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复合式盾构机刀盘刀具布局方案
摘 要文章介绍了复合式盾构机以及刀盘刀具布局,分析了刀盘刀具空间立体布局设计,通过科学合理的刀盘刀具布局设计,能够有效提升掘进效率.
关键词复合式盾构机；刀盘刀具；布局；设计
中图分类号：U455.39文献标识码：C文章编号：2095-1205(2017)08-08-01
随着人口数量的不断增加,土地需求量大与土地资源短缺的矛盾日益突出,要求我们要进一步的合理利用地下空间,以确保土地资源短缺的问题得到有效解决.修建地下隧道是人们利用地下空间的一种有效方式.但是,进行隧道工程施工过程中,尤其是一些较长距离的隧道工程,以往多是采用钻爆方法,这样方法不仅施工周期长,而且施工中的安全性较差,易导致安全事故的发生.在长隧道施工过程中,盾构掘进机则表现出了非常大的优势,不仅能够有效的提升掘进施工效率,同时还能解决施工成本.
1复合式盾构机以及刀盘刀具布局介绍
1.1复合式盾构机
一般采用盾构机进行施工时,工作环境相对复杂,围岩自稳定性相对较差,因此,确保掘进面的稳定性是极为关键的.当盾构机掘进施工过程中,虽然大部分施工段的地层环境为土质结构,不过,不可避免的一些施工段会遇到岩石层,导致掘进施工变得非常困难.因此,结合TBM以及盾构机各自的优点,同时采取有效措施克服他们存在的不足,设计出了复合式盾构机.复合式盾构机不仅可以在土层地层构造环境中进行掘进施工,同时还能在复合地层之中进行掘进施工.复合式盾构机可以更加高效的在土层以及岩层等地层结构之中进行掘进施工,因此,在其刀盘之上通常需要设计滚刀以及切削刀具.
1.2复合式盾构机刀盘刀具布局
早在100多年前,发达国家便开始将掘进设备应用到地下隧道以及矿山等工程施工过程中,国内则是从上世纪60年代左右,开始引如国外一些先进的掘进技术.对于掘进设备来说,其在掘进施工过程中会和岩土有直接的基础,其中刀盘是最为重要的部件,刀盘的性能会在很大程度上影响到掘进效率.在复合式盾构刀盘刀具的设计过程中,主要包含的内容是对刀盘稳定性进行设计、对刀具磨损加以分析、对刀具空间布局进行设计等.
2刀盘刀具空间立体布局设计
2.1刀盘刀具对称设计分析
不管是应用阿基米德螺线方法对刀盘刀具空间进行设计,还是应用同心圆设计方法对刀盘刀具空间进行设计,对实际掘进作业来讲,均会被复合式盾构机的刀具切割成不同部分,而且是先后、依次完成对土体的切割作业.要想确保刀盘的受力更加均匀,有效的避免较大振动出现,预防掘进施工中偏载问题发生,便要求在进行刀盘刀具设计过程中,应当尽可能使刀具呈对称分布.
2.2先行刀具立体空间布局设计
要想确保先行刀能够更好发挥出其应有的作用,通常会将先行刀设置在切削刀的前端位置,不过,先行刀在切削刀前方具体哪一位置,则应当依照实际情况以及经验进行设计.如果把现行刀具的宽度值适宜减小,当切削刀对土体进行切削的过程中,先行刀便会将土体切割成为不同的块体,会有效降低切削刀实际的切深值,能够显著减少切削作业过程中盾构机收到的扭矩作用,可以加大的提升切削刀作业的效率,并且确保切削刀的磨损得以延缓.
3小结
我国社会与经济快速的发展,促进了城市的发展,同时也使得人口变得越来越集中,土地资源的需求量逐渐增加,人们越来越重视地下空间利用.在地下隧道建设过程中,盾构机的作用是极为重要的,并且在隧道施工中逐渐得到广泛的应用.而复合式盾构机刀盘刀具设计会在很大程度上影响到盾构机的效率,同时也会对工程掘进效率产生较大影响,甚至会关系到工程建设的成功与否.可见,科学合理的刀盘刀具布局设计,对于提升掘进效率以及确保掘进作业安全性具有重要意义.
参考文献
[1]寇宝庆,桑俊宝,赵鄢鹏,张华芬,郭启先.复杂地层中小断面盾构机刀盘刀具的优化设计[J].油气储运,2017,36(05):579-584.
[2]李强.土压平衡盾构机刀具布置方法研究[J].中国高新技术企业,2017(08):102-104.
盾构机论文范文结:
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