廣州市軌道交通三號線(市橋站北~番禺廣場站盾構(gòu)區(qū)間)盾構(gòu)工程位于廣州市軌道交通三號線的最南端窄赋，由兩條單圓盾構(gòu)隧道(左線長度4717.354m掸冤，右線長度4732.094m)、一個中間風(fēng)井(含左、右線各30m長的礦山隧道)和10座聯(lián)絡(luò)通道組成卤撬，線路最小曲線半徑為800m，最大線路縱坡為30‰瞪澈。隧道埋深為5m~31m，洞身地質(zhì)除有較穩(wěn)定的硬塑殘積土外枷澜，還有極不穩(wěn)定的淤泥質(zhì)土和松散砂層脓额，更有天然抗壓強度達(dá)150MPa~160MPa的花崗巖和變質(zhì)巖，地質(zhì)條件十分復(fù)雜多變跷缀。隧道穿越的地面既有管線復(fù)雜的道路搬混，又有密集的建筑物，是廣州市軌道交通三號線難度最大的標(biāo)段之一那捍。

　　1 滾刀損耗形式

　　由于隧道斷面的地質(zhì)復(fù)雜多變拾点，隧道埋深平均在20m以上，且需破除距離長達(dá)700m槐滔，強度高達(dá)160MPa的花崗巖區(qū)域勃痴，因此掘進(jìn)過程中需較為頻繁的更換刀具。從整個工程竣工后統(tǒng)計來看磷蜀，整個工程共消耗滾刀2659把召耘，其損耗形式主要分為以下幾種。

　　1.1 正常磨損

　　滾刀進(jìn)行破巖時褐隆，破巖效率與其刃口寬度有關(guān)污它。隨著滾刀刀圈磨損量的增加，刃口寬度增加庶弃，達(dá)到一定范圍時會影響掘進(jìn)速度衫贬，由于受到刀圈加工工藝的限制，而且新裝刀圈與齒刀之間的高差為35mm歇攻，所以確定正滾刀與中心刀最大磨損量為30mm;而邊緣滾刀則因隧道直徑6280mm以及所處位置的要求固惯，其磨損極限為15mm。正常磨損是刀具失效的主要形式缴守，另正常磨損又稱為均勻磨損葬毫，其磨損形狀為在刃口寬度范圍內(nèi)磨損較均勻。

　　1.2 滾刀刀圈斷裂

　　在掘進(jìn)過程中由于巖石情況發(fā)生變化或刀盤其他部件(如齒刀等)脫落卡在刀刃與巖壁之間屡穗，會導(dǎo)致刀圈局部過載而使刀圈應(yīng)力集中讥捧、發(fā)生斷裂，同時刀圈與刀體配合過盈量未達(dá)到要求也會造成刀圈斷裂揖漫。

　　1.3 軸承損壞

　　施工過程中锤楷，有時會發(fā)現(xiàn)刀圈被磨成一條或幾條弦，稱之為偏磨垄坡。這主要是由于刀具軸承損壞不能轉(zhuǎn)動造成的;在掘進(jìn)過程中刀具出現(xiàn)偏磨而未及時發(fā)現(xiàn)是非常危險的间皮，一把刀由于偏磨而失效會造成相鄰兩把刀過載而失效，從而迅速向外擴展琼葫，直至整個刀盤上的刀具全部失效罩音，所以在掘進(jìn)過程中應(yīng)及時觀察皮帶機內(nèi)的出碴情況馋顶，一旦出現(xiàn)長而寬的石碴時，應(yīng)立即停機檢查刀盤试旬。造成軸承損壞的原因主要是由于軸承過載或刀盤發(fā)泡劑系統(tǒng)不良而使軸承過熱抱死踏靴，刀具漏油而未及時發(fā)現(xiàn)也會使刀圈偏磨而失效。

　　1.4 刀具漏油

　　漏油的刀具解體后發(fā)現(xiàn)筹柠，絕大多數(shù)漏油的刀具其軸承已失效，圓錐滾子的大頭端剝落贱甥，軸承外圈已成麻面或發(fā)藍(lán)适袜，同時刀具的浮動密封已失效，極個別的刀具為注油孔漏油舷夺。主要有以下幾方面：

　　1)由于巖石條件急劇變化(多為較發(fā)育的破碎巖層)或操作原因(調(diào)向過大或推力過大)苦酱，以及換刀不合理(相鄰刀具的磨損量相差較多)，造成個別刀具過載给猾，使刀具軸承圓錐滾子的承載端剝落疫萤，剝落的金屬碎片及顆粒使密封失效。

　　2)由于刀盤發(fā)泡劑系統(tǒng)不良而使軸承及潤滑油溫度過高敢伸。

　　3)強度較高的大石塊或崩斷的正面齒刀扯饶、邊緣刮刀卡在刀具端蓋密封處，使滑動密封受沖擊載荷失效池颈。

　　4)刀具軸承及浮動密封的壽命已達(dá)極限尾序。

　　5)刀具修理過程中隔套尺寸不符合規(guī)格或刀具內(nèi)混有雜物。

　　1.5 刀圈剝落

　　由于刀圈磨損表面產(chǎn)生疲勞裂紋躯砰，逐步擴展導(dǎo)致微觀斷裂每币、磨損剝落。從刀具檢查情況來看琢歇，一般刀的剝落塊較小峰遇，不影響刀具的正常運轉(zhuǎn)。

　　1.6 擋圈斷裂或脫落

　　瑞克公司生產(chǎn)的正面滾刀和邊緣滾刀的刀圈內(nèi)側(cè)為兩半對接焊的安全擋圈拭牌，便于更換刀圈并防止刀圈移位篡前。但由于離心力的作用，刀圈作用于刀體上的力都是指向外側(cè)的帘衣，所以一般內(nèi)側(cè)受力較小少锭，但在施工過程中由于擋圈焊接質(zhì)量較差或刀盤前部巖石破碎，坍塌的大石塊經(jīng)常將擋圈砸斷或脫落税则，直至發(fā)生刀圈移位谎躁，使刀具更換很困難。

　　1.7 刀具螺栓松赡喻、脫疮肿、斷及掉刀等情況

　　原始記錄表明港赂，隨著換刀次數(shù)的增加，刀具螺栓松家么、脫涉功、斷甚至掉刀的現(xiàn)象(統(tǒng)稱為螺栓問題)也逐漸嚴(yán)重，造成刀具的螺栓問題的原因主要有以下幾方面：

　　1)刀具拉緊快和U型塊的重復(fù)使用略吨，使相當(dāng)部分配合面受壓變形而成臺階狀集币，同時修理次數(shù)過多使一把刀的兩塊拉緊快配合面不在同一個平面上。

　　2)刀具及刀具螺栓重復(fù)使用的次數(shù)較多翠忠，螺紋損傷嚴(yán)重鞠苟。

　　3)由于刀具在安裝過程中沒有將所有配合面(拉緊快、U型塊秽之、螺紋以及公母墊等)清理干凈当娱，而使刀具在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)螺栓問題。

　　4)由于操作原因未使刀具所有螺栓達(dá)到規(guī)定預(yù)緊扭矩考榨。

　　2 預(yù)防措施

　　1)根據(jù)施工過程中不同的地質(zhì)條件跨细，選擇安裝不同扭矩的刀具。

　　2)施工過程中要連續(xù)使用刀盤發(fā)泡劑系統(tǒng)河质，同時保證發(fā)泡劑系統(tǒng)功能的有效性冀惭，以達(dá)到有效潤滑刀具、降低刀具的表面溫度愤诱、實現(xiàn)渣土改良等功能云头。

　　3)刀具主要配件(如軸承、端蓋晋粱、軸等)連續(xù)使用三次以上的需要報廢锁澡。

　　4)制定刀具安裝完成后的安裝質(zhì)量檢查制度，主要檢查刀軸馁惨、刀具拉緊快安裝位置是否正確神翁，刀具螺栓是否擰緊等工作。

　　5)施工過程中业弊，及時根據(jù)地質(zhì)條件的變化誓贝，合理選用掘進(jìn)參數(shù)。

　　6)制定嚴(yán)格的刀具檢查制度于哩，軟巖地層中每100環(huán)~150環(huán)(150m~225m)檢查一次刀具剑瞻，硬巖地層中每20環(huán)~50環(huán)(30m~75m)檢查一次刀具，當(dāng)然在施工情況遇到突變時见炫，可根據(jù)當(dāng)時的具體情況確定是否提前或滯后刀具的檢查日期舅兑。

　　7)整刀、刀圈在搬運、卸吊時要嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定和方法進(jìn)行腐蛀，必須做到輕裝輕放俭驮，并做好各種防護(hù)措施。現(xiàn)場刀具安裝必須按照其安裝要求和工藝進(jìn)行春贸。

　　3 結(jié)語

　　文中通過對廣州市軌道交通三號線(市橋站北~番禺廣場站盾構(gòu)區(qū)間)盾構(gòu)工程施工過程中使用的刀具———滾刀的損耗形式混萝、損耗原因以及相應(yīng)的預(yù)防措施。文中為今后的盾構(gòu)隧道中如何最大程度地開發(fā)刀具的使用壽命提供了一定經(jīng)驗萍恕。

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