盾构机刀具刀布的失效形式分析及预防措施
盾构机械刀具结构的优化设计与改进
盾构机械刀具结构的优化设计与改进一、引言盾构机械是隧道工程中常用的工具，其刀具结构的优化设计与改进对提高作业效率、降低成本具有重要意义。
本文将主要探讨盾构机械刀具结构的优化设计与改进方法。
二、盾构机械刀具的常见问题在实际操作中，由于盾构机械刀具的结构存在一些不足之处，所以需要进行改进优化。
常见的问题包括：1. 刀具寿命短：由于工况恶劣，刀具容易磨损，影响作业效率；2. 切削质量低：刀具设计不合理，导致切削过程中出现振动、噪音等问题，影响切削质量；3. 刀具更换困难：传统的刀具结构存在更换困难的问题，需要减少停机时间。
三、盾构机械刀具结构的优化设计方法为了解决上述问题，可以采取以下优化设计方法：1. 刀具材料的选择：选择高硬度材料，并且具有抗磨损、抗冲击的特性，可以延长刀具使用寿命。
2. 刀具结构的改进：采用合理的几何结构和刀片位置安排，减少切削振动和噪音，提高切削质量。
3. 刀具润滑措施：合理设计刀具的润滑系统，减少切削温度和磨损，延长刀具寿命。
4. 刀具更换系统的改进：采用快速更换刀具的设计方案，简化更换过程，提高作业效率。
四、盾构机械刀具结构的改进方案基于以上优化设计方法，可以提出以下改进方案：1. 刀具材料的选择：选择高硬度、高抗磨损的工具钢作为刀具材料，如M2高速钢，提高刀具的耐磨性。
2. 刀具结构的改进：优化刀片的几何结构，减少切削振动和噪音。
同时，采用合理的固定方式和刀片位置安排，提高切削质量。
3. 刀具润滑措施：设计刀具的润滑系统，采用恰当的冷却液和润滑剂，减少切削温度和磨损。
并且，可以考虑使用涂层技术，提高刀具表面的硬度和润滑性。
4. 刀具更换系统的改进：引入快速更换刀具的设计方案，例如采用夹紧机构和快速装卸机械手等，使刀具更换过程更加高效和方便。
五、盾构机械刀具结构的改进效果评估对于上述改进方案，可以通过实验和数据分析来评估其改进效果。
主要考虑以下几个方面：1. 刀具寿命：通过对比改进前后的刀具寿命，可以评估刀具材料和润滑措施的效果。
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施在国内的很多工程中都对盾构法进行了应用，在解决恶劣地质构造时发挥着重要的作用。
但是，刀盘刀具磨损情况还长期的制约着该方法的有效发展，因此，文章以北京砂卵石地质构造为例，对盾构机刀盘刀具磨损与处理措施进行了分析与阐述。
进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、刀盘的磨损情况分析1、磨损现象分析在盾构隧道贯通后，需要检查、清洗盾构刀盘，这时，我们就可以发现有无磨损现象发生，通常情况下，盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的，以整体角度出发，刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况，圆周中部和中心磨损小的情况。
具体磨损案例如下：首先，刀盘外圈周边容易出现磨损；其次，先行刀在刀盘辐板上容易被损坏，容易磨损先行刀安装基座，一旦这个部位没有注意，损坏会非常的严重；再次，通常会较深磨损刀盘面板，并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素在盾构推力的影响下，刀具会将一定的压力带给开挖面土体，在刀盘的转动下，会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间，进而就会出现磨损情况。
刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关，并且随着不断增加的刀具掘削里程，在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长，所以容折断、磨损快等情况。
当外周边刀具和周边刀被磨损了之后，这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。
同时，在开挖时，会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面，恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系，粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具，而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损，甚至还会造成盾构刀具崩齿，砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质，因此，在施工的过程中非常容易遇见，甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块，所以，会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析通过上述的分析能够发现，在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中，对盾构机的刀具会经常的带来损害，并且，一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力，并且，所花费的费用和时间也较多，因此，采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的，因此，我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
盾构机刀具磨损的分析
3.1 刀盘布局 盾构机刀盘分为三个区域：中心区、正面区和边缘区。
正面区刮刀 边缘刮刀
双刃齿刀
双刃滚刀
单刃齿刀 超挖刀
3.1.1 中心区 该区是刀盘布局的关键，既要考虑对砂土、粘土和较为 破碎岩层的开挖和出土的适应性，又要兼顾到整个区间围岩 的强度，因此该区采用齿刀和滚刀可以互换的方案，刀座设 计成既可以安装齿刀，又可以安装滚刀，而且设计成背装式 ，即可以在刀盘后面对刀具进行更换。 该区布置有6把双刃滚刀（或6把双刃齿刀），硬岩用滚 刀，软土用齿刀。6把双刃滚刀的刀间距为180mm.。 3.1.2 正面区 该区采用刮刀与双刃滚刀（或单刃齿刀）组合的布局 方式，共设64把刮刀和8把双刃滚刀（或单刃齿刀），刮刀 在刀盘的四个方向分两列布置，其宽度使得每把刀的切割轨 迹有所重叠，可使开挖土体清除干净。滚刀安装高度超刮刀 高度35mm，双刃滚刀和单刃齿刀可以互换，硬岩用滚刀， 软土用齿刀。
6.2 根据不同的地层选择不同的刀具 根据地质资料和对出土情况的判断来确定刀具的更换， 特别是两种地层的交界处。从<7>岩石强风化带向<8>岩 石中风化带<9>岩石微风化带地层转换,如不能及时将齿刀 更换为滚刀，就会很快加剧齿刀地磨损；从硬岩地层向软土 地层转换，如不及时将滚刀换回齿刀，也有可能出现滚刀偏 磨的现象。 6.3 定期对刀具进行检查 在硬岩区<8><9>地层中，如果出现推力过大推进速度 小扭矩也偏小，盾构机姿态纠正很难的现象时，就要考虑刀 具是否磨损严重，安排开舱检查刀具。 如果连续出现刀盘或螺旋输送机被卡住、驱动电机熄火 的现象时，应立即停机进边缘滚刀（正面滚刀） 8.1 边缘滚刀（正面滚刀）的维护和修复 根据更换的边缘滚刀（正面滚刀）的磨损情况和使用记 录，来确定滚刀的维护和修复方案。如果刀圈磨损量没有超 过25mm，可先检查滚刀密封油是否足够，如密封油不够就 应添加；用锯条将滚刀端盖和轴承缝之间的碎石泥土清理干 净并检查油封及油封座是否完好，如有损坏应换新或修复。 如刀圈磨损量超过25mm，就应割掉刀圈，重新换上新 刀圈；同时也要检查密封油、油封和油封座，并根据检查情 况进行维护。 8.2 中心区滚刀的维护和修复 中心区滚刀修复的方法和边缘滚刀基本相同，由于其 结构和边缘区滚刀结构不同，其工艺程序比较复杂。
盾构机换刀施工风险及预防措施
盾构机换刀施工风险及预防措施
1、预防措施
⑴详细调查拟换刀地点的地层、透水情况，对其稳定性进行综合分析评价，选择地质条件较好的地层进行换刀作业。
⑵合理进行盾构刀盘刀具的配置，在刀盘上堆焊耐磨材料，减少换刀的次数。
⑶安装刀具磨损检测装置，及时掌握刀具的磨损情况。
⑷在软弱地层中如果必须进行换刀作业，则必须对换刀区域的土体进行旋喷或注浆加固，待土体固结稳定后在实施换刀作业。
2、应急预案
⑴如果开仓换刀时，发现掌子面有涌水或土体有失稳趋势，则应立即关闭土仓仓门，在不转动刀盘的情况下将盾构机向掌子面推进一定距离，确保停机时的土仓压力要高于推进时的压力，顶住掌子面土体，确保掌子面土体稳定，在地面又无法进行加固条件的情况下，采取气压换刀的形式进行刀具的更换。
⑵若盾构土仓无法保压的情况下，利用盾构机前盾上的超前注浆孔用单液浆的形式固结刀盘前方、顶部的土体。
然后开仓进行换刀。
⑶如果在人员进入土仓换刀作业过程中发现掌子面突然涌水或有失稳趋势，则人员迅速撤离土仓，关闭土仓仓门，然后采取和⑴或⑵两种应急处理措施。
【精品完整版】盾构机刀具刀盘的失效形式分析及预防措施
毕业设计文件设计题目：盾构机刀具刀盘的失效形式分析及预防措施摘要：近年来，随着科学与技术的不断发展，人们对空间需求已经从地上逐步发展到地下，开发利用地下空间最主要的工具就是隧道挖掘机。
盾构机是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。
刀具作为盾构机上最重要的部件，国内对它的设计研究尚处起步阶段。
而刀盘是全断面隧道掘进机的设计关键，是影响其掘进性能的决定性因素。
本论文对盾构机刀具和刀盘的选型以及失效形式分析及预防措施进行了研究，具体内容如下：研究了刀具的形式及配置分析，详细的阐述了刀具的磨损与耐用度，分析了刀具的失效形式与管理。
并对刀盘的型式、结构、功能与失效形式及预防措施进行了分析。
关键词：刀具刀盘失效形式刀具磨损Abstract：In recent yeas,with scientific and technical progress,people’s demand for spacehas been gradually developed from the ground to underground,the most importanttool to exploit and utilize underground space is shield machine. The shield machine is one kind uses in excavating the underground tunnel specially the large-scale complete set construction，Excavates in the city tunnel obtains the more and more widespread application. The cutting tool takes on the shield machine most important part, Domestic to its design research still place start stage. However,Being acrucial factor in influencing the performance of shield machine，the cutterhead designis one of the key issues of shield machine. The present paper has conducted the research to the shield machine cutting tool and the cutter head shaping as well as the expiration form analysis and the preventive measure, The concrete content is as follows: Has studied the cutting tool form and the disposition analysis, Detailed elaboration cutting tool attrition and abrasive resistance, Has analyzed the cutting tool expiration form and the management. Has analyzed the cutting tool expiration form and the management.And to the cutter head pattern, the structure, the function and the expiration form and the preventive measure has carried on the analysis.key words：Cutting tool cutter-head Failure forms Cutting tool at目录前言 (1)1盾构机刀具的失效形式分析及预防措施 (3)1.1盾构机的介绍 (3)1.2盾构机刀具的管理与维护 (4)1.2.1刀具的配置 (4)1.2.2刀具管理的主要内容 (6)1.2.3延长盾构机刀具使用寿命的措施 (8)1.3刀具的失效分类与刀具分布 (9)1.3.1刀具失效的分类 (9)1.3.2各种位置上刀具的分布情况 (10)1.4刀具失效的原因分析 (10)1.5预防刀具失效的技术措施 (12)1.6本章小结 (12)2盾构机刀具磨损及耐用度分析研究 (13)2.1刀具磨损问题 (13)2.2滚刀磨损状况和磨损相关因素 (13)2.2.1滚刀磨损的主要形式 (13)2.2.2与滚刀磨损相关的地质因素 (15)2.2.3刀盘形式与刀具组合因素 (16)2.2.4施工控制因素 (16)2.2.5工程设计因素 (16)2.3提高刀具耐用度的对策 (17)2.3.1与地质相匹配的刀具配置 (17)2.3.2改善刀具磨损情况的措施 (18)2.4本章小结 (19)3刀盘的型式、结构、功能与失效分析 (20)3.1刀盘的型式分析 (20)3.1.1常见的盾构刀盘型式 (20)3.2刀盘的结构分析 (22)3.2.1刀盘的主要结构 (22)3.3刀盘的功能分析 (23)3.4刀盘的失效分析 (23)3.5本章小结 (24)结束语 (25)参考文献 (26)。
盾构机刀具磨损与局部问题分析研究
盾构机刀具磨损与局部问题分析研究摘要：减小盾构掘进刀具磨损，是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施。
在施工中经常出现的盾构刀具磨损严重、破损、脱落等，导致工程事故的发生，给整个工程的工期、造价带来严重影响，甚至威胁人的生命。
本文从分析盾构刀具磨损的相关因素和减小磨损、延长命两方面入手，对盾构刀具的磨损、布局进行了研究。
关键词：盾构机；刀具；隧道前言城市化越来越快，大量人口涌入城市，这就造成了城市越来越拥挤，不仅是住房变得拥挤，连交通也变的很拥挤，这样也带来了很多的麻烦，不仅影响人们的正常行走，还会影响经济的发展，影响工作的正常，像北京、上海这样的大城市经常出现堵车问题，为了解决交通拥挤的难题，人们开始打算从地下进行交通。
于是，地铁开始在大城市中建立了，地铁的建立和开通使得交通变得非常的方面，要建立地铁首要的任务是进行隧道的开挖，开挖隧道仅靠人力基本上是不可能完成的，这时我们就想到用机械设备进行隧道的开挖，于是，用来开挖隧道的盾构机就设计和制造出来了。
现在，国内有很多高校和科研单位都在进行这方面的研究，中铁工程装备集团在盾构机研发和生产方面取得了丰硕的成果。
为了更好的设计和制造我国自己的盾构机，就要了解盾构机刀具的磨损原因和机理，并且要提出解决的方法，这样才能设计和制造出质量和性能更好的盾构机。
1.刀具的磨损类型1.1.刀圈偏磨由于刀具本身具有很大的启动转矩，这时要是遇到比较软的地质层的时候，很容易造成只有刀盘在转，而刀具没有在转，这样就不能是刀具产生作用，同时也会造成刀圈因受力不均而造成的磨损。
要是没有主要到这一点，也可能造成刀具的磨损，还会将所有的力都集中到其他的刀具上，从而造成所有的刀具都发生破坏，还会造成与整个切削有关的机械部件的损坏。
除了以上的情况外，由于操作人员的操作不当，以及盾构机的一些使用参数的不当选取，也可能造成刀圈的损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。
1.2.刀圈断裂和崩角当盾构机在切削比较容易切削的地质层时，刀盘的转矩也不是很高的，但是这时突然进入比较硬的地质层时，阻力突然变大，现有的转矩不能进行该切削，这就会对刀盘造成一定的冲击，就可能使刀圈发生损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。
盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨
盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨摘要：盾构机在掘进过程中通过硬岩地段时，刀具、刀盘极易损坏，这种情况下，换刀、修复刀盘的技术就显得尤为重要。
本文对盾构机在掘进过程中刀具、刀盘的损坏情况进行了分析，并提出了维修措施。
关键词：盾构机；刀具，损坏，维修盾构机在掘进的过程中，往往会遇到各种复杂的地形。
由于底层的变化性非常大，这就决定了盾构机在刀盘的配置及刀具的选择上非常关键，刀盘的配置及刀具的选择要根据地质条件来选择。
合理的刀盘配置及刀具选择对与保证刀具的使用寿命，工程的顺利进行具有重要意义。
1盾构刀具1.1刀具的破岩原理盾构刀具的破岩方式分为滚压破岩和切削破岩。
1.1.1滚压破岩滚压破岩是在底层中利用盘形滚刀滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用来破碎岩石。
滚压破岩一般适用于岩石、硬土层及含有砂粒和卵石地质的破碎。
其使用的主要刀具为滚刀。
1.1.2切削破岩切削破岩是通过切刀刀刃施力将岩体外层剪切剥离的方式来破碎岩石。
切削破岩一般适用于土、砂层和软岩地质的破碎。
其主要适用的刀具为切刀。
1.2刀具的选择盾构机的刀具要根据施工地区地质特点来选择适用的刀具进行碎岩作业。
2盾构掘进速度和刀具消耗对盾构施工的影响刀具的更换主要是根具两点来进行判断的。
一是刀具是否适合当前岩层的掘进作业，通常情况下，在盾构掘进的过程中，要结合前期工程地质勘察的结果来对地层进行初步分析。
再结合掘进中土层的剥离情况对当前的岩层进行判断，以选择使用的刀具，如果有必要，可以开仓进行检验，以保证分析结果的准确性。
二是刀具的磨损程度是否达到了设计磨损值以及刀具是否损坏。
首先结合盾构掘进时，不同地层对刀具的磨损量以及掘进的速度来进行判断刀具的磨损量，然后开仓验证，以此来作为更换刀具的依据。
刀具的具体损耗量的计算要通过刀具的运行距离与掘进的速度计算处刀具在进行每一环距离内体积的磨损量，然后在用隧道的中提掘进体积来除以这个值，就能得到一个刀具消耗数量的大概值（不考虑遇到特殊情况）。
盾构机掘进中刀具损坏问题及其维护
设备管理与维修2021翼3（下）0引言21世纪后，城市化进程加快，交通拥堵等问题严重影响城市生活品质，地下空间资源开发成为城市可持续发展的重要方向。
目前日本、法国等国家在地下工程实践方面取得显著成果，随着各项基础设施建设、城轨交通等工程对盾构机大量需求，盾构机在隧道施工中得到迅速发展。
盾构法施工对隧道周围土体扰动小、不需拆除已有建筑物，盾构法施工成为地下空间开发的主要施工方法。
刀具配置直接影响施工效率及刀盘寿命，刀具磨损是盾构施工的难题，刀具磨损后安全高效进行更换尤为重要。
目前对刀具磨损情况掌握不足，成为制约掘进速度的重要因素。
研究表明，刀具日常维护保养及更换时间占施工成本的1/3。
刀具配置是否合理，直接影响盾构机刀盘使用寿命。
刀具磨损后经济地更换是重要的课题。
研究盾构机掘进刀具维护对盾构施工具有重要借鉴意义。
1盾构机简介盾构机是将机械等多学科技术集于一体的大型综合施工设备，用于地铁修建等大型地下工程建造。
盾构掘进机优点体现在施工安全、有利于环保、适用于多种土质等。
盾构机进行隧道施工具有施工速度快、开挖隧道可控制地面沉降，在地下开挖不影响地面交通等优点[1]。
隧道掘进机地质针对性强，用于硬岩地层隧道掘进机为TBM （Tunnel Boring Machine ，隧道掘进机）。
盾构机类型主要分为机械式、手掘式等。
手掘式盾构机需对开挖面加固，适用于软硬间杂的开挖面；半机械式盾构机安装掘土机械，在加固辅助方面与手掘式相同，适用地质包括固结粉及黏土等；挤压式盾构机掘进时，土体从胸板上开口处挤压入盾构机内，适用于冲积形成粉质砂土层；机械式盾构机前部装旋转刀盘，适用于开挖面可自立稳定洪积地层；土压式盾构机把土料作为稳定挖掘面介质，分为加水、加泥土压与复合土压盾构机，可使掘削土砂流动性增强。
泥土压式在土质应用方面最广泛，适用于粉土等固结度较低的软基。
高水压地基中需采取其他措施保证土压平衡。
盾构机主要组成包括刀盘刀具、推进系统，排土机构、电气系统等。
卵砾石地层盾构先行刀非正常磨损成因及应对措施
卵砾石地层盾构先行刀非正常磨损成因及应
对措施
卵砾石地层是一种非常压实的岩石，具有很高的摩擦系数和硬度，因此在盾构掘进过程中易出现刀具的非正常磨损。
主要原因包括以下几点：
1. 地质情况复杂，卵砾石中颗粒大小不均匀。
2. 岩石内部含有较多的细小夹层、裂缝等，易出现爆破块的掉落和破碎块的碰撞，破坏刀具。
3. 岩石固结力较强，盾构切削力增加，易造成刀具的扭曲、弯曲或破裂。
针对上述问题，应采取以下应对措施：
1. 深入了解卵砾石地层的地质情况，制定合理的掘进方案，避免在岩层复杂区域进行掘进。
2. 采用高品质的刀具材料和切削技术，提高刀具的耐磨性和抗破坏能力。
3. 加强刀具的维护保养，提高刀具的使用寿命。
4. 建立切削力监测系统，及时监测切削力的变化，并采取相应的应对措施。
5. 加强质量管理，确保各道工序的质量达标，避免工艺不合理造成刀具损耗过大。
6. 在切削过程中加强润滑，避免刀具与岩石之间的直接摩擦，减小刀具的磨损。
7. 在刀具设计中加入抗扭曲、弯曲和破裂的设计元素，提高刀具的抗破坏能力。
盾构机掘进中刀具损坏及维修措施
适时更换刀具，避免刀具带病作业，同时也不能频繁 更换，以免产生严重的资源浪费，以将盾构机的工作效率 提升到最高。另外，在更换刀具的时候，应严格遵守合理、 迅速、批量的原则。
3.3 确定最佳刀盘转角位置
一旦发现盾构刀具发生损坏，需要及时更换。对其进 行更换时，首先应该确定正确的刀盘转角位置，避免刀盘 开口处与仓口相对，否则可能会危及进仓人员人身安全。 可利用仿形刀的旋转角度测量传感器，提高刀盘定位的精 准程度，尽量不要应用人工测量方式，避免带来定位误差。
4 刀具维修措施 4.1 正确安装刀圈
盾构机中，刀圈材料是较为特殊的钢材，这种钢材具有 较高的硬度和吸收变形系数，同时与其他钢材相比，这种钢 材耐磨性能更好。为此，在安装刀圈时，必须严格控制刀 圈的内径和刀体的配合度。一般盾构机的刀圈安装都是以 热装为主，具体来说就是应用专业的烤箱对刀圈进行加热， 当刀圈达到设定温度后，将其直接套在刀体上，完成安装。
换刀工作人员的技能水平直接影响换刀质量和效率， 为此应加强换刀人员技能培训，保证工作人员可以在最短 的时间，以最快的速度完成刀具的更换。 3.4.4 成立紧急救援小组
换刀的过程存在一定的危险性，为了避免带来严重的 安全事故，在换之前，就要制定好相应的紧急预案措施， 成立现场救援小组，保证安全事故发生后，受伤人员可以
3.4 刀具更换程序 3.4.1 做好总体规划
为了提高换刀计划的科学性和合理性，在制定刀具配 件计划的时候，技术人员应该积极和相关人员进行沟通， 确定刀具破坏的位置，然后从整体角度做好规划。同时还 要确定开仓地点，为刀具更换提供必要的条件。 3.4.2 加强物资储备供应
更换刀具前，应妥善准备好相应的资料和机具，只有 充分准备，才能更加顺利有序的完成刀具更换。 3.4.3 积极进行人员培训
盾构机刀盘常见故障及原因分析
泡沫口搅拌棒仿行刀滚刀耐磨条周边开口开口槽切刀弧形刮刀 刀盘结构图 盾构机刀盘常见故障（损坏）及原因分析蒙先君（中铁隧道股份有限公司TBM 二分公司）摘要：总结了在盾构施工过程中刀盘常见的故障与损坏的方式，分析了其产生的原因，提出了相应的解决方法。
关键字：盾构机 刀盘 原因分析1． 刀盘工作原理与结构特点1.1 刀盘工作原理土压平衡盾构通过液压马达驱动刀盘旋转来切削围岩，并通过给掌子面与土仓隔板之间充满的、经过搅拌的碴土加压（油缸推力）的方式来稳定掌子面。
根据不同的工程，不同的地质条件，在刀盘上设置不同数量、不同类型的刀具来进行开挖，同时通过螺旋输送机排土来保持土压在设计允许的范围内。
1.2 结构特点我集团引进海瑞克盾构机（S179，S180）刀盘为轮辐式，直径6230mm ，开挖直径6280mm ，刀盘面板厚度550mm ，从法兰盘底面到刀盘面板高1410mm ，刀盘总重约55t 。
为了保证刀盘的整体结构强度和刚度，刀盘结构为焊接箱形结构。
1.2.1 开口形式 刀盘开口形式为对称分布的八个长条孔，开口尽量靠近刀盘的中心位置，以利于中心部位碴土的流动。
刀盘的开口率根据安装的刀具类型不同而有所变化，当全部安装硬岩刀具时开口率为28%，当安装齿刀时刀盘开口率可以达到30%。
1.2.2 耐磨设计刀盘的周边布设三道耐磨条，刀盘面板焊接格栅状耐磨材料，充分保证刀盘在硬岩掘进时的耐磨性能。
1.2.3 刀具盾构机刀具是根据工程地段地质特点，和刀具在软、硬岩中不同的破岩机理来进行设计和选择的。
刀盘上可以安装不同类型的刀具以适应不同地层的开挖，主要刀具类型为：双刃滚刀、中心滚刀、齿刀、切刀、弧形刮刀和仿形刀。
其中滚刀和齿刀的刀座形式相同，根据不同的地质类型两种刀具可以互换。
在硬岩中掘进时刀盘需安装双刃滚刀、中心刀，在软岩中掘进时可以根据需要把双刃滚刀、中心刀更换为对应形式的齿刀。
具体刀具型式及设计特点见下表：刀具型式表双刃中心刀用于硬岩掘进，在软土中可以换装齿刀。
盾构机刀具及维护(1)
三、预防刀具异常磨损的措施(滚刀)
(2) 根据不同的地层选择不同的刀具 根据地质资料和对出土情况的判断来确定刀具的更换，特 别是两种地层的交界处。从岩石微风化带地层向岩石强风化 带转换,如不能及时将齿刀更换为滚刀，就会很快加剧齿刀地 磨损；从硬岩地层向软土地层转换，如不及时将滚刀换回齿 刀，也有可能出现滚刀偏磨的现象。
般形状如左下图所示。一般情况下，β(前角)与 α(后角)值随切削地层特性不同变化，取值范围在 5～20度之间，粘土地层稍大，砂卵石地层稍小。
切削刀一般形状示意图
一、盾构刀具
切削刀为盾构机开挖非岩质地层的基本刀具，其形状、 布局将对开挖效果有重要影响。切削刀切削土体的示意 见下图。对于软土地层或经滚刀破碎后的碴土将通过切 刀和刮刀进行开挖。碴土随切刀、刮刀正面进入碴槽， 因此切刀、刮刀既具有切削的功能又具有装载的功能。
五、刀具的维护和修复
(1) 边缘滚刀（正面滚刀）的维护和修复 根据更换的边缘滚刀（正面滚刀）的磨损情况和使用记录，来确定滚刀 的维护和修复方案。如果刀圈磨损量没有超过20mm，可先检查滚刀密封油 是否足够，如密封油不够就应添加；用锯条将滚刀端盖和轴承缝之间的碎 石泥土清理干净并检查油封及油封座是否完好，如有损坏应换新或修复。
设置部位 面板正面 面板正面 面板正面 面板正面 面板正面外沿 面板外沿 面板背面 加泥嘴部位 面板正面外围
一、盾构刀具 （三）刀具工作示意图
一、盾构刀具
（四）刀具的选择
对于不同地层的开挖，盾构的刀具通常采用不同型式： 开挖地层为硬岩时，采用盘形滚刀；地层为较软岩石时，采 用齿刀；地层为软土或破碎软岩时，可采用切刀(或刮刀)。
盾构机刀盘刀具磨损分析与改进
盾构机刀盘刀具磨损分析与改进一、引言盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备，其刀盘刀具是关键部件之一。
刀盘刀具的磨损情况直接影响到盾构机的开挖效率和寿命。
本文将对盾构机刀盘刀具磨损进行分析，并提出改进措施，以提高盾构机的工作效率和使用寿命。
二、盾构机刀盘刀具磨损分析1. 磨损形式刀盘刀具主要有刀头、滚刀、凿岩头等组成。
在盾构机开挖过程中，刀具与隧道地层不断磨擦，导致刀具磨损。
刀盘刀具主要磨损形式包括磨耗磨损、断裂磨损和自擦磨损。
磨耗磨损是最为常见的磨损形式，主要是因为刀头与地层的摩擦导致切削面材料磨损。
断裂磨损则是刀盘刀具在工作时由于受到剧烈冲击或超过其材料强度限制造成的断裂现象。
自擦磨损是指刀头上的刀具与切削面之间的磨损，主要是因为刀具材料之间的磨擦产生摩擦热而引起的。
2. 磨损原因刀盘刀具的磨损主要受以下几个方面的影响：（1）地层硬度：地层硬度越大，刀具与地层摩擦力越大，磨损程度也越大。
（2）地层结构：地层的裂隙、节理等结构对刀具磨损具有一定影响。
（3）刀具材料：刀具材料的硬度、韧性、耐磨性等性能对磨损情况有直接影响。
（4）刀具设计：刀具的形状、角度、排布等设计因素会直接影响磨损情况。
三、刀盘刀具磨损改进措施1. 材料优化刀盘刀具的材料选择至关重要。
根据地层的硬度以及磨损形式，选用具有良好硬度、韧性和耐磨性的材料，可以有效延长刀具的使用寿命。
目前，硬质合金、高速钢等材料被广泛应用于刀盘刀具制造。
2. 刀具设计改进通过改进刀具的形状、角度和排布等设计因素，可以降低刀具的磨损程度。
例如，合理的刀具刃角可以减少切削阻力和磨损；适当增加刀头与地层的接触面积，可以分散磨损力，延缓刀具的磨损速度。
3. 切削液的应用在盾构机开挖过程中，切削液的应用可以减少刀具与地层之间的摩擦阻力，从而降低刀具的磨损程度。
合适的切削液类型和浓度可以根据具体地层情况进行调整。
4. 定期检测和维护定期对刀盘刀具进行检测，及时发现和修复磨损、断裂等问题，可以保持刀具的良好工作状态，延长使用寿命。
盾构掘进中刀具_刀盘损坏及维修措施探讨
后能恢复掘进功能
竖井维修
技术成熟， 维修速度与质量均较高， 但 场地协调困难
更换刀盘
技术成熟， 对场地要求较高， 场地协调 困难
７０ 天 ６０ 天 ４０ 天
小
中
开挖竖并需再 掘进一段距离
大
开挖竖井需再 掘进一段距离
结合本项目的实际情况， 选用洞内维修方案。 ４．１ 洞内维修
由 于 地 层 稳 定 不 进 行 地 层 加 固 ， 根 据《开 仓 程 序》和《开 仓 安全技术交底》只使土仓库敞地 层在较长的一段时间内 保 持 稳 定， 在洞内开挖洞室进仃； 刀盘维修。维修时， 坚持“＂ 小、快、灵” 的指导思想， 即以小范围的维修为一个维修单元， 将整个维修 划分为若干个小的维修单元， 突出重点， 快速灵活的开展工作。
③弧形刮刀与切刀已开始径向压力， 部分刮刀可能已脱 落， 弧形边刮刀出现严重磨损， 承压在刀盘下面或边缘与切口 环之间， 刀盘的异响可能为脱落的刮刀或滚刀刀圈与切口环干 摩擦引起。
３ 开仓检查
排出部分碴土， 在短暂的时间内， 对刀盘进行检查， 发现掌
子面较完整、较稳定， 地下水不丰富。
３．１ 开仓程序 表 ３ 开仓程序签认表
图１
２ 掘进状态分析
改查重_某穿黄隧道泥水盾构刀具失效分析及应对措施(1)
某穿黄隧道泥水盾构刀具失效分析及应对措施吴遁（中铁十四局隧道工程有限公司）摘要：通过对某穿黄隧道泥水盾构刀具的失效情况进行分析，总结得到了滚刀的主要失效形式为以磨损，其可分为均匀磨损、弦磨和刃偏磨三种形式。
刮刀主要有磨损、刀刃崩断、刀刃脱落三种失效形式。
针对刀具失效情况，提出了相应的处理措施，使得泥水盾构刀具的失效情况得到了显著改善（改善失效似乎是病句），为后续施工及类似工程的研究提供一定的参考。
关键词：卵石地层；泥水盾构；滚刀；刮刀0 引言随着我国地下空间工程的高速发展，盾构机[1-2]由于其诸多优点已广泛应用于地下空间开挖。
盾构掘进[3-4]主要通过其刀盘推进及其旋转，带动刀盘上的各类刀具对岩土进行切割。
泥水盾构可以通过泥水压力作用，稳定掌子面，更有利于盾构推进掘进且能有效防止地表沉降。
但由于高水压作用，导致泥水盾构换刀困难[5-6]，往往延误施工工期，产生巨大的经济损失。
为此，本文以某穿黄隧道施工工程为对象，首先分析该泥水盾构刀具失效规律，然后针对刀具失效情况[7-11]提出相应措施（与标题最好保持一致），以降低刀具失效数量，提高刀具使用寿命，从而达到缩短工期的目的。
1 工程概况1.1 工程概述本项目施工区段范围为：奥体中心站～中间风井区间。
线路起始于奥体中心站的东端，区间沿深安路下穿黄河，下穿黄河段长度约为317m。
线路采用双线同侧绕避深安大桥，由大桥上游下穿河底通过。
采用复合式泥水盾构机施工，区间设计里程(分界里程)为：YDK9+908.550～ZDK10+893.341（长链2.541m），YDK9+908.550～YDK10+890.800，左线长984.791m，右线长982.250m。
在YDK10+335.00/ZDK10+333.00处设置联络通道一座。
1.2工程地质始发段隧道穿越地层主要为全断面为3-11卵石层。
隧顶覆土厚度为12.6 米，覆土厚度由上至下依次为：1-1杂填土层，厚度1米；2-10卵石层，厚度10米；3-11卵石层，厚度1.6米，如图1所示。
盾构硬质合金刮刀常见失效形式及分析
ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｓ ｕ ｂ ｗａ ｙ ｓ ， ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｃ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｒ ｍａ ｙ ｒ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｆ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｍｉ ｒ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ
卵砾石地层盾构先行刀非正常磨损成因及应对措施
卵砾石地层盾构先行刀非正常磨损成因及应对措施卵砾石地层是指含有较多卵状石和卵砾的碎石土壤，其物理特性较为松散，强度与稳定性较差。
在盾构隧道掘进过程中，卵砾石地层容易对盾构机器造成非正常磨损现象，如刀具断裂、严重磨损等。
下面就此问题提供一些参考意见：一、非正常磨损成因1. 土体结构不均匀：卵砾石地层内部石质分布不均，石子之间的空隙大小不同，导致盾构机刀具与不同硬度的岩石接触，从而产生非正常磨损。
2. 盾构机刀具选择不当：卵砾石地层内存在大量的石块和石头，这些硬质物质会对盾构机刀具产生冲击和磨损，如果使用质量不佳的刀具，很容易出现非正常磨损现象。
3. 工艺不合理：盾构机刀具的设计和制造符合标准，但在施工过程中，操作人员没有按照要求使用，例如使用过于频繁、切削速度过高、进给过大等操作错误，容易导致刀具非正常磨损。
二、应对措施1. 选用合适的盾构机刀具：在卵砾石地层掘进时，应选择质量良好的硬质合金刀具，避免出现非正常磨损现象。
2. 加强巡检和维护：在盾构机刀具运作过程中，应加强巡检和维护，及时更换磨损严重的刀具，并对其进行清洗和润滑处理，以保持刀具的正常工作状态。
3. 调整掘进参数：在掘进过程中，要根据卵砾石地层的实际情况，调整掘进参数，如减小进给速度、降低切削速度等，以减少刀具与硬质物质接触的次数，从而有效降低刀具的磨损程度。
4. 加强培训和管理：加强操作人员的培训和管理，提高其操作技能和安全意识，规范操作行为，遵守操作规范，减少因操作不当而导致的非正常磨损现象的发生。
综上所述，对于盾构机在卵砾石地层掘进过程中出现的非正常磨损现象，需要从刀具选择、巡检维护、掘进参数调整、操作人员培训和管理等方面采取相应措施，以保证盾构机正常工作，并提高施工效率和质量。
盾构机械设备问题及预防措施
3、找出泄漏部件，予以更换修复；
4、更换老化或损坏的密封圈；
5、更换千斤顶的密封装置，保证千斤顶的性能；
6、修复或更换推进、拼装压力转换开关或电磁阀。
3
盾构推进千斤顶油缸不动作
盾构推进系统可以建立压力，但千斤顶不动作
1、换向阀不动作，使千斤顶无法伸缩；
2、油温过高，连锁保护起作用，使千斤顶不能动作；
1、推进主溢流阀损坏；
2、推进油泵损坏；
3、阀板或阀件有内泄漏；
4、密封圈老化或断裂，造成泄漏；
5、千斤顶内泄漏；
6、推进、拼装压力转换开关失灵。
1、不使；
3、冷却系统要常开，保证油温不致过高；
4、经常检查液压系统，及时发现问题，进行修复。
1、修复或更换主溢流阀；
3、先导泵损坏，无法建立控制油压，无法对液压系统进行控制；
4、路内混入异物，堵塞油路，使液压油无法到达；
5、油器堵塞。
1、保持液压油的清洁，严禁杂物混人油箱内，拆装液压元件时保持系统的清洁；
2、按操作规程要求，认真操作；
3、发现故障及时修理，不随便将盾构的连锁开关短接，不强行启动盾构设备；
4、按要求正确设定、调定系统的压力。
轴承失效压力小于开挖面平衡盾构2密封腔内的润刀盘无法压力引起盾构正面的刀盘滑油脂压力设定1转动盾构泥土或地下水夹着杂更换刀盘轴承轴承要略高于开挖面失去切削质进入轴承使轴承磨失效平衡压力并经常功能无法损间隙增大从而导检查油脂压力
盾构机械设备问题及预防措施
盾构机械设备的正常运转是保证隧道施工质量的重要条件。
3、传感器的信号线布置适当，施工人员不准踩踏信号。
1、损坏的传感器进行更换；
2、检查线路的断点，重新接线，恢复系统。
探讨盾构机掘进中刀具损坏及维修措施
探讨盾构机掘进中刀具损坏及维修措施发布时间：2021-06-11T09:57:40.837Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：黄德荣[导读] 摘要：盾构机作为隧道掘进的专用机械设备，掘进作业中需要结合不同地质条件选择刀具。
广东华隧建设集团股份有限公司 510000摘要：盾构机作为隧道掘进的专用机械设备，掘进作业中需要结合不同地质条件选择刀具。
遭遇硬岩地段，容易发生刀具损坏问题，还要结合损坏情况采取科学维修措施，确保盾构施工顺利开展。
因此，本文分析了盾构刀具的选择，论述了刀具磨损对盾构施工的影响，分析了刀具的失效形式，提出刀具管理和维修的措施。
关键词：盾构机掘进；刀具损坏；维修措施1.盾构机刀具选择在盾构机掘进过程中，刀具作为重要部件，要根据地质、地形等条件进行选择，保证刀具质量和性能符合施工要求。
根据盾构机工作原理可知，刀具对岩石进行破除时分为切削和滚压两种方式，滚压破岩方式，是利用滚刀在岩石上旋转施加剪切力和冲击力，促使岩石被压碎和碾碎，适用于硬土、砂砾丰富和岩石多的地段。
切削方式是利用刮刀等切削刀具沿着运动轨迹对岩石进行切削，适用于砂层、土层和软质地岩石地段。
结合岩石硬度、地层条件等因素，对硬岩土层开挖时通常选用滚刀，开挖砂质地层通常选用切刀，配合采用边缘刮刀能减少刀具的磨耗。
合理选择刀具，才能保证盾构机发挥最大效能。
而在盾构机掘进过程中，刀具或多或少将发生磨损，遭遇不同地形条件会造成刀具发生不同程度的损坏，必要时应更换刀具，保证刀具锋锐度，继而使掘进施工在规定时间内完成。
2.盾构掘进速度和刀具损耗对盾构施工的影响利用盾构机进行掘进作业过程中，对于复杂的地形作业时刀片极易受到不同程度的损坏，因此需要对刀具进行更换，从而使其保持正常的掘进速度。
在对盾构机刀具进行更换时，需要明确以下几点问题：其一，在盾构机挖掘作业施工过程中，在对刀具进行更换之前，需要对岩层的具体情况进行有效勘察，确保盾构机的整体性能能够满足后续岩层的施工要求。