磨性熔覆层具有超高硬度、耐磨性能优异以及刀具整体韧性好等特性。通过实验室模拟试验和现场实际使用证明,激光熔覆盾构滚刀刀圈在面对复杂地质条件时,能够有效降低刀圈的磨损情况,延长滚刀使用寿命,降低施工成本。