盾构刀具设计理念及应用

随着隧道建设事业的蓬勃发展,盾构机和盾构刀具的国产化进程逐步加快,通过不断的施工检验,在很多施工中国产刀具已代替洋品牌。国内的盾构刀具生产企业先进的设计理念逐渐得到认可,甚至在许多重难点工程中发挥出更优于进口刀具的水平。现以山东天工岩土工程设备有限公司近年来自主研发的一系列盾构刀具为例,就目前国内盾构刀具生产厂家所倡导的设计理念及应用作进一步探讨。     

株硬盾构刀项目获国家科技支撑计划专家评审通过

9月5日，株洲硬质合金集团公司“高性能硬质合金关键原材料及盾构刀具产业化技术研究”获得国家科技支撑计划专家组评审通过，专家们希望加快项目产业化，全面提升国产盾构刀具的集成制造技术与使用技术。     

盾构刀具异常磨损及改进研究

针对南京长江隧道大直径泥水盾构在穿越砾砂-砂卵石地层时刀具出现异常磨损,从刀具设计和工艺等方面对磨损原因进行分析,提出刀具的改进方案。工程应用表明,改进后的刀具其使用寿命是原装刀具的6倍,工程效益明显,对类似工程有很好的借鉴作用。     

盾构隧道始发技术

结合盾构隧道施工始发技术在南京地铁TA15标施工过程中的应用，介绍了盾构施工始发技术的组成、关键技术、关键工序及工艺，并提出了常见问题的对策和预防措施。     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

富水砂卵石地层盾构刀具两幅检修技术

盾构在砂卵石地层施工过程中,刀具不可避免的会产生较大磨损,为了保证盾构的持续掘进能力直至完成区间施工任务,需要结合工程情况合理维修刀具。以北京地铁16号线肖家河站～西苑站区间盾构施工为例,盾构机下穿特级风险源前在联络通道处设置检修井。检修井采取倒挂井壁法施工,开挖到刀盘中心以下1m处,接收后首先检修上半部分刀具,然后旋转180°再检修剩余部分刀具。采用这种刀具两幅检修技术,减小了富水砂卵石地层检修井降水施工风险,保证了工程的顺利进行以及周边环境的安全。     

盾构区间基岩凸起和孤石处理技术

随着我国地铁的迅速发展,盾构施工也被普遍运用,但孤石和基岩凸起仍是盾构掘进的一大难题。在盾构推进过程中遇到孤石和基岩凸起,不仅容易使刀具损坏、使换刀次数大幅度增加,还会造成地层扰动、隧道塌方、冒顶等严重灾害。结合广州地铁6号线(金峰站—暹岗站)区间案例,通过对孤石提前探测和预处理,解决盾构推进中孤石和基岩凸起问题,保证工程的顺利进行。     

无水砂卵石地层土压平衡盾构刀具改造技术

分析辐条式土压平衡盾构在穿越全断面无水砂卵砾石层施工中刀具严重磨损的原因,提出拆除滚刀并对刀具进行改造以及按分层切削设计原理对刀具进行重新配置的思路。从刀具改造的总体思路、刀具改造前后对比分析和改造后掘进效果的对比等方面进行研究。结果表明:改造后的刀具以及按分层切削设计原理配置的刀具有很好的切削效果,为地铁无水砂卵石地层盾构施工刀具改造和配置提供了一种新方法。     

盾构近距离下穿运营地铁隧道同时接收施工技术

以成都轨道交通6号线玉双路站—牛王庙站区间双线隧道近距离下穿运营2号线,同时进行盾构接收施工工程为背景,阐述盾构下穿前、中、后以及接收施工阶段的大管棚支护、多重注浆、刀具调整、掘进参数设定、自动化监测以及快速接收、洞门封闭处理等关键施工技术.在成都卵石和泥岩复合地层中盾构施工时,通过采取大管棚预加固、自动化监测等技术措...     

富水砂卵石地层盾构刀具磨损原因及改进

为研究盾构机掘进砂卵石地层时刀具的磨损机理,以福州某地铁盾构施工为例,分析原施工方案存在的问题及引起盾构刀具过度磨损的原因.为改善土壤性能,在每m3渣土中分别添加150 L泥浆和350 L泡沫;采用辐条式刀盘代替原面板式刀盘;采用主、副切削刀,主超前刀,鱼尾刀,盘圈贝型刀,周边刮刀等刀具,并优化刀具在刀盘上的布置.测量...     

苏埃湾海域孤石段盾构施工技术探讨

花岗岩球状风化体(孤石)段盾构施工易造成刀具磨损,甚至刀盘变形,严重时掘进困难。文章对花岗岩球状风化体(孤石)的形成原因、主要组成成分以及形成机理、分布规律进行分析,结合广州、深圳地区地铁盾构施工孤石段常规处理方法,探讨了孤石物探方法及发展,并针对即将在苏埃湾海域开工建设的苏埃通道盾构施工,提出刀具配置、地质预报、水下爆破等施工建议。     

隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨

盾构施工技术对城市正常机能影响较小,其在这些年得到了快速的发展并得到广泛应用。隧道盾构施工技术是一种适用于现代城市向地下发展的重要施工方法。简单介绍了隧道盾构施工技术的基本原理的特点和总结了盾构施工技术的发展趋,势,结合实际工程中盾构技术的应用说明盾构施工的优越性。现阶段盾构施工技术将朝着施工断面从常规的圆形向着多元化发展;出洞、长距离施工等等施工新技术得到的开发;隧道衬砌技术也朝着自动高速化和经济化发展。     

我国首部盾构专业指导书在京发行

<正>日前,由北京盾构工程协会组织全国各地盾构及隧道工程建设有关权威专家共同编撰的《中国盾构工程科技新进展》一书,在北京正式首发。作为我国首部盾构专业指导书及北京盾构工程协会盾构系列丛书之一,该书共分5篇、21章、约150万字,充分展示了盾构行业近五年来在盾构机的制造设计技术、盾构工程的设计技术、盾构工程施工技术等方     

盾构下穿高架桥桩基的托换施工技术分析

以某区间盾构隧道下穿高架桩基为工程背景,本项目条件复杂,施工变形控制严格,对此类复杂环境下地铁盾构隧道下穿高架桥桩基的托换施工技术进行分析,突破托换过程中结构止水性能、稳定性及刀盘刀具改造等技术难点,同时采用平面应变的计算模式对托换桩的施工过程进行模拟。结果表明:桥墩、托桩最大沉降量均在预警范围内。通过研究分析施工方案技术可行、水平较高,可为类似工程提供一定的工程借鉴和参考。     

南京地铁7号线窑晓右线区间全断面灰岩盾构施工技术

南京地铁7号线窑晓右线220～431环区间段为全断面灰岩盾构施工断面,由于灰岩强度高、地层含水量大,导致盾构施工过程中出现螺旋机喷涌、出渣含水量大、刀具非正常磨损、施工效率低等问题。针对盾构施工过程出现的问题,有针对性的提出同步注浆、二次注浆、丙烯酸盐配合注入,前盾球阀、盾体超前注浆孔放水等改进措施,整体施工效率较改进前提升约48.1%。相关技术经验可为全断面灰岩盾构施工提供借鉴。     

我国自主研发制造的世界最大矩形盾构在郑州下线

12月13日，由中国中铁装备公司自主研发制造的世界最大矩形盾构在郑州下线，标志着我国在矩形盾构技术领域已处于国际领先地位。     

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

在盾构掘进期间,当刀具严重磨损、刀盘土仓泥饼聚结导致掘进困难并且现场客观条件限制严格时,需要带压开仓更换刀具、清理泥饼。带压开仓需要根据现场地质条件采取相应的辅助措施,当土压平衡盾构在上部为富水砂砾、下部为泥岩条件下进行带压开仓时,由于砂层透水、透气性较强,只做泥膜护壁,可能存在较大风险,还需要在地面采取辅助加固措施以确保施工安全。以南昌地铁盾构施工为例,就富水复合地层带压开仓中地面及洞内加固措施、设备保障、掌子面泥膜施作、带压开仓实施及风险控制等相关技术进行了阐述,有利于保证施工安全。     

盾构仿真机控制系统的设计与开发

由于盾构掘进装备和施工安全的特殊要求及施工环境的特殊性,导致绝大部分盾构掘进设备技术人员难以在实际的施工现场进行盾构关键技术的相关研究,当前研究和掌握盾构掘进技术多以模拟仿真试验作为重要方法。文中论述了在盾构掘进系统中的:刀盘控制系统、管片拼装系统以及推进系统作为设计对象进行电液控制系统开发。应用结果表明该系统性能稳定可靠,能够较为全面的展现盾构掘进过程中的控制功能,达到了系统设计的效果。     

复合地层大直径盾构选型与掘进技术研究

盾构施工将不可避免遇到完整基岩地层、软硬不均地层或孤石地层,由于不同地层盾构施工的差异性,盾构机的选型和制造应考虑复合地层的特殊性,盾构掘进过程中也应提出有针对性的措施。结合实际工程,针对大直径复合地层盾构施工特点,进行了盾构选型与掘进技术相关措施的研究和分析,引入了土压—泥水双模式混合盾构机应用的理念,对盾构刀盘设计、常压换刀技术、破碎机配置和超前地质预报这几个复合地层盾构机制造的核心技术问题提出了相关要求,并对软硬不均地层和孤石地层两大复合地层盾构掘进难题提出了针对性的解决措施。文中所述的复合地层大直径盾构机选型和掘进技术方案已在实际工程中成功应用,可对类似工程提供指导。