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1、大直径盾构机刀具管理,汇报纲要,工程地质情况,刀盘刀具介绍,刀具管理,不同地层刀具配置的合理性意见建议,刀具存在的问题,5-全断面硬岩180米,6-软硬不均46米,盾构主要穿越软弱土层、软硬不均、全断面硬岩和破碎带不良地层。隧道最大覆土深度64m，狮子洋最大水深17m，微风化石英砂岩天然抗压强度最大为75.7MPa，石英含量达到70%80%泥，岩天然抗压强度最大为48.2MPa。盾构线路起点以30纵坡下行，坡长2050m；然后以12.3的纵坡下行，坡长1550m；再以30纵坡上行，坡长2600m，到达盾构隧道终点。,7-全断面硬岩50米,一、工程地质情况,1.1地层情况,一、工程地质情况,2.
2、地层特点,1）高石英含量，石英含量最高达80%；2）高水土压，承压能力达10bar；3）长距离上软下硬，长度近1000米；4）穿越3个断层破碎带，长度超过500米；5）长距离泥岩地层，长度超过1000米；6）石英砂岩与泥岩夹层地层众多。,常压换刀刀盘的基本思路是把刀盘钢结构建成类似人闸的结构，这样工作人员即可在刀盘内部常压下工作。可常压更换的刀具覆盖整个开挖直径。通过使用专用的刀具更换工具并遵循严格的作业程序，可以安全高效地进行刀具的检查和更换。,二、常压刀盘介绍,刀盘直径：13610mm 重量：415t双刃滚刀：35把（中心6把）滚刀直径：19寸轨迹间距：100mm/120mm 刮刀：190
3、把（可常压更换48把）边刮刀：12把磨损探测：35滚刀面板磨损检测：6道刀盘周边磨损检测：1道刀盘背部磨损检测：2道开口率：29%,常压换刀刀盘的基本思路是把刀盘钢结构建成类似人闸的结构，这样工作人员即可在刀盘内部常压下工作。可常压更换的刀具覆盖整个开挖直径。通过使用专用的刀具更换工具并遵循严格的作业程序，可以安全高效地进行刀具的检查和更换。,二、常压刀盘介绍,刀盘直径：13610mm 重量：415t双刃滚刀：35把（中心6把）滚刀直径：19寸轨迹间距：100mm/120mm 刮刀：190把（可常压更换48把）边刮刀：12把磨损探测：35滚刀,二、常压刀盘介绍,二、常压刀盘介绍,三、刀具管理,
4、由以下六方面介绍：1、常压换刀2、刀具验收3、掘进控制4、刀具磨损分析5、不同类型刀具的尝试试用6、刀具维修,三、刀具管理,1、常压滚刀更换介绍1.1刀筒初始状态和滚刀更换工装,1.刀筒底部支撑 2.底部支撑螺栓 3.刀筒夹4.伸缩油缸 5.伸缩油缸的油缸夹6液压阀块（一个为伸缩油缸的/一个为可更换刀箱闸门的）7带压力表的三通8伸缩油缸尾夹9刀盘轴承托架,三、刀具管理,1.2、换刀流程（拆刀）,1)拆卸耐磨监测&DCRM传感器电缆接头；2)掌子面支撑压力测量；,3)将伸缩油缸安装在刀盘伸缩油缸轴承托架上；,三、刀具管理,4)在刀筒后部空隙处固定伸缩油缸；5)松开刀筒上的螺栓；,三、刀具管理,6
5、)刀筒回缩；,7)关闭刀箱门板；,三、刀具管理,8)刀筒内的压力平衡（排水）；9)装配刀筒支撑；10)刀筒回缩；11)移出伸缩油缸；12)移出刀筒；,三、刀具管理,13)准备刀筒；14)刀箱内的刀筒安装；15)安装伸缩油缸&后部支撑；16)伸出刀筒，直至刀筒夹距离刀箱法兰仅5mm；17)拆卸刀筒支撑&刀筒夹；18)向刀筒内加压（注水）；19)打开刀箱门板；20)完全插入刀筒；21)拆卸伸缩油缸&后部支撑；22)在刀箱和刀筒之间注油；23)磨损传感器&DCRM安装；,因正滚刀与边滚刀安装位置不同，不同的位置更换需要使用不同的工装。滚刀工装 4 种，刮刀工装 2 种。,1.3、换刀流程（装刀）,三
6、、刀具管理,刀具验收三标准：检查刀圈硬度，检查启动扭矩，检查压力平衡,2、刀具验收,1）检查刀圈硬度：刀刃位置每刃取两个位 置，每个位置各测试5次，最终取平均值；HRC硬度不小于57，否则刀具返厂。,2）检查启动扭矩：检查正反转启动扭矩，要求在35-40Nm,不符合要求重新调整。,三、刀具管理,刀具验收三标准：检查刀圈硬度，检查启动扭矩，检查压力平衡,2、刀具验收,3）检查压力平衡：每把刀进场后，都要打开油腔，检查润滑油是否饱满；检查压力平衡阀是否失效，若有问题排除后才可验收合格。,三、刀具管理,刀具验收三标准：检查刀圈硬度，检查启动扭矩，检查压力平衡,2、刀具验收,除以上检查三标准之外，会抽
7、查滚刀气密性和滚刀滚动测试，滚动测试使用了简易 跑床。,三、刀具管理,3.1 掘进参数控制1）盾构主司机严格执行掘进参数报警制度，掘进参数的合理性是通过不同地层段来 设定，而非一成不变，通过掘进不断优化如刀盘转速、刀盘挤压力、刀盘扭矩、推力、泥水压力、中心冲刷、泥水仓和气垫仓底部冲刷等参数；2）盾构主司机还要做好“盾构主司机开机准备检查”和“刀盘刀具及冲刷口检查”，开机前的注意事项，以及对刀盘液压磨损、刀具液压磨损监测检查及冲刷口开启及堵塞检查等；,3、掘进控制,三、刀具管理,3.2 滚刀旋转监测1）盾构主司机严格“滚刀旋转监测系统报警”，通过实时滚刀旋转监测系统，主司机时刻关注滚刀旋转次数和
8、温度，如有问题做到排除故障才可掘进；不可蛮干。,3、掘进控制,三、刀具管理,3.2 滚刀旋转监测1）盾构主司机严格“滚刀旋转监测系统报警”，如出现滚刀旋转监测系统完好，而旋转或温度异常，必须停止掘进抽刀检查，这是因为刀盘特殊性，刀间距及地层需要。,3、掘进控制,三、刀具管理,4.1 滚刀磨损值计算 通过各刀刃旋转半径、刀盘转数等参数，结合各地层段的磨损系数，推算出滚刀的磨损值，通过磨损值可以计算出各刀刃磨损速率，主要有两个参数（单位毫米掘进米数m/mm和单位毫米掘进渣土方量m/mm）,4、刀具磨损分析,三、刀具管理,4.2 掘进参数的变化（扭矩、挤压力、推进速度结合判断）,4、刀具磨损分析,三
9、、刀具管理,4.3 对特殊刀位滚刀的关注,4、刀具磨损分析,根据此前的经验总结，本项目常压刀盘特殊刀位有刀具磨损过快情况，具体原因有可能是因为常压刀盘中心部位无开口，造成滚刀的二次磨损或撞击；有可能是刀盘刀具设计原因，刀盘偏心距过大；有可能是局部为冲刷所限，造成二次磨损等原因。比如：15/16、17/18、19/20、61/62刀位。,4.4 滚刀温度变化,根据此前的经验总结，滚刀旋转监测系统同时在监测滚刀旋转和近似刀面的温度，经过总结，在全断面硬岩地层，滚刀磨损增加，破岩能力降低，监测温度会普遍升高。,三、刀具管理,5.1 双刃分体式刀和镶合金齿刀,5、不同种类刀具的试用,现目前多数使用19
10、英寸双刃一体式滚刀，尝试在试用分体式双刃滚刀和镶合金齿刀，通过一两次试用都存在不同程度的问题，分体刀将使用，镶齿刀在优化改进,三、刀具管理,5.2 双刃分体式刀和镶合金齿刀,5、不同种类刀具的试用,现目前多数使用19英寸双刃一体式滚刀，尝试在试用分体式双刃滚刀和镶合金齿刀，通过一两次试用都存在不同程度的问题，分体刀将使用，镶齿刀在优化改进。,三、刀具管理,6.1 刀具维修车间刀具维修车间配备了刀具配件房、压床、烤箱、空压机、工作台、移动式吊刀葫芦、工装工具等。,6、刀具维修,三、刀具管理,6.2 建立健全修刀管理制度 1）6S管理 2）影像及书面修刀记录,6、刀具维修,四、刀具出现的问题,截止
11、2017年9月21日，滚刀异常断裂38把，占总换刀的8.9%。,1、刀具的异常断裂,四、刀具出现的问题,主要分为以下几类：1）磨损快，刀刃磨损过度崩刃，继而断刀；2）高水压情况下，滚刀密封失效，轴承损坏，出现偏磨，继而断刀；3）一体式双刃刀由于特殊的结构，在刀圈热处理过程中，处理不当会使刃间腰部 位置应力集中，在大载荷情况下刃间纵向断裂,1、滚刀的异常断裂,四、刀具出现的问题,2、刀具消耗之大,截止2017年9月21日，累计抽刀485次，更换新刀331把，更换刮刀14把，更换修滚刀5把，更换过渡刀90把，45次检查未更换，共计1814小时75.6天。,五、不同地层段的刀具配置合理性意见建议,1.下一步泥岩段掘进刀具配置意见建议及其他措施；2.如何提高刀具的耐磨性。,谢谢！汇报结束，请各位领导同仁指正指导！,
