CN110469339A - 一种防止盾构机盾体卡壳的方法 - Google Patents

一种防止盾构机盾体卡壳的方法 Download PDF

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卢庆亮
刘曙光
李伟
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种防止盾构机盾体卡壳的方法，通过增大刀盘上边滚刀刀高实现开挖直径增大量△D避免卡盾，开挖直径增大量△D通过以下公式计算：△D＝2△R＝2·Z·sinα。本发明在正常掘进区段，盾构机按原设计开挖直径开挖；在易出现盾体卡壳的掘进区段，盾构机实际开挖直径大于设计开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，减小盾构机与土体之间的摩擦力，实现防止盾构机盾体卡壳的目的。此外，通过将边滚刀进行加高增大开挖直径的方法，避免了对已有滚刀刀箱进行割除与重新焊接的工作量以及在此的过程中降低刀盘钢结构强度的风险。

Description

一种防止盾构机盾体卡壳的方法
技术领域
本发明涉及一种防止盾构机盾体卡壳的方法，属于隧道工程技术领域。
背景技术
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，隧道施工过程中，多种原因会导致盾构机卡盾现象的发生，比如出现复杂地质情况导致盾构机掘进速度变慢或者长时间停机时，盾体外围的土体收缩增大了盾构机与土体之间的摩擦力；比如外圈刀具磨损严重未及时更换导致开挖直径减小导致卡盾。不论何种原因，一旦卡盾现象发生，盾构机将无法正常掘进，不但严重影响施工工期，且浪费大量人力物力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种通过增大开挖直径防止盾构机盾体卡壳发生的方法。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种防止盾构机盾体卡壳的方法，通过增大刀盘上边滚刀刀高实现开挖直径增大量△D避免卡盾，开挖直径增大量△D通过以下公式计算：
△D＝2△R＝2·Z·sinα
其中：△D：开挖直径增大量；
△R：单边扩挖量；
α：倾斜角度；
Z：边滚刀抬高尺寸。
通过以下方案实现：
刀箱本体内设有拉紧块、压块和变径L型块，所述拉紧块与压块通过螺栓实现对边滚刀的固定。
所述变径L型块包括A底与B底，A底与B底的外底面均设有螺纹孔；所述A底的厚度为L，B底的厚度为L+Z；边滚刀置于A底与B底之间，变径L型块通过A底或B底的螺纹孔使用螺栓与刀箱本体固定，从而实现边滚刀刀高的高度差Z。
具体操作步骤为：
1)在正常掘进区段，轨迹半径最大的边滚刀使用变径L型块的A底的固定状态，边滚刀刀座保证正常的开挖直径。
2)在易出现盾体卡壳的掘进区段；通过拆装拉紧块5与压块4之间的螺栓9，使用变径L型块的B底的固定状态，边滚刀刀座增大开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，减小盾构机与土体之间的摩擦力，实现防止盾体卡壳的目的。
有益效果：本发明在正常掘进区段，盾构机按原设计开挖直径开挖；在易出现盾体卡壳的掘进区段，盾构机实际开挖直径大于设计开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，减小盾构机与土体之间的摩擦力，实现防止盾构机盾体卡壳的目的。此外，通过将边滚刀进行加高增大开挖直径的方法，避免了对已有滚刀刀箱进行割除与重新焊接的工作量以及在此的过程中降低刀盘钢结构强度的风险。
附图说明
图1为本发明滚刀刀箱总成结构示意图；
图2为本发明变径L型块结构尺寸示意图；
图3为本发明增大开挖直径原理示意图。
图中：1刀箱本体、2变径L型块、3边滚刀、4压块、5拉紧块、6A底、7B底、8螺纹孔、9螺栓。
具体实施方式
盾构机工作时，主机最前方的的刀盘进行旋转，刀盘上的刀具切削隧道掌子面的土体，对掌子面的地层进行开挖，开挖后的渣土通过刀盘开口进入土仓。刀盘后方的盾体可用来支撑开挖面，承受周围地层压力、盾构机推进反力、切口入土的正面阻力以及衬砌拼装时的施工载荷等。一般刀盘的开挖直径大于盾体的最大外径以防止卡盾现象的发生。但是在出现复杂地质情况时，盾构机掘进速度较正常掘进速度小，盾体外围土体收缩增大了盾构机与土体之间的摩擦力，易导致卡盾现象的发生。所以，在复杂地质情况进行盾构施工时，可以通过增大刀盘的开挖直径以避免卡盾现象的发生。
盾构机主要通过布置在刀盘上刀具(如滚刀，刮刀，边刮刀等)对掌子面土体进行切削，对刀盘开挖直径有直接影响的主要是轨迹半径最大的边滚刀(即布置在最外侧的滚刀)，故可以通过增大边滚刀刀高实现增大刀盘的开挖直径。
本发明通过增大刀盘上边滚刀刀高实现开挖直径增大量△D避免卡盾，开挖直径增大量△D通过以下公式计算：
△D＝2△R＝2·Z·sinα
其中：△D：开挖直径增大量；
△R：单边扩挖量；
α：倾斜角度；
Z：边滚刀抬高尺寸。
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
通过以下方案实现：
图1所示为本发明滚刀刀箱总成结构示意图。
刀箱本体1内设有拉紧块5、压块4和变径L型块2，所述拉紧块5与压块4通过螺栓9实现对边滚刀3的固定。
图2所示为本发明变径L型块结构尺寸示意图。
所述变径L型块2包括A底6与B底7，A底60与B底7的外底面均设有螺纹孔8；所述A底6的厚度为L，B底7的厚度为L+Z；边滚刀3置于A底6与B底7之间，变径L型块2通过A底6或B底7的螺纹孔8使用螺栓与刀箱本体1固定，从而实现边滚刀3刀高的高度差Z。
图3所示为本发明增大开挖直径原理示意图。
本发明的工作过程与原理：
1)在正常掘进区段，使用变径L型块2的A底6的固定状态，边滚刀3刀座保证正常的开挖直径；
2)在易出现盾体卡壳的掘进区段；使用变径L型块2的B底7的固定状态，边滚刀3刀座增大开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，实现防止盾体卡壳的目的。
本发明在正常掘进区段，盾构机按原设计开挖直径开挖；在易出现盾体卡壳的掘进区段，盾构机实际开挖直径大于设计开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，减小盾构机与土体之间的摩擦力，实现防止盾构机盾体卡壳的目的。此外，通过将边滚刀进行加高增大开挖直径的方法，避免了对已有滚刀刀箱进行割除与重新焊接的工作量以及在此的过程中降低刀盘钢结构强度的风险。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (3)

1.一种防止盾构机盾体卡壳的方法，其特征在于：通过增大刀盘上边滚刀刀高实现开挖直径增大量△D避免卡盾，开挖直径增大量△D通过以下公式计算：
△D＝2△R＝2·Z·sinα
其中：△D：开挖直径增大量；
△R：单边扩挖量；
α：倾斜角度；
Z：边滚刀抬高尺寸。
2.根据权利要求1所述的防止盾构机盾体卡壳的方法，其特征在于：刀箱本体(1)内设有拉紧块(5)、压块(4)和变径L型块(2)；所述变径L型块(2)包括A底(6)与B底(7)，A底(6)与B底(7)的外底面均设有螺纹孔(8)；所述A底(6)的厚度为L，B底(7)的厚度为L+Z；边滚刀(3)置于A底(6)与B底(7)之间，变径L型块(2)通过A底(6)或B底(7)的螺纹孔(8)使用螺栓与刀箱本体(1)固定，从而实现边滚刀(3)刀高的高度差Z；所述拉紧块(5)与压块(4)通过螺栓(9)实现对边滚刀(3)的固定。
3.根据权利要求2所述的防止盾构机盾体卡壳的方法，其特征在于：具体操作步骤为：
1)在正常掘进区段，使用变径L型块(2)的A底(6)的固定状态，边滚刀(3)刀座保证正常的开挖直径；
2)在易出现盾体卡壳的掘进区段；使用变径L型块(2)的B底(7)的固定状态，边滚刀(3)刀座增大开挖直径，从而增大盾体与开挖土体之间的间隙，实现防止盾体卡壳的目的。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110985022A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 中国铁建重工集团股份有限公司 一种刀具刀座装置
CN112112655A (zh) * 2020-10-23 2020-12-22 中铁工程装备集团有限公司 一种盾体直径的测量装置及开挖直径的确定方法
CN112922618A (zh) * 2021-02-03 2021-06-08 中铁二局集团有限公司 一种提高tbm或盾构机刀具使用率的施工方法
CN114293999A (zh) * 2021-12-28 2022-04-08 北京市政建设集团有限责任公司 一种膨胀性泥岩刀盘刮刀外插角的计算方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000008775A (ja) * 1998-06-18 2000-01-11 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 多種断面シールド掘進機
JP2007100316A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Taisei Corp シールド掘進機
CN102691505A (zh) * 2012-06-29 2012-09-26 北方重工集团有限公司 一种可调整全断面硬岩掘进机滚刀开挖轨迹装置
CN104747200A (zh) * 2015-03-18 2015-07-01 中铁工程装备集团有限公司 带有双层支护和可变管片直径的硬岩掘进机及其施工方法
CN109322671A (zh) * 2018-10-24 2019-02-12 重庆大学 一种盾构刀具磨损被困的脱困方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000008775A (ja) * 1998-06-18 2000-01-11 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 多種断面シールド掘進機
JP2007100316A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Taisei Corp シールド掘進機
CN102691505A (zh) * 2012-06-29 2012-09-26 北方重工集团有限公司 一种可调整全断面硬岩掘进机滚刀开挖轨迹装置
CN104747200A (zh) * 2015-03-18 2015-07-01 中铁工程装备集团有限公司 带有双层支护和可变管片直径的硬岩掘进机及其施工方法
CN109322671A (zh) * 2018-10-24 2019-02-12 重庆大学 一种盾构刀具磨损被困的脱困方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110985022A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 中国铁建重工集团股份有限公司 一种刀具刀座装置
CN112112655A (zh) * 2020-10-23 2020-12-22 中铁工程装备集团有限公司 一种盾体直径的测量装置及开挖直径的确定方法
CN112922618A (zh) * 2021-02-03 2021-06-08 中铁二局集团有限公司 一种提高tbm或盾构机刀具使用率的施工方法
CN114293999A (zh) * 2021-12-28 2022-04-08 北京市政建设集团有限责任公司 一种膨胀性泥岩刀盘刮刀外插角的计算方法

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