文档介绍：复合型盾构掘进机刀盘的设计分析
闵锐
(上海隧道工程股份有限公司,上海!""#$%)
[中图分类号]!"&’( & [文献标识码]# [文章编号]#""#$))’%(!""’)"*$""+*$"$
!"#$%& ’&’()#$# *+ ,-.."/0"’1 +*/ ,*23$&"1 #0$"(1 2’,0$&"
&’( )*+
及计算都以改制的! 台!+,#’, 复合盾构为范本。
# 概述
!,# 复合盾构在不同土质中的工作原理
我国软土隧道盾构设计、制造技术已经非常成(#)复合式盾构在强风化岩层、砂土层等复合地
!" 熟、可靠,但复合型盾构技术基本上还处于空白。目层中的掘进原理。
前我国仅自行设计制造过! 台复合盾构,是由上海隧用高浓度泥浆注入刀盘前和土舱内,与刀盘切削
.//012
道工程股份有限公司设计,并用广州地铁# 号线工程下的岩土在土舱内进行搅拌,使其改良成塑性的土
日本三菱株式会社的!+,#’, 泥水盾构改制而成,实体,通过调节螺旋机转速,控制出土量来维持土压的
际应用于广州地铁! 号线工程试验段。稳定,达到保持开挖面的稳定。
广州地铁! 号线试验段工程从海珠广场站至江南(!)复合式盾构在中、微风化岩层中的掘进原
新村站,全长约#,%-,,隧道内径为")’"",,,共两理。
条。隧道需穿越的地层主要是强风化带和中分化带的在微风化的岩层中,盾构主要依靠滚刀来破岩。
岩层,还有比粉质粘土更弱的粉土层及残积硬塑粘土滚刀在刀盘上按螺旋线排列,刀盘旋转时,滚刀在盾
和微分化带的岩土。对于中分化带的岩层及比其更弱构推进力作用下压入岩体。前面的一把刀在岩石上滚
的岩土,用标准割刀布置的刀盘开挖是适用的,但对压出一条沟槽,后面的一把刀继续对岩石沟槽滚压,
于微风化带及比微风化带更强的岩土,则必须采用盘使岩石挤裂崩落。因岩石的自立性较好,不需要靠保
型滚刀(可与撕裂刀互换)和标准割刀组合布置的刀持土仓压力来稳定开挖面,因此盾构可在非土压平衡
盘。该复合盾构具有土压平衡功能,在通过珠江江底下进行隧道施工。刀盘采用全断面滚刀(可与撕裂刀
段和复杂地层时可以建立土压平衡确保工程安全和工互换)和割刀组合布置的形式来开挖岩体,既能开挖
程质量;当工作面为岩土层时,也可以在土仓压力不强度较大的微风化岩层,又能适应强度较低的强风化
平衡的状态下进行正常掘进。岩层的施工。
刀盘作为盾构机的关键执行部件,设计、制作的!,! 刀盘结构设计分析
好坏直接关系到盾构机的工作效率及成败。为了稳定该工程从市二宫站到江南新村站,将多次穿越&
和提高复合盾构设计水平,对该!+,#’, 盾构进行深号弱风化带岩土,其中有一段长约#)$, 的全断面&
入的研究,并结合过去国内外泥水加压式盾构、土压号土。
平衡盾构等的设计经验,总结复合盾构的刀盘设计计!,!,# 刀盘上刀具的布置
算方法。盘形滚刀适用于切割硬岩,又具有良好的兼容
! 复合盾构刀盘的设计分析
[收稿日期]!""’- "$ - !&
在作复合盾构刀盘的设计分析时,相关技术参数[通讯地址]闵锐,上海市浦东海徐路&)% 号
"!
性,标准割刀适用于切割软土。近十年来,为了同时磨损,在刀柄和