大直径泥水盾构常压刀盘应用与管理技术
35页1、勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越目 录一、引言一、引言二、常压刀盘概况二、常压刀盘概况三、常压换刀三、常压换刀四、常压换刀应用与管理四、常压换刀应用与管理五、五、问题及应对措施问题及应对措施六、结语六、结语勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越第一代国内最早应用仅适用于切刀及刮刀更换。第二代在第一代基础上对刀具取出、安装及刀头固定等设计方面进行了改进。第三代在前两代的基础上,实现了滚刀更换。第四代完善了液压油缸系统插拔油缸、机械保护等工装配置;增加了多道密封等防护措施,使换刀作业更加的便捷、安全。01020304发展历程近年来,大直径盾构已广泛应用于我国各大、中型城市的隧道建设中,为应对复杂地层和复杂工况下的施工要求,常压刀盘的应用也越来越多,其研发、应用与管理技术也趋于成熟。勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越由中铁隧道局集团承建的佛莞城际FGZH-3标位于广州市番禺区石楼镇及东莞市麻涌镇内。线路始于番禺区茭塘东村,下穿珠江狮子洋后至东岸新沙港码头,沿西部干道前行,在中纺粮油公司前线路向南偏离西部干道,过中纺粮油公司后出地面,至本标段设计终点。勇于跨越勇
2、于跨越 追求卓越追求卓越佛莞城际FGZH-3标盾构隧道长4900m,由一台盾构独头掘进;隧道最大埋深64m,最大水深17m(所要承受的最大压力近10bar);区间地层主要为软硬不均地层、全断面硬岩地层及破碎带复合地层;地层之间相互交错,且地层石英含量达70%80%;在过江段存在三段总长424m破碎带,地层透水性强、水压高,且地表环境主要为狮子洋江面及运输干道。勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越综合线路、水文、地质等情况,考虑普通刀盘可能要面对频繁的高压进仓换刀作业,其风险大、成本高、耗时长;而采用常压换刀刀盘可以实现全地层中的刀具检查更换,刀具配置方案也可以满足地层掘进需要,且刀具检查和更换便捷、风险可控、成本较低,方案最为经济合理。8常压刀盘普通刀盘勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越项目采用的具备常压换刀刀盘的大直径气垫式泥水平衡盾构机,开挖直径13.61m;整机长137m,主机长度14.4m(含刀盘);主机重量约2500T,整机重量约3500T;主驱动总功率4900Kw,整机总功率10220KW;最大掘进速度40mm/min;最大推力约22432t,主驱动额定扭矩23289KN.m
3、,脱困扭矩37262KN.m;最大进/排浆流量为3000m/h,采用DN500mm泥浆管路。盾构机构造图整机长度整机长度137m137m主驱动总功率主驱动总功率4900kw4900kw最大掘进速度最大掘进速度40mm/min40mm/min刀盘重量刀盘重量430T430T勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越盾构机构造图中心中心滚刀刀边滚刀刀正正滚刀刀刮刀刮刀边刮刀刮刀刀盘参数一览表刀盘参数一览表项目名称项目名称单位单位参参 数数备备 注注开挖直径开挖直径m m13.6113.61开口率开口率31%31%重量重量t t约约430430t t常压可更换中心滚刀数常压可更换中心滚刀数量量/直径直径/刀高刀高把把/6 6把双刃滚刀把双刃滚刀/19/19撕撕裂刀互换裂刀互换/225/2251#1#12#12#常压可更换正滚刀数量常压可更换正滚刀数量/直径直径/刀高刀高把把/2323把双刃滚刀把双刃滚刀/19/19撕撕裂刀互换裂刀互换/225/22513#-58#13#-58#常压可更换边滚刀数量常压可更换边滚刀数量/直径直径/刀高刀高把把/6 6把双刃滚刀把双刃滚刀/19/19撕撕裂刀互换裂刀互换
4、/225/22559#-68#59#-68#常压可更换边刮刀数量常压可更换边刮刀数量/刀高刀高把把4848把把/185/185刮刀数量刮刀数量把把144144把刮刀把刮刀边刮刀数量边刮刀数量把把1212把边刮刀把边刮刀正滚刀刀间距正滚刀刀间距mmmm100100边滚刀刀间距边滚刀刀间距mmmm120120滚刀液压磨损监测滚刀液压磨损监测个个3535个液压式磨损探个液压式磨损探测装置测装置刀盘周边液压磨损监测刀盘周边液压磨损监测个个1 1刀盘背部液压磨损监测刀盘背部液压磨损监测个个2 2刀盘冲刷口刀盘冲刷口路路2121中心中心6 6路刀臂面路刀臂面板板3 3路刀臂间横路刀臂间横向向6 6路刀臂间中路刀臂间中心向外心向外6 6路路勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越刀盘直径为13.61米,配置可常压更换刀箱需要,开口率仅为31%;配置刀具以滚刀(撕裂刀互换)和刮刀为主;配备了伸缩摆动球轴承,且具备伸缩功能(可回缩量为400mm,最大扩挖量25mm);刀盘正面和背面钢结构、滚刀、刮刀、及相关的刀箱、刀座均配置了耐磨材料;在沿刀盘主臂上配置磨损检测条以监测刀盘结构磨损情况;滚刀DCRM监测(旋转
5、情况、刀温等)。在面板、主臂、卸渣槽位置共布置21个冲刷孔(其中刀盘正面有9路,6路平行,6路径向,最大冲洗流量达1100m3/h);同时在每把滚刀刀箱上也都布置有冲刷点刀盘刀具配置防磨损设计刀盘冲刷勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越滚刀刀筒初始状态刮刀刀筒初始状态正常掘进状态,刀具伸出刀盘面板切削岩石和土体,当需要检查刀具磨损或换刀时,作业人员首先将待更换刀具所在刀臂旋转至刀盘中心正下方位置,通过配套的工装,将整个刀筒从刀箱内拉出约2/3,后关闭闸门,隔绝泥水仓,再将刀筒整个抽出,实现刀具常压下检查更换。刀筒作为整个闭合单元抽出,常压换刀系统包括刀筒、闸门装置、拆装工装、吊运工具等。勇于跨越勇于跨越 追求卓越追求卓越施工人员不用进入泥水仓内,在常压大气状态下即可实现刀具更换,降低了施工安全风险;安全性高成本低效率高影响小特点一特点四特点二特点三每次换刀无需制备高粘度泥浆,不用增加其他辅助设备,同常规带压进仓及饱和气体进仓相比,施工成本最为低廉。平均更换一把刀只需3h,相比带压进仓、饱和气体进仓等,无需进行加减压作业,在换刀效率方面提高了24倍。无需对地层进行加固,不会对地面交通及周围
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