1、.機(jī)械化盾構(gòu) 2022/7/191第一節(jié) 機(jī)械化盾構(gòu)概述一、機(jī)械化盾構(gòu)的開挖原理 機(jī)械化盾構(gòu)的開挖為切削式開挖，即指與盾構(gòu)直徑相仿的全斷面旋轉(zhuǎn)切削刀盤來挖方式。開挖原理：在盾殼的保護(hù)下，對挖掘出的還未襯砌的隧道段起著臨時(shí)支撐作用，承受周圍土層的壓力及地下水壓。2022/7/192機(jī)械化盾構(gòu)概述1、土壓平衡盾構(gòu) 將土料作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開挖使泥土料增加再由螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)將土料送出，泥土室的土壓可有刀盤旋轉(zhuǎn)速度和螺旋輸送機(jī)出土量進(jìn)行調(diào)節(jié)（圖2-1）。2022/7/193圖2-1 土壓平衡盾構(gòu)示意圖2022/7/1942022/7/195機(jī)械化盾構(gòu)概述

2、土體由旋轉(zhuǎn)刀盤上的刀具切割下來，然后通過刀盤開口擠入土艙，與土艙內(nèi)已有的粘性土漿混合。推進(jìn)油缸的壓力通過艙壁傳給土艙內(nèi)土體，從而保證開挖面的穩(wěn)定。當(dāng)土艙內(nèi)的土體不能再被土壓力和水壓力壓緊時(shí)，就達(dá)到了土壓平衡，這時(shí)開挖面的土壓約等于土艙中土體的壓力。2022/7/196 當(dāng)土艙中土體的壓力增加至超過平衡時(shí)的土壓時(shí)，土艙中土體就會壓緊開挖面的土體，這會導(dǎo)致盾構(gòu)前方的地面隆起。當(dāng)土艙中的土體壓力小于平衡土壓時(shí)，通常會引起地面下沉。土艙中的土體在壓力的作用下通過螺旋輸送機(jī)被輸送出去。2022/7/197機(jī)械化盾構(gòu)概述土體的壓力主要受下列因素影響：掘進(jìn)速度、開挖土量、土體改性所用添加劑的量。2022/7

3、/1982、泥水加壓式盾構(gòu) 通過加壓泥水或泥漿來穩(wěn)定開挖面，其刀盤后面有一個(gè)密封隔板，與開挖面間形成泥水室，里面充滿泥漿，開挖土料和泥漿混合由泥漿泵洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。2022/7/1992022/7/1910泥水加壓盾構(gòu)是利用向密封泥水艙中輸入壓力泥漿來支護(hù)開挖面土層，使盾構(gòu)施工在開挖面土層十分穩(wěn)定的條件下向前掘進(jìn)，從而大大地提高了隧道施工質(zhì)量和施工效率。 2022/7/1911泥漿的主要功用為： 利用泥漿靜壓力平衡開挖面土層水土壓； 在開挖面土層表面，形成一層不透水泥膜，使泥漿壓力發(fā)揮有效的支護(hù)作用； 泥漿中細(xì)微粘粒在極短時(shí)間內(nèi)滲入土層一定深度，進(jìn)一步改善土層承壓能力。輸入盾

4、構(gòu)的泥漿必須具有適當(dāng)?shù)恼扯群捅戎?，泥漿壓力要保持高于土層地下水壓 0.02MPa 左右。2022/7/19122022/7/19132022/7/1914機(jī)械化盾構(gòu)概述二、機(jī)械化盾構(gòu)組成 機(jī)械化盾構(gòu)機(jī)主要由盾構(gòu)主機(jī)、后配套設(shè)備及附屬設(shè)備組成。 盾構(gòu)主機(jī)主要由掘削機(jī)構(gòu)、盾構(gòu)殼體、動力裝置、推進(jìn)裝置、管片拼裝機(jī)構(gòu)、出料裝置和控制設(shè)備等組成。2022/7/19152022/7/1916盾構(gòu)機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖2022/7/1917盾構(gòu)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖2022/7/19182022/7/19192022/7/1920刀 盤2022/7/1921第二節(jié) 掘削機(jī)構(gòu)一、刀盤1、刀盤的功能及組成功能：（1）掘削地層土體

5、（2）支撐掘削面 （3）攪拌掘削土體主體結(jié)構(gòu)：掘削刀具、穩(wěn)定面板、出土槽口、轉(zhuǎn)動或搖動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、軸承機(jī)構(gòu)2022/7/19222022/7/1923盤型滾刀重型撕裂刀刮刀鋼格柵面板輻條輻條泡沫口中心刀面板式復(fù)合刀盤2022/7/1924輻條式刀盤外周強(qiáng)化刀先行刀刮刀輻條輻條泡沫口中心刀2022/7/1925刀盤結(jié)構(gòu)分面板式和輻條幅板式兩種，面板式為整體板狀結(jié)構(gòu)，上裝刀具和開進(jìn)碴口，輻條幅板式由輻條幅板所組成。上面可根據(jù)地質(zhì)情況安裝刮刀、盤型滾刀或混裝軟硬巖刀具。刮刀的形狀和位置利于巖土的切割和清渣。2022/7/1926 刀盤的開口率也須根據(jù)地質(zhì)情況定，一般在2070%范圍內(nèi)，其取值需綜合考慮

6、便于泥渣進(jìn)入開挖室內(nèi)、保持開挖面穩(wěn)定和保證刀盤足夠的剛度、強(qiáng)度三方面的需要。2022/7/1927 所有的刀具都能從開挖室里面進(jìn)行更換。提供有起吊機(jī)具便于換刀的操作。在刀盤中心部，設(shè)置了回轉(zhuǎn)接頭和必需的管道，專為擴(kuò)挖副刀供給液壓油，和為開挖室供應(yīng)泥漿等改良劑。刀盤的外緣還可以焊接特種耐磨板予以保護(hù)。2022/7/1928第二節(jié) 掘進(jìn)機(jī)構(gòu)2、刀盤與切口環(huán)位置（1）刀盤位于切口環(huán)內(nèi)（2）刀盤位于切口環(huán)外（3）刀盤與切口環(huán)對齊 3、刀盤形狀 輻條形、面板形2022/7/1929第二節(jié) 掘削機(jī)構(gòu)二、掘削刀具 盾構(gòu)機(jī)刀具可根據(jù)運(yùn)動方式、布置位置和方式及形狀等進(jìn)行分類。按切削原理劃分，盾構(gòu)機(jī)的刀具一般分為

7、刮削刀和滾刀兩種，其余形式的刀具為輔助刀具。刮削刀又分為齒刀、刮刀和先行刀等。2022/7/1930第二節(jié) 掘進(jìn)機(jī)構(gòu)（一）、掘削刀具類型1、切刀（齒刀，刮刀）切刀是軟土刀具，布置在刀盤開口槽的兩側(cè)，其切削原理是盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)的同時(shí)，切刀隨刀盤旋轉(zhuǎn)對開挖面土體產(chǎn)生軸向（沿隧道前進(jìn)方向）剪切力和徑向（刀盤旋轉(zhuǎn)切線方向）切削力，在刀盤的轉(zhuǎn)動下，刀刃和刀頭部分插入到地層內(nèi)部，不斷將開挖面前方土體切削下來。切削刀一般適用于粒徑小于400mm的砂、卵石、粘土等松散體地層。 2022/7/1931刮削刀的實(shí)物照片a) 周邊刮刀 b) 周邊刮刀(背面) c) 周邊刀安裝位置d) 齒刀 方柄齒刀 f) 齒刀 g

8、) 中心齒刀2022/7/1932 2、先行刀 先行刀是先行切削土體的刀具，超前切刀布置。先行刀在設(shè)計(jì)中主要考慮與其它刀具組合協(xié)同工作。先行刀在切刀切削土體之前先行切削土體，將土體切割分塊，為切刀創(chuàng)造良好的切削條件。先行刀的切削寬度一般比切刀窄，切削效率較高。2022/7/1933 采用先行刀，可顯著增加切削土體的流動性，大大降低切刀的扭矩，提高切刀的切削效率，減少切刀的磨耗。在松散體地層，尤其是砂卵石地層先行刀的使用效果十分明顯。2022/7/1934刮削刀的實(shí)物照片h) 先行刀 i) 先行刀 j) 先行刀k) 牛角刀 l) 羊角刀 m）三棱刮刀 2022/7/1935 3、貝型刀 貝型刀實(shí)

9、質(zhì)上是超前刀，盾構(gòu)機(jī)穿越砂卵石地層，特別是大粒徑砂卵石地層時(shí)，若采用滾刀型刀具，因土體屑松散體，在滾刀掘進(jìn)擠壓下會產(chǎn)生較大變形，大大降低滾刀的切削效果，有時(shí)甚至喪失切削破碎能力。將其布置在刀盤盤圈前端面，專用于切削砂卵石。2022/7/19362022/7/1937 4、仿形刀 （或超挖刀） 盾構(gòu)機(jī)一般設(shè)計(jì)兩把仿形刀(一把備用)，布置在刀盤的邊緣上。施工時(shí)可以根據(jù)超挖多少和超挖范圍的要求，從邊緣徑向伸出和縮回仿形刀。仿形刀伸出最大值一般在70150mm之間。盾構(gòu)機(jī)在曲線段推進(jìn)、轉(zhuǎn)彎或糾偏時(shí)，通過仿形超挖切削土體創(chuàng)造所需空間，保證盾構(gòu)機(jī)在超挖少、對周邊土體干擾小的條件下，實(shí)現(xiàn)曲線推進(jìn)和順利轉(zhuǎn)彎及

10、糾偏。2022/7/19382022/7/19395、中心刀（魚尾刀、雙刃或三刃滾刀 、錐形刀 、中心羊角刀）在軟土地層掘進(jìn)時(shí)，因刀盤中心部位不能布置切刀，為改善中心部位土體的切削和攪拌效果，可在中心部位設(shè)計(jì)一把尺寸較大的魚尾刀（羊角刀），一般魚尾刀超前600 mm左右。2022/7/1940 魚尾刀的設(shè)計(jì)和配置方式如下： 其一讓盾構(gòu)分兩步切削土體，利用魚尾刀先切削中心部位小圓斷面土體，而后擴(kuò)大到全斷面切削土體，即將魚尾刀設(shè)計(jì)與其它切刀不在一個(gè)平面上，即魚尾刀超前切刀布置，保證魚尾刀最先切削土體； 其二是將魚尾刀根部設(shè)計(jì)成錐形，使刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)隨魚尾刀切削下來的土體，在切向、徑向運(yùn)動的基礎(chǔ)上，又增

11、加一項(xiàng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣既可解決中心部分土體的切削問題和改善切削土體的流動性和攪拌效果，又大大提高盾構(gòu)整體掘進(jìn)效果2022/7/19412022/7/1942 6、滾刀和刮碴板 在純硬巖地層掘進(jìn)時(shí)，采用滾刀破巖。滾刀破巖的原理是依靠刀具滾動產(chǎn)生沖擊壓碎和剪切碾碎的作用達(dá)到破碎巖石的目的。滾刀的類型、數(shù)量、布置方式、位置、超前量根據(jù)巖層的強(qiáng)度和整體性、掘進(jìn)距離、含砂量等特點(diǎn)確定。2022/7/1943 穿越松散地層但有大粒徑的礫石(粒徑大于400mm)、并且含量達(dá)到一定比例時(shí)，也可采用滾刀型刀具。在隧道地質(zhì)條件復(fù)雜多變、巖石(強(qiáng)度不算太高)與一般土體(或粘土或砂土)交錯頻繁出現(xiàn)的情況，也有可能采用滾

12、刀型刀具，即在復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)中采用。 2022/7/1944盤形滾刀圈 盤形滾刀 2022/7/1945（二）掘削刀具的切削機(jī)理1、刮削刀具的切削機(jī)理 刮削刀具一般是通過滑動來切削軟巖和土層的，它由刀體和刀刃兩部分組成。 在刀盤推力的作用下，刮刀嵌如巖渣或巖層中，刀盤帶動刀具轉(zhuǎn)動時(shí)刮削巖層，在掌子面形成一環(huán)環(huán)犁溝，特點(diǎn)是效率高，刀盤轉(zhuǎn)動阻力大。 在軟土地層或滾刀破碎后的渣土通過刮刀進(jìn)行開挖，渣土隨刮刀正面進(jìn)入渣槽，因此刮刀既具有切削的功能也具有裝載的功能。2022/7/19462022/7/19472、滾刀的切削機(jī)理安裝在刀盤上的盤形滾刀在千斤頂?shù)淖饔孟戮o壓在巖面上，隨著刀盤的旋轉(zhuǎn)，盤形滾刀一方

13、面繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn)，同時(shí)繞自身軸線自轉(zhuǎn)。滾刀在刀盤的推力、扭矩作用下，在掌子面上切出一系列的同心圓溝槽。當(dāng)推力超過巖石的強(qiáng)度時(shí)，盤形滾刀刀尖下的巖石直接破碎，刀尖貫入巖石，形成壓碎區(qū)和放射狀裂紋;進(jìn)一步加壓，當(dāng)滾刀間距S滿足一定條件時(shí)，相鄰滾刀間巖石內(nèi)裂紋延伸并相互貫通，形成巖石碎片而崩落，盤形滾刀完成一次破巖過程。2022/7/19482022/7/19492022/7/19501) 擠壓階段：滾刀在高推力作用下，切入巖石表面(切入深度110/15mm，取決于巖體強(qiáng)度)，同時(shí)巖面產(chǎn)生局部變形及很高的接觸應(yīng)力。并在此應(yīng)力作用下，刀刃與巖石接觸部分的巖體產(chǎn)生粉碎區(qū)，即應(yīng)力核心區(qū)。此核心區(qū)深度越深

14、、范圍越大對提高破巖效率越明顯。2022/7/19512) 起裂階段：沿粉碎區(qū)周邊應(yīng)力大于巖體的抗拉強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生張拉裂縫。該裂縫是滾刀能否破巖的先訣條件。在應(yīng)力核心區(qū)下層是應(yīng)力過渡區(qū)，該區(qū)為應(yīng)力衰減區(qū)，對巖體裂縫的產(chǎn)生不起控制性作用。在刀刃正下方分布有主裂縫，由于其方向與破巖方向一致，因此也不能顯著地提高破巖效率，但能加大下個(gè)循環(huán)中壓入階段應(yīng)力范圍。2022/7/19523)破碎階段：當(dāng)相鄰滾刀的間距使起裂階段產(chǎn)生的裂縫相互連通時(shí)，表面部分巖體便被裂縫分割，形成碎片并脫離開挖面。2022/7/1953刮刀鏟刀2022/7/19542022/7/19552022/7/1956（三）、

15、滾刀滾刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾刀結(jié)構(gòu)如圖所示。它們主要由刀圈、刀體(套)、刀軸、軸承、金屬浮動密封環(huán)、刀蓋(座)及聯(lián)接螺栓等件組成。2022/7/1957滾刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)滾刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是保證滾刀工作時(shí)正常旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，通常是由軸承、密封、潤滑油脂組成。根據(jù)刀具的發(fā)展，大體經(jīng)歷了三個(gè)階段，即有三種結(jié)構(gòu)。2022/7/19582022/7/1959刀具刀刃結(jié)構(gòu)形狀刀刃是用來破巖的，通常有齒形和盤形兩大類，每一類往往又有多種不同的刀刃形狀。如下圖.2022/7/19602022/7/19612022/7/19622022/7/1963（三）滾刀1、滾刀刀圈特性（1）刀圈材料性能高的屈服強(qiáng)度，減少刀刃的壓潰變形良好

16、的沖擊韌性，防治刀圈斷裂足夠高的硬度，增加耐磨性減少磨良好的抗回火性能提高材料熱穩(wěn)定性良好的熱加工和冷加工性能2022/7/1964 目前的滾刀刀圈有兩大類：整體耐磨鋼材料和鑲有硬質(zhì)合金球齒的刀具材料。 整體耐磨鋼刀圈材料主要以合金工具鋼為主，也有合金結(jié)構(gòu)鋼，硬度在HRC52-59, 它的特點(diǎn)是可以承受較大的沖擊，并具有較高的耐磨性能，刀具制造費(fèi)用較低，適用地層范圍廣，從軟巖、中硬巖到硬巖都可選用。2022/7/19652022/7/1966（2）刀圈類型耐磨層表面刀圈適用斷裂礫巖、砂巖、凝灰?guī)r及砂黏土層（80100MPa）標(biāo)準(zhǔn)鋼刀圈適用于礫巖、大理石、砂巖、灰?guī)r及有石塊的地層（50150MP

17、a）重型剛刀圈適用于高磨損巖（120250MPa）鑲齒硬質(zhì)合金刀圈適用于花崗巖、玄武巖、斑巖及石英巖等地層（150250MPa）2022/7/19672、滾刀密封特性 滾刀密封可保存軸承潤滑劑并防止異物進(jìn)入，對軸承正常工作和延長壽命起到非常重要的作用。常用金屬浮動密封環(huán)其特點(diǎn)如下：（1）采用3.5倒油斜面，小曲率球面與平面環(huán)結(jié)構(gòu)（2）采用高光潔度及高硬度工作面（3）加厚密封環(huán)尺寸（4）采用O形密封橡膠2022/7/1968金屬浮動密封環(huán)密封屬于機(jī)械端面密封的一種，這種密封在均勻載荷、潤滑優(yōu)良的條件下試驗(yàn)壽命高達(dá)5000h。由于滾刀作業(yè)受力的復(fù)雜多變、使用環(huán)境惡劣，有一定的外部介質(zhì)壓力等，使用壽

18、命會降低很多，但還是能滿足滾刀使用要求的。 2022/7/1969這種密封由兩個(gè)嚙合的金屬密封環(huán)和兩個(gè)富有彈性的復(fù)合橡膠密封圈組成。具有浮動能力，可補(bǔ)償裝配端間隙或防止偏斜。金屬密封環(huán)是密封裝置中的主要零件，其結(jié)構(gòu)及質(zhì)量的好壞起決定性作用。金屬密封環(huán)采用高硬度的耐磨高鉻鉬的鑄鐵材料，硬度HRC60-65，工作表面粗糙度Ra0.1um，表面平面度0.0015mm。2022/7/19702022/7/19713、滾刀軸承結(jié)構(gòu)特性（1）能同時(shí)承受徑向載荷和軸向推力（2）相比同尺寸軸承壽命更長（3）相比同載荷能力軸承尺寸更小（4）調(diào)節(jié)性能更好（5）錐形結(jié)構(gòu)的自動移油特點(diǎn)有利排除異物（6）純滾動性能好摩

19、擦系數(shù)?。?）內(nèi)外滾道可分離安裝拆卸簡便2022/7/1972由于圓錐滾子軸承具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，能很好滿足滾刀的工況要求。 目前國外滾刀生產(chǎn)廠家大多選用美國鐵姆肯 (TIMKEN)和日本NTN等公司的軸承。 17雙盤正滾刀軸承: 型號HH224334/224335HH224310：額定動負(fù)荷C=630kN，額定靜負(fù)荷C0 = 906kN； 17雙盤中心滾刀邊滾刀軸承: 型號H924045-H924010）：額定動負(fù)荷C=453kN，額定靜負(fù)荷C0=610kN。2022/7/1973由于進(jìn)口軸承價(jià)格高、交貨期長，九久公司和軸研所、軸承廠合作已制造出滾刀用軸承，使用性能正逐漸被用戶接受。 目前

20、生產(chǎn)刀具軸承的材料是低碳鉻鎳鋼如20CrNi3Mo，常常通過特殊的冶煉工藝保證鋼材的純凈度，通過深層滲碳熱處理工藝，保證表面HRC58-60，芯部HRC43-45。2022/7/1974三、掘削刀具的選擇 刀具的選擇需要充分考慮工程地質(zhì)情況，進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，不同的工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的刀具配置方案，以獲得良好的切削效果和掘進(jìn)速度。根據(jù)地質(zhì)條件特點(diǎn)，可以大致分為四種地層：軟弱土地層；砂層、砂卵石地層；風(fēng)化巖及軟硬不均地層；單純的純硬巖地層。2022/7/1975分類抗壓強(qiáng)度 MPa 典 型 巖 石刀 具 型 式軟土,軟巖 45頁巖 粘土 泥巖 刮刀;齒刀; 楔齒滾刀 中軟巖 45-85石灰?guī)r

21、砂巖 大理石 火山巖 凝灰?guī)r 盤形滾刀; 楔齒滾刀 中硬巖 85180白云石 片麻巖花崗巖 片巖 長石 盤形滾刀; 球齒滾刀硬巖 180閃綠巖 硅巖 角閃巖 硬質(zhì)粘土巖 玄武巖 燧石 礫巖 盤形滾刀 球齒盤形滾刀2022/7/19761、軟弱土地層如南京、上海、杭州等地，其地質(zhì)條件主要以淤泥、粘土和粉質(zhì)粘土為主， 在軟弱土地層一般只需配置切削型刀具，如：切刀、周邊刮刀、中心刀、先行刀和超挖刀。在切刀或刮刀的刃口和刃口背面鑲嵌有合金和耐磨材料，以延長刀具的使用壽命，切刀的破巖能力為20MPa，可以順利地通過進(jìn)出洞端頭的加固地層。2022/7/19772、砂層、砂卵石地層如北京、成都其地質(zhì)條件主要

22、以砂，卵石地層為主，如遇到粒徑較大的礫石或漂石，應(yīng)配置滾刀進(jìn)行破碎。在砂層、砂卵石地層施工時(shí)，需設(shè)置（寬幅）切刀、周邊刮刀、先行刀（重型撕裂刀）、中心刀、仿形刀等刀具。切刀是主刀具，用于開挖面大部分?jǐn)嗝娴拈_挖；周邊刮刀也稱保徑刀，用于切削外周的土體，保證開挖斷面的直徑；先行刀在開挖面沿徑向分層切削，預(yù)先疏松土體，降低切刀的沖擊荷載，減少切削力矩，同時(shí)重型撕裂刀用于破碎強(qiáng)度較低和粒徑較小的卵石和礫石；中心刀用于開挖面中心斷面的開挖，起到定心和疏松部分土體的作用；仿形刀用于曲線開挖和糾偏。滾刀用于破碎粒徑較大的礫石或漂石。2022/7/19783、風(fēng)化巖及軟硬不均地層 如廣州、深圳，上軟下硬、地質(zhì)

23、不均的復(fù)合地層，且局部巖石的單軸抗壓強(qiáng)度較高（150-200Mpa），除配置切削型刀具外包括寬幅切刀、先行刀，還需配置滾刀，因而刀盤結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。對于巖層首先通過滾刀進(jìn)行破巖，且滾刀的超前量應(yīng)大于切刀的超前量，在滾刀磨損后仍能避免切刀進(jìn)行破巖，確保切刀的使用壽命。在曲線半徑小的隧道掘進(jìn)時(shí)，為了保證盾構(gòu)的調(diào)向和避免盾殼被卡死，需要有較大的開挖直徑，因此刀盤上需配置滾刀型的仿形刀（或超挖刀）。2022/7/19794、單純的純硬巖地層 如秦嶺1線隧道，隧道斷面范圍內(nèi)以混合片麻巖和混合花崗巖兩種巖石為主，刀具全部選用滾刀，無任何齒刀。有時(shí)，在刀盤面板周邊開口處配備刮碴刮刀板。2022/7/1980四

24、、正確使用刀具，減少消耗1、合理使用刀圈2、合理使用軸承3、合理使用密封4、合理使用刀體、刀蓋5、加強(qiáng)規(guī)范操作，減少事故性刀具損壞2022/7/1981五、刀具的常見失效形式1、刀具的正常磨損 刀具的正常磨損是指刀圈的磨損量超過了規(guī)定值，磨損量可用專用的量具進(jìn)行測量。2022/7/19822、刀具偏磨如果滾刀在掘進(jìn)工作面不轉(zhuǎn)動，由于刀圈和掘進(jìn)工作面的相對運(yùn)動就會形成刀圈的偏磨。由于中心區(qū)滾刀線速度較小，承受載荷較大，中心區(qū)滾刀容易出現(xiàn)此現(xiàn)象。2022/7/19833、刀圈斷裂推力過大或刀圈在比較硬的巖石上滾動就有可能使刀圈斷裂，若一個(gè)刀圈有兩處斷裂，斷裂的部分刀圈就有可能掉到土艙。邊緣滾刀和正

25、面區(qū)滾刀經(jīng)常有此現(xiàn)象。2022/7/19844、表面缺損如果有金屬或其它堅(jiān)硬物損壞了刀圈的局部表面，刀圈局部表面就會形成表面缺陷。5、刀圈擋圈磨損或脫落擋圈是由兩個(gè)半圓的鋼環(huán)安裝在滾刀軸的卡槽里焊接成一個(gè)完整的圓環(huán)，其作用是防止刀圈從滾刀軸上脫落，一旦刀圈擋圈脫落或焊接處磨損嚴(yán)重，就應(yīng)該更換刀具。6、滾刀漏油由于密封件的損壞，就可能使密封油泄漏，從而導(dǎo)致油封座和輪轂的損壞。2022/7/1985六、刀具的檢查1、刀具檢查方法 在地質(zhì)條件發(fā)生變化、推進(jìn)油缸推理逐漸增大、推進(jìn)速度變慢、推進(jìn)時(shí)間延長時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查刀盤和刀具。2022/7/1986（1）刀具外觀檢查 檢查刀盤所有刀具螺栓是否有脫落現(xiàn)象，刀

26、圈是否完好，有無斷裂及平刀圈（弦磨）現(xiàn)象，刀體有無漏油，擋圈是否斷裂脫落刀圈是否位移。（2）刀具螺栓檢查用手錘敲擊螺栓，聽其聲音判別螺栓緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺器其振動情況判別螺栓緊固程度。2022/7/1987（3）刀具磨損量測在掘進(jìn)較硬砂巖時(shí)，一般每掘進(jìn)30環(huán)測一次，在掘進(jìn)嬌軟泥巖時(shí)，一般每掘進(jìn)50環(huán)測一次。2022/7/19882、滾刀損壞判別方法（1）觀：進(jìn)倉檢查刀具損壞情況；觀察渣土判斷。正常情況片狀巖屑超過50%，直徑在25cm之間。（2）聞：刀盤轉(zhuǎn)動時(shí)在密封艙背后聽滾刀和巖面切削摩擦聲。（3）嗅：某些滾刀供應(yīng)商在極限磨損界面上預(yù)先設(shè)置有特殊氣味的包裹體，磨損到此氣味便會擴(kuò)

27、散2022/7/1989（4）測：將測量刀具磨損量的傳感器設(shè)置在刀具內(nèi)，就可以及時(shí)檢查刀具的磨損量。（5）析：通過跟蹤分析盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)和地質(zhì)條件來判斷刀具磨損情況。（6）綜合判斷：通過上述五點(diǎn)綜合判斷刀具的磨損。2022/7/1990七、刀具的更換1、刀具更換的基本原則（1）中心刀具的磨損極限25mm， 雙刃正滾刀具的磨損極限20mm， 單刃正滾刀具的磨損極限20mm， 單刃邊刀的磨損極限10mm。更換標(biāo)準(zhǔn)：變滾到磨損量8mm，正滾刀15mm，中心刀20mm2022/7/19912、刀具更換方法及要求（1）做好準(zhǔn)備工作盡量減少停機(jī)時(shí)間（2）更換作業(yè)盡量選擇中間豎井或地層條件較好。較穩(wěn)定發(fā)熱地

28、段進(jìn)行。（3）在地層條件較差地段更換時(shí)必須帶壓作業(yè)或?qū)Φ貙舆M(jìn)行與加固（4）作業(yè)人員必須系安全帶，使用刀具吊裝工具。（5）做好更換記錄2022/7/1992八、刀盤刀具合理布局刀盤刀具布置原則1) 刀具覆蓋整個(gè)斷面；2）使刀盤受力均衡、振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3) 盡量使各刀具磨損均勻、盡量使?jié)L刀純滾動，即刀具母線過刀盤中心；4) 有利于保證 掘進(jìn)直徑；5) 方便排除巖土；6) 便于裝拆和檢查修理。2022/7/1993盾構(gòu)機(jī)刀具的選用原則：1) 適應(yīng)地層，能快速掘進(jìn);2) 刀具費(fèi)用少;3) 安全性;4) 破碎每一單位體積巖石動力消耗少.2022/7/1994刀盤各區(qū)的刀具特點(diǎn) 根據(jù)刀盤上三個(gè)性質(zhì)不同的區(qū)域(中心區(qū)，正面區(qū)及邊緣區(qū))的特性，布刀時(shí)一定要充分考慮。1、中心區(qū) 該區(qū)是刀盤的中心，特點(diǎn)是空間小，滾刀的轉(zhuǎn)彎半徑小，所以滾刀以滑動為主，在小刀盤上常安裝單支點(diǎn)中心刀。大刀盤常用同規(guī)格的盤形滾刀。2022/7/1995中心刀與正滾刀的主要差別：成組安裝：有兩個(gè)一組、三個(gè)一組和六個(gè)一組。密封形式: 單密封環(huán)與軸承或刀體配對。軸承型號：軸承常選用大角度的，且預(yù)緊力也大。2022/7/19962、正面區(qū) 該區(qū)處于中心區(qū)和邊沿區(qū)之間，工作時(shí)刀具正對著掌子面，有一定的轉(zhuǎn)彎半徑，是以所謂的純滾動工作，又有足夠的布置空間，所以該區(qū)布刀容易，刀具壽命也長。 在硬巖中鉆進(jìn)時(shí)，