盾构机刀盘装配
盾构机组装安全操作规程
盾构机组装安全操作规程一、准备工作1、盾构机组装前应对组装场地进行布置和必要的加固，加固标准由负责现场施工的专业技术人员进行核定，以满足盾构大件组装和运输的要求。
2、洞门凿除前，首先打水平探孔检查洞门土体加固质量，然后根据检查情况，进行下一部的工作。
当加固质量达不到要求时，应进行补充加固；当加固质量满足要求时，方能进行洞门连续墙的凿除。
洞门凿除施工分两次进行，先将围护结构凿除，将第一层钢筋切割，保留内层钢筋和保护层；在盾构始发前，将最内层钢筋割除（根据地层加固情况，割除钢筋采用由上到下的顺序进行），确保没有钢筋侵入刀盘出洞轮廓范围之内。
3、在盾构机刀盘进入洞门之前，完成洞口密封的安装。
洞口密封安装主要是防止背衬注浆浆液和地层水土外泄。
先用圆环板固定帘布橡胶板，再安装折叠合叶压板。
并在帘布橡胶迎盾构机面涂润滑油以避免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板。
同时还要准备必要的防止漏浆的物资和机具。
4、操作人员应做好个体防护，始发架的定位工作由测量人员完成，并报专业负责人复核。
二、具体操作要求5、盾构机组装一般程序，指以车站提交场地能够满足整机始发条件为例来进行说明的，没有提及的内容，可根据现场不同的实际情况补充。
（1）后配套行走轨道铺设后配套行走轨道铺设按现场负责施工的专业技术人员的技术交底执行。
（2）后配套组装下井①后配套拖车地面组装后配套各部件应尽量在地面组装成拖车总成，拖车总成包括结构、设备、管路等。
②下井和井下安装顺序：各节拖车的下井顺序一般按照盾构拖车从后往前的顺序进行，如“5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→连接桥”。
每节拖车下井和井下安装程序：拖车地面起吊→轮对安装→拖车井下就位→每节拖车皮带机支架井下安装→每节拖车风管井下安装→拖车后移。
③说明：一般使用机械力（如电瓶机车等）将后配套拖车按照顺序依次拉进始发井后端。
（3）主机下井①中体下井中体在履带吊及辅助汽车吊配合下在地面由运输姿态翻转为工作姿态。
盾构机组装流程及步骤图解
拆除临时方木及轨道，安装待腿轨枕，延伸轨道。
焊接最后一道盾尾刷，手涂盾尾油脂。
11
连接台车及电缆
电瓶车拖动台车至盾体处，连接台车与盾构机之间的管线，连接皮带及循环水管。
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调试盾构机
焊接负环支撑，破洞门
7
安装拼装机及行走梁
液压泵站将盾体前移，安装拼装机行走梁，连接螺栓为82条M36X140-10.9，带有82个平垫，拧紧力为3100Nm,约为490巴；把拼装机转体套上，连接行走油缸，安装拼装机行走短梁和V型梁。V型梁连接螺栓为24条M30X100-10.9，爬梯连接螺栓为24条M16X40-8.8。
8
安装盾尾
安装盾尾并连接铰接油缸，铰接油缸连接销为14个Φ70X185，两端盖板28个，螺栓为28条M20X40-8.8。
9
安装螺旋输送机
安装螺旋输送机，螺旋机连接螺栓为63条M30X170-8.8，拧紧力为1250Nm，约为200巴。1米或者1.5米钢丝绳2根，5个17T卸扣，4个10T葫芦。
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中前盾后移，将刀盘吊入端头井。在地面上将中心回转接头安装在刀盘上，连接螺栓15条M24X75-10.9，带有平垫15个；带有密封O型圈。
刀盘与前盾连接螺栓为内外两种螺栓，内侧螺栓为36条M42X180-12.9，外侧为56条M42X320-12.9，拧紧力为5800Nm，约为1250巴，外侧螺栓母带有保护帽，并用焊接固定。刀盘带有密封圈。
2
后配套
台车下井
将后配套台车按逆序吊入始发井。
电瓶车下井驶入车站内，下台车尾架，电瓶车开出将尾架拖入车站，依次将4号台车、3号台车、2号台车、1号台车，桥架下井，下桥架时先下管片车，用管片车支撑桥架前端，电瓶车一并拖入车站。
盾构机安装方案3500mm
TBM盾构机安装施工方案一、盾构机概况1、设备名称：全断面掘进机2、设备型号：EQS3530注：E—截割，Q—全断面，S—双护盾式，3530—开挖直径 3530mm。
3、设备主要部件：该设备由刀盘、驱动、前护盾、伸缩护盾、撑紧盾、撑紧系统、推进系统、超前钻机、锚杆钻机、除尘风机、后配套拖车等构成。
4、主要技术参数5、盾构机主要构件技术参数1、刀盘：分体式结构，共两瓣。
刀盘左瓣：长3494×宽1495×高1712mm，重量11500kg；刀盘右瓣：长3507×宽1495×高1776mm，重量13000kg。
2、前护盾：分体式结构，共三瓣。
左护盾：长2820×宽1345×高2245mm，重量11500kg；右护盾：长2820×宽1345×高2245mm，重量11500kg；下护盾：3073.5×960×2245mm，重量7550kg。
3、主驱动：整体式结构，外形尺寸Φ2240×1200mm，重量17000kg。
4、伸缩盾：分体式结构，共四瓣。
左伸缩盾长2600×宽1500×高2250mm，重量12260kg；右伸缩盾长2600×宽1500×高2250mm，重量12260kg；上伸缩盾长2600×宽1450×高1600mm，重量6300kg；右伸缩盾长2600×宽1500×高2220mm，重量7700kg。
5、撑紧盾：左撑紧盾长2920×宽1240×高2300mm，重量10700kg；右撑紧盾长2920×宽1240×高2300mm，重量12300kg；下撑紧盾长2750×宽800×高2300mm，重量7420kg。
6、连接桥：连接桥前段长4230×宽585×高2120mm，重量3700kg；连接桥后段长4300×宽415×高1600mm，重量2300kg。
地铁盾构机施工中的刀盘及刀具改造技术
地铁盾构机施工中的刀盘及刀具改造技术摘要：盾构法是地铁区间隧道施工常用的方法，地质水文适应能力强，对地面交通影响很小，对施工周边环境的振动和噪声等干扰较小，地面沉降控制比较好，对周边地下管线、地面建筑物和构筑物及周围环境的影响比较小，施工速度比较快，工程质量比较高。
关键词：地铁盾构机；施工；刀盘；刀具；改造刀盘是盾构的主要工作部件，不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置，刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败，影响盾构掘进的速度和效益，甚至关系到盾构施工的成败。
一、刀具工作原理1.刮削类刀具的工作原理。
在刀盘推力的作用下，刮刀嵌如岩渣或岩层中，刀盘带动刀具转动时刮削岩层，在掌子面形成一环环犁沟，特点是效率高，刀盘转动阻力大。
在软土地层或滚刀破碎后的渣土通过刮刀进行开挖，渣土随刮刀正面进入渣槽，因此刮刀既具有切削的功能也具有装载的功能2.盘形滚刀工作原理。
刀盘在纵向油缸施加的推力作用下，使其上的盘形滚刀压入岩石；刀盘在旋转装置的驱动下带动滚刀绕刀盘中心轴公转，同时各滚刀还绕各自的刀轴自转，使滚刀在岩面上连续滚压。
刀盘施加给刀圈推力和滚动力（转矩），推力使刀圈压入岩体，滚动力使刀圈滚压岩体。
二、施工中的刀盘修复和改造1.施工过程中发生的刀具和刀盘严重磨损，北京地铁某标段从第2个区间开始隧道掘进施工，第2个区间完成后，盾构机再掘进施工第1个区间。
盾构机在第2个区间始发后，当掘进至在282环开始，推进速度放慢，推力和扭矩增大，泡沫注入量开始增大;掘进至287环时，推进速度明显减缓，刀盘扭矩增大，泡沫注入量大量增加，渣土温度较高，推进耗时约219分钟;至288环时，刀盘扭矩快速剧烈上升，推进停止。
经过分析，发生此现象的主要原因可能是之前在黏土和圆砾层掘进中，黏土在刀盘中部黏结，在挤压和相互间摩擦的作用下，膨润土、泡沫和地层中的砂石黏土在刀盘中部发生固结，刀盘开口率逐渐减小。
在第287和288两环的施工过程中，刀盘开口率迅速减小，造成排土不畅，扭矩和推力增大。
Ф6840 mm土压平衡盾构机复合刀盘
随着现代城市的发展，类似开挖隧道的工程也在不断增多，如各种地下管道的工程、地铁工程和跨海隧道等，盾构机以其机械化程度高、安全可靠、不受地表状况影响，工作环境良好，施工进度快等诸多优点在隧道工程建设中得到广泛应用。
土压平衡盾构机（Earth pressure balance shield machine ，简称EPB ），是隧道建设及地下空间开发领域广泛应用的一种现代化工程机械装备[1]。
它是通过控制推进速度和排土量来保持密封舱内的水土压力和开挖面水土压力之间的平衡，从而维持开挖面的稳定性，有效防止地表变形，主要适用于软土、砂砾或含水等混合地层中的隧道掘进。
刀盘布置在盾构机的最前方（见图1），负责对土体进行掘削，同时对掘削面有一定的支撑和稳定作用，刀盘上中心鱼尾刀负责搅拌土体，保证土体的流动性。
以前的刀盘设计大多数只针对单一地质情况，但是许多地区地质情况复杂，比如大量软土中夹杂坚硬石块等，这时需要既能开挖软土也能破碎岩石的刀盘。
为此，本文专门设计了一种复合式刀盘，该刀盘集中心刀、滚刀、撕裂刀和刮刀于一体，可以充分适应复杂的地质情况。
1刀盘的结构刀盘分为面板式、辐条式和辐板式三种。
本文的盾构机采用辐板式刀盘，它同时兼有面板式和辐条式的优点，能够保持开挖面的稳定，而且掘进扭矩较小。
刀盘的支撑形式分为三种：中心支撑、中间支撑和周边支撑。
本文刀盘采用中间支撑，这种支撑方式多用于直径较大的刀盘，容易满足面板所需载荷强度，土仓中土砂流动性好，进仓作业空间充分。
本刀盘主体由辐板、面板、围板、盲板和法兰焊接而成（见图2）。
其所有外表面均堆焊耐磨层或焊接耐磨板，以增强刀盘表面的耐磨性能。
本刀1.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连1166002.大连中集特种物流装备有限公司工程师，辽宁大连116600Ø6840mm 土压平衡盾构机复合刀盘张晶1，高兴2摘要：以Ø6840mm 土压平衡盾构机为例，介绍土压平衡盾构机刀盘的功能及组成，各种掘削刀具的结构和作用，指出刀盘设计的难点和重点。
盾构机组装方案
泥水盾构机组装方案拟制：复核：审批：2010-8-22目录一、人员组织 (2)二、盾构组装总体方案 (3)三、大件吊装方案 (3)四、拖车组装 (8)五、主机组装 (12)六、调试 (15)七、质量控制 (17)八、资源配置 (17)九、安全措施 (22)十、文明施工 (23)十一、时间计划 (23)隧道掘进专用设备盾构机是工程能否顺利完成的关键环节。
为了保证盾构机进入现场后，能够顺利完成组装、调试、始发、掘进，特编制盾构组装调试方案，合理进行工作和人员安排，明确质量控制要点，优化作业次序，在确保盾构组装质量的前提下，保证按期完成盾构组装调试工作。
现场盾构组装的下井顺序以拖车由后至前，主机下井次序以刀盘为节点。
组装原则为附属设备尽量地面安装。
管线安装与设备安装同步进行。
组装以液压电气安装为控制要点，以大件吊装为重点。
一、人员组织为保证组装质量和组装进度，需要配备足够的技术人员和技术工人，在确保人员和设备的安全的前提下，盾构组装过程中，人员组织安排如下泥水盾构机工地组装人员组织结构：项目负责人：技术负责人：机械液压组负责人：电气组负责人：运输协调负责人：夜班负责人：现场协调负责人：安全负责人：材料负责人：二、盾构组装总体方案总体步骤：G5拖车—→G4拖车—→G3拖车—→G2拖车—→G1拖车—→设备桥—→盾尾—→中盾—→前盾—→人员仓—→刀盘—→主机前移—→反力架底部—→反力架—→盾尾刷焊接—→设备桥与主机连接—→空载调试—→安装负环管片三、大件吊装方案(一)主要设备外形尺寸重量表(二)起重机、吊索具的选择及主要设备吊装1、大吨位吊车的选择350吨汽车吊，130吨汽车吊。
参数表：350t吨汽车起重机性能表130吨汽车起重机性能表2、吊装工具（1）、6×37+1、抗拉强度为170kg/mm2、Φ56mm的钢丝绳2对，长度为17m。
用于尾盾、中盾、前盾、刀盘的吊装、翻身。
（2）6×37+1、抗拉强度为170kg/mm2、Φ39mm的钢丝绳2对，长度为8m。
02盾构穿越硬岩的刀盘配置与换刀技术
盾构穿越硬岩的刀盘配置与换刀技术龚彬（中铁五局城通分公司）摘 要： 大连地铁103标七十九中站~西安路站盾构区间右线以中风化钙质板岩为主，岩石强度在50Mpa 左右，属于中硬质岩层，局部为辉绿岩，强度在90Mpa 以上，对刀盘刀具提出了很高的要求。
结合施工场地的实际情况，通过盾构机的刀盘重新配置，制定可靠的换刀方案，为工程的顺利进行提供了相应支持。
本文通过对相关过程进行总结，对以后的工程提供经验。
关键词： 硬岩 刀盘配置 换刀技术1 工程概况大连地铁103标盾构隧道区间起于七十九中学站后端,经长兴街沿西南方向至西安路站前端，区间隧道长度为右线844.36m ，左线840.94m ，在中间设联络通道一处。
区间沿线原始地貌为马栏河二级阶地，现为街道。
沿线高层建筑物密集，管线、管道众多。
本区间范围内上覆第四系人工堆积层(4ml Q )、第四系上更新统冲洪积层、下伏震旦系长岭子组钙质板岩、中生代燕山辉绿岩等。
右线主要穿越的地质条件为中风化钙质板岩，天然抗压强度在50MPa 以上。
地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水，局部地段基岩裂隙水与海水相互连通。
该工程选用了具备三种模式的复合式土压平衡盾构机，由中铁隧道装备有限公司生产。
2 硬岩地层刀具的配置基本原则(1）从刀盘设计开始，就要考虑采用滚刀进行破岩，切刀及边刮刀进行刮渣和装载。
滚刀和切刀高低搭配，滚刀超前切刀35-45mm 。
(2）刀具安装对称，尽量减小刀盘对主轴承产生的偏载。
(3）布置刀具的数量应该随直径的增大而增多，保证刀具的磨损尽量均匀。
(4）考虑到地质情况的复杂性，滚刀座可以安装撕裂刀。
(5）超挖刀位置选用滚刀。
(6）考虑地层对刀盘具有较大的磨损性，在刀盘辐条面板及大圆环前后端面堆焊网格状耐磨材料的同时，在刀盘外周也焊上耐磨硬质合金周边保护刀，延长刀盘的使用寿命。
3 大连地铁盾构刀具的配置大连地铁地质情况经勘测：主要为全断面中风化钙质板岩，局部穿越全断面中风化绿辉岩，局部上半断面有全、强风化钙质板岩侵入。
盾构机的刀盘
盾构机的刀盘北京固本科技有限公司胡建平盾构机的刀盘是一种用于隧道暗挖施工,具有金属外壳,壳内装有整机及辅助设备,在钢壳体掩护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业,而使隧道一次成形的机械。
盾构机按掘进方式分为人工、半机械和机械化形式。
目前机械化盾构发展较快,它由刀盘旋转切削地层,采用螺旋输送机或泥浆管运送渣土,在壳体内拼装预制管片,依靠液压千斤顶推进。
一、盾构机的刀盘1.刀盘布置及磨损分析1.1刀盘布置刀盘的结构既要考虑刀盘的开挖性能,又要考虑渣土的流动性及掌子面的稳定性。
刀具的布置方式需要充分考虑工程地质情况。
本工程中盾构主要穿越砂性土,砂性土摩擦阻力大,渗透性强,在盾构的推进挤压下水分很快排出,土体强度提高,故不仅盾构推进摩擦阻力大,而且开挖面土压力也较大,对刀盘的磨损会比较严重。
另外,盾构土仓内刀具切削下来的砂土不易搅拌成均匀的塑流体,因此需要设置渣土改良设备。
鉴于上述工程实际情况,本工程盾构机采用了如图1所示的辐板式刀盘。
盾构刀盘由钢结构件焊接而成,目前其主流形式有面板式、辐条式及介于二者之间的幅板式。
辐板式刀盘兼有面板式和辐条式刀盘特点,由较宽的辐条和小块幅板组成,刀具分别布置在宽辐条的两侧和内部。
辐板式刀盘不仅使得土压平衡更易于控制,土砂流动顺畅,不易堵塞刀盘开口,且刀盘扭矩阻力小,保证有较好的掘进性能,又能节省设备投资,而且较大的面板有利于布置较多的刀具,同时较小的开口率也有利于保护本工程中容易坍塌的砂性土围岩的稳定。
1. 2盾构机磨损情况盾构机到达重工街站后,立即对盾构机及刀盘进行清理、检查,发现盾构机刀盘外周磨损非常严重。
盾构刀盘本体外缘侧板磨损在纵向方向上呈现中间大、两头小近似V形,在整个侧环面上形成一圈磨损凹槽,凹槽中部磨损平均为22 mm,两侧磨损平均为15 mm,如图 2 a 所示。
刀盘本体外周边缘在纵向方向上磨损约为160 mm,从外周边缘到刀盘中心径向方向上磨损约为180 mm,以致在刀盘外周边缘形成一个近似三角形的磨损区,如图 2 b 所示。
盾构关键部件刀盘结构及耐磨材料及加工
51
三、不同厂家刀盘展示
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辐条式优点：刀盘掘削扭矩小，排 土容易，土舱压力能 有效作用于掘削面 缺点：对于地下水压大，易坍塌土质，易喷水喷泥
辐条式 （开口率大）
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辐板式（开口率居中）
具体应用哪种形式刀盘应根据施工条件及地质情况等因素决定，一般 而言，土压平衡盾构根据地质条件可选用辐条式、面板式和辐板式，泥水 平衡盾构一般采用面板式或辐板式。
8、支腿法兰与刀盘体组焊
刀盘大法兰组件与刀盘主体铆 装点焊，要控制好大法兰与大圆 环的同心度； 此处焊缝要求等级为Ⅰ级，焊 接前预热温度为150～200℃，焊 接工艺参数：ER50-6，φ1.2， I=240～330A，U=24~33V, L=15～20L/MIN；焊接时严格控 制层间温度150 ～ 250 ℃；然后 将其余的刀盘主体结构板点焊、 加焊。
滚刀破岩机理 当滚刀受载，刀刃切入围岩时，岩石表面首先产生局部变形并出现 微观裂纹，此过程为岩石的初期破碎，当载荷继续增加，滚刀切入岩石 深度也相应的加深，在滚刀刃端的岩石粉碎破碎，并且又重新被碾压， 围观裂纹在刀刃两侧较快发展，一些裂纹开始延伸到岩石表面，最后形 成几道主要裂纹并迅速发展，便形成体积较大的岩石碎块，继而崩落。
二、刀盘制作过程
下料-刀盘体铆焊－机加－刀座铆焊－刀具安装－组装调试 刀盘焊接内容包含：刀 盘主体结构、刀箱、刀 座、管路焊接、耐磨板 等； 主体结构焊接主要 分辐条与面板结构焊接 、支腿等焊接。
1、焊接结构顺序及辅助工装使用
焊接结构要求：刀箱、支腿、辐条与大圆环及面板等焊接同步进
行；然后将各零部件组焊。 刀盘支腿、支腿与面板以及支腿与法兰之间的焊缝为I级焊缝，所 有刀箱焊缝以及刀箱与面板连接的焊缝为II级焊缝；其余未注焊缝 为Ⅲ级； 所有I级、Ⅱ级焊缝应进行100%UT检测，按JB4730合格进行验收; 所有Ⅲ级焊缝应进行20%UT检测，整体焊缝应作100%MT检测， 都按JB4730-Ⅲ级为合格进行验收。
盾构刀具更换安全操作规程
盾构刀具更换安全操作规程一、换刀前的材料、设备准备更换盾构刀盘上的滚刀时,需要以下辅件:钳子、起吊装置、加长杆、装配平台、扭矩扳手；照明灯为24V白炽灯，3～4只；蓄电池应急照明灯2～3只；小型抽水泵2台；人员进入土仓内需用安全带、绳索、套鞋等。
二、更换刀具步骤工作人员进入土仓后，清洗上部分刀具，然后在刀盘背面用卡尺检查刀具的磨损情况。
按照下列步骤进行滚刀更换：1、将钳子夹在滚刀的周边上，拧入吊环螺栓并使用链条予以固定，防止意外打开或坠落。
2、使用一个加长杆拆卸滚刀楔子及螺母。
松开固定杆螺母，并向前推动楔子，直至其转动90度并可以向后拉动为止。
3、固定装配平台，并确保其得到正确的定位。
4、首先通过钳子，沿被拆卸的楔子方向，横向拉动滚刀，然后向后拉动至装配平台，并使用起吊装置提起滚刀。
5、清理滚刀刀座，并按相反顺序的步骤安装新滚刀。
6、更换滚刀后，将固定杆的螺栓紧固至规定的力矩。
盖形螺母和锁止螺母一样，起到锁止螺栓并保护螺纹的作用。
在刀具更换完成后，可清理土仓，关闭仓门。
人员退出后试转刀盘若干圈后，再安排人员进入土仓复紧刀具，确认上紧后，退出土仓，关闭仓门。
三、更换刀具作业的安全说明因为可能会出现开挖面部分倒塌的情况，所以进入土仓非常危险。
在整个时间内都必须非常仔细地观察开挖面状态。
作为紧急安全室，前室必须始终让所有人进入，不能被管路堵塞。
所有需要的起重工具都要固定在预定的支架上并经过检查，保证安全操作。
四、换刀作业的人员安排安排4组20人参加换刀作业，每2组进行交替换刀。
每组5人，其中2人在土仓内完成刀盘具的检查及拆卸、安装刀具，监查工作面的稳定情况并做好换刀作业记录，另外2人在人闸中，负责刀具、工具的输送、刀盘的点动操作，剩余1人在人闸外负责其他辅助作业。
每组完成4把单刃滚刀（或16把齿刀或4把边刮刀或4把正面齿刀）的拆装后立即撤出人闸休息，同时另外一组开始换刀作业，完成预定作业量后撤出人闸，前一组开始作业。
1-3关于盾构机刀盘结构设计的几个问题
关于盾构机刀盘结构设计的几个问题中建市政建设有限公司张洪涛李钟摘要: 土压平衡式盾构机的刀盘具有切削、支撑、搅拌、土体改良等功能，因此在控制掘进效率、保持开挖面的稳定等方面起着决定性的作用。
盾构选型时必须结合地层的特殊性和通用性来确定刀盘型式、刀具的布置形式以及他们之间的组合方式。
通过对两台面板式土压平衡盾构机在北京地铁四号线两个盾构区间掘进实例的研究，一定程度上掌握了刀盘、刀具磨损的基本规律，并针对性的采取了刀盘结构改造和刀具优化布置两大措施。
刀盘结构的改造是为充分发挥不同地层条件下辐条式刀盘和面板式刀盘的独特优势，实现两者间的转换。
将面板式刀盘的六块面板的装配形式改为栓接加焊接的形式。
根据地层确定是否需要加装面板，实现了低成本、短工期、快捷的刀盘型式转换模式，最大程度上发挥两种结构间的转换优势。
刀具布置形式优化是根据刀具的作用和运动轨迹对刀具的位置、形状进行合理的优化布置，增强刀具的切削能力、降低土体对刀具磨损进而达到保护刀盘本体，为盾构长距离掘进提供保障。
关键词：辐条式刀盘；面板式刀盘；刀盘结构设计；刀具布置形式一、前言盾构是集液、电、气于一体的大型机械化专用施工设备，主要用于城市地下隧道、管沟等施工。
目前应用最广泛的是闭胸式盾构，主要分为泥水式和土压平衡式。
土压平衡式盾构机在复杂多变的地质条件下，其刀盘的结构型式、刀盘的支撑形式、刀具的选型、刀具的布置将直接影响到设备掘进的效果。
二、刀盘的主要功能针对不同的地层情况以及设备等情况，盾构的刀盘形式有很多，其主要功能为以下几点：（1）切削功能：刀盘旋转时，通过布置在刀盘上各种形式的刀具切削土体，并将切削下来的土体刮到土仓。
（2）支撑功能：依靠辐条及辐条之间的面板起到支撑掌子面土体的作用。
（3）搅拌功能：通过刀盘的旋转及搅拌棒的配合作用，使土体与膨润土、泡沫等充分混合，以改善土体的和易性、可塑性，增强土体的流动性，便于出渣，提高掘进工作效率。
(4)控制出渣粒径：通过刀盘结构形式及刀盘开口率控制进入土仓内土体的粒径。
浅谈盾构刀盘现场拼装和焊接工艺
浅谈盾构刀盘现场拼装和焊接工艺提要：本文对南水北调中线穿黄工程采用的德国海瑞克盾构机刀盘的现场拼装及焊接工艺进行了总结，探讨大直径盾构现场拼装及现场焊接的工艺技术，为类似的大直径盾构现场组装和焊接技术提供参考。
关键词：盾构；大直径；刀盘；组装；焊接1、引言盾构机的组装和拆卸是盾构施工的难点，而盾构机刀盘的现场拼装和焊接质量是盾构组装的重点，是确保盾构机能否正常使用的前提。
刀盘设置在盾构机的最前方，其功能是既能掘削地层土体，又能对掘削面起一定的支撑作用从而保证掘削的稳定。
由于刀盘刀具是根据地质情况而选定的，所以刀盘的组成不尽相同。
下面以应用在南水北调穿黄工程中的直径9m的泥水加压式平衡盾构机刀盘为例加以描述。
2、刀盘的组成（1）一套闭式刀盘钢结构分五块式，构成刀盘的整体框架，为刀盘的转动掘削提供支撑，所有刀具的安装均采用螺栓式安装在此钢结构上，并采用背刀安装的方法。
而分五块式主要是出于对刀盘的公路运输方面考虑，不至于严重的超宽。
（2）耐磨保护板，防磨钢条。
其厚度一般不大于15mm，由于刀盘在地层中旋转，最高可达到每分钟2.6转，这样不仅对刀具有磨损，而且对刀盘的钢结构同样也存在很大的磨损，所以在刀盘的外端焊接了耐磨保护板和防磨钢条，保护刀盘的钢结构框架，延长刀盘的使用寿命。
（3）一个中心传力架，用于连接刀盘和主驱动单元。
中心传力架把主驱动的十个110kw的变频电机提供的动力由中心传力架传力带动刀盘旋转，为刀盘提供驱动力。
（4）初装刀。
其中包括宽200mm的标准刮刀90把（其中具有磨损检测装置的刮刀2把），中心刀1把，双刃滚刀2把，先行刀22把（它与标准刮刀的高度差为30mm），齿刀6把（与标准刮刀高度差为30mm），仿形刀又称超挖刀1把（行程0—70mm带软土刀具），铲刀16把（包含磨损测量工具1把），总计138把刀具。
其中中心刀的作用是按照轨道设计中心线贯入地层使刀盘准确定位，保证盾构机保持正确的掘削方向。
盾构刀盘原理及刀具布置
盾构刀盘原理及刀具布置刀盘是盾构的主要工作部件，不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置，刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败，影响盾构掘进的速度和效益，本文结合本标段盾构刀盘形式及刀具布置，浅谈对盾构刀盘的认识。
1、引言盾构是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。
刀盘是盾构机的关键部件之一，是盾构主要工作部件。
盾构在地下开挖中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。
在开挖中刀盘受力复杂，工作环境恶劣，是需要重点检查和维修的部位。
刀盘结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。
盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式，盾构刀盘设计是盾构关键技术，采用合适的刀盘类型是盾构顺利施工的关键因素。
2、盾构刀盘的主要功能开挖功能：对掌子面的地层进行开挖，开挖后的渣土顺利通过渣槽，进入土舱；稳定功能：支撑掌子面，具有稳定掌子面的功能；搅拌功能：对土舱内的渣土进行搅拌，使渣土具有一定的塑性，能通过螺旋输送机来调整控制土舱内的压力。
3、刀具工作原理对于不同地层的开挖，盾构的刀具采用不同型式：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）。
不同类型刀具的工作原理如下：3.1滚刀工作原理安装在刀盘上的盘形滚刀在盾构千斤顶的作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。
盘形滚刀在刀盘的推力、扭矩作用下，在掌子面上切出一系列的同心圆。
当推力超过岩石的强度时，盘形滚刀刀尖下的岩石直接破碎，刀尖贯入岩石，掌子面上岩石被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽。
随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当刀具压力超过岩石的剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片崩落，完成盘形滚刀的破岩过程，如图1。
盾构机组装调试方法
盾构机组装调试方法盾构施工设备下井组装与调试施工程程序见下图：图8.5 盾构吊装组装调试1、盾构机运输盾构机的运输委托有资质并有相关业绩的运输公司承运，运输前将盾构机分解为刀盘、前体、中体、盾尾、螺旋输送机等部件，进场时将盾构机的部件运至工地盾构始发井处。
盾构机运输采用平板拖车，计划采用120t平板拖车运输前体及中体，盾尾、刀盘及其他部件采用60t或50t平板拖车运输。
并配备引导车、工具车随行。
至少提前1个月确定运输线路，并取得相关交管部门许可。
并根据运输线路估算运输时间，确定盾构机最终起运时间，确保盾构机能够及时运输到场，满足施工需求，同时避免盾构机过早运输至始发井施工现场，对始发井施工造成不必要的影响。
本盾构机主要通过陆路运输至新民路站始发井施工现场。
盾构机运输时由引导车在前方开道，并实时查勘运输道路情况，对路面存在明显破裂或有管线井盖破损的地段，先行铺设钢板，确保后续运输拖车安全平稳通过，并保障地下管线安全。
相关管理人员需及时掌握盾构机运输状况及当前位置，确保整个盾构机运输过程安全可控。
2、托架安装在盾构机下井前，根据隧道设计的轴线，定出盾构始发姿态的空间位置，然后反推出托架的空间位置，按设计将托架安装就位：在始发井的底板上先预埋好钢板，把托架吊下井后，将其正中对准隧道的中轴线，令托架导轨的标高和方位调准后，再把托架与底板面的预埋钢板焊牢，以固定托架。
3、反力架安装安装好始发托架后，开始安装反力架，反力架端面应与始发台水平轴垂直，来保证盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。
反力架应具有足够的刚度和强度，盾构初始掘进推进千斤顶的力通过负环片由反力架传递到车站结构（主要是底板和中板）。
盾构机吊装施工前先进行反力架下半部分的安装，待盾构机吊装完成后进行反力架上半部分的安装。
反力架安装位置根据洞门圈梁宽度确定。
安装反力架时，用经纬仪双向校正两根立柱的垂直度，使其形成的平面与推进轴线垂直。
然后，在反力架上，测出最后一环负环管片的位置，弹好控制线，确认高程及左右位置与始发环管片一致后，用螺栓将其与反力架固定。
国产首台双护盾TBM刀盘现场组装焊接施工工艺
国产首台双护盾TBM刀盘现场组装焊接施工工艺摘要：国产首台双护盾TBM应用于兰州市水源地工程主输水隧洞的掘进施工，其主要部件—刀盘，由于道路、桥梁运输限制，只能采用分瓣运输的方式，运输至现场后，组拼、焊接成整体，再实施吊装，本文主要阐述了刀盘分瓣组装、焊接的施工工艺及质量控制。
关键词：国产首台；双护盾TBM；刀盘；组装；焊接1工程概况兰州市水源地建设工程是将刘家峡水库的优质水通过31Km长的引水隧洞引至兰州解决兰州市饮水问题的民生工程。
中国水电三局承建的第3标段采用中国铁建重工集团生产的国产首台双护盾TBM进行掘进施工，主要承担全长13458.029m的主输水隧洞掘进施工，隧洞开挖直径5.49m，采用形混凝土预制管片衬砌，衬砌后内径为4.6m。
设备总重约1187.7t，总长308m；主要由主机、连接桥及后配套拖车等组成，其中主机部分又分为刀盘、前盾(含主驱动)、前盾尾壳、伸缩盾、撑紧盾，盾尾、托梁、管片拼装机、超前钻机回转支承、主机皮带机等;因运输条件限制，刀盘、前盾尾壳、伸缩盾、尾盾等部件分两块，前盾、撑紧盾分3块运输，现场组拼后焊接成整体。
2刀盘结构特点刀盘是双护盾TBM的主要工作部件，由刀盘钢结构、刀具等组成，其主要作用是切削掌子面、破碎岩石；该刀盘直径5.49m，重75吨。
由于受现场道路、桥梁运输限制，厂内制造时将刀盘分为上边块、下边块两瓣运输，两瓣分别重35t、40t，现场组拼、焊接完成后整体吊装。
刀盘根据兰州水源地引水隧洞的特点做了针对性的设计，其特点如下：（1）分块式设计满足设备运输和洞内拆装要求；（2）高强度、高耐磨性设计，提高了刀盘的整体使用寿命，正常使用情况下，其主体结构设计使用寿命不小于10000小时；（3）刀盘整体钢结构由Q345D高强度钢板焊接组成，整体刚度和强度满足项目施工需求，同时根据刀盘开挖磨损的特性，在刀盘不同的部位增设耐磨保护。
（4）刀盘面板焊接耐磨复合钢板、外缘焊有镶嵌合金的耐磨板，刀盘后锥圆环上焊有Hardox500耐磨板。
土压平衡盾构机刀盘装配难点解析
土压平衡盾构机刀盘装配难点解析发布时间：2021-06-01T13:12:26.607Z 来源：《基层建设》2021年第3期作者：陈彦灼[导读] 摘要：当今，随着我国经济的快速发展，土压平衡盾构机刀盘装配越来越受到关注。
身份证号：61272619911219XXXX摘要：当今，随着我国经济的快速发展，土压平衡盾构机刀盘装配越来越受到关注。
盾构机刀盘主要是利用主轴承内的旋转来实现转动的，在盾构机正常掘进施工时，主轴承会承受径向力、轴向力和振动冲击力。
受地质因素的影响，振动冲击力和轴向力会不稳定。
所以刀具合理的布置可以防止切削面倾斜，使主轴承保持平衡，防止因为振动过大产生冲击力，避免内部结构或主轴承偏心因结构受力不均匀而产生磨损、变形故障，可以有效避免因为过于严重的破坏而导致盾构机出现瘫痪。
关键词：土压平衡盾构机；刀盘装配；难点引言盾构机刀盘是盾构机开挖破碎岩土的核心部件，刀盘通过转动带动多种刀具，以此完成开挖面岩土的切削工作，在刀盘背面装有搅拌设备，旋转时启动搅拌设备对渣土进行搅拌，具有开挖搅拌过流岩土、支撑掘进面等作用，可见刀盘装配在盾构机中的重要性。
因此，需选择或设计合理的盾构机刀盘，确保盾构机在使用过程中的可靠性和安全性。
1盾构刀盘的特点英国是最早出现盾构刀盘的国家，至今已经有几百年的历史。
盾构刀盘在进行运作过程中，主要借助盾构，对地下工程和水底工程来进行开发和挖掘。
使用盾构刀盘在进行工作时，具有以下两个方面的优势特点：第一，在进行地下工程和水底工程工作时，不会对日常的交通工作产生负面的影响；第二，在进行盾构工作时，其不会受到外界自然因素的影响。
也正是由于盾构刀盘所具有的优势特点，使得盾构机的应用范围不断地进行扩大，目前已经逐渐应用在隧道工程、地下水管工程和地铁等工程的建设中，并且取得了很好的施工质量，提高了经济效益。
盾构机在运作过程中，主要的部件为刀盘，其处于整个设备的前沿，采用旋转的方式来进行工作，对土层进行不断切割，并且借助螺栓的传送功能将产生的土渣排到外部去。
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盾构机刀盘装配
摘要：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。
刀盘作为盾构机关键部件，在盾构机掘进过程中起到至关重要的作用，文章主要对刀盘的结构形式功能进行了分析，并对刀盘的装配工艺方法及工装工具的使用进行了阐述。
标签：刀盘;功能;结构形式;工装工具;装配工艺方法
引言
盾构机是用于软土隧道暗挖施工的大型机械设备。
它具有金属外壳、壳内装有整机及部分辅助设备，在盾壳保护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进、管片拼装等作业，通过切刀刮削土体，使隧道一次成型。
刀盘作为盾构机关键部件，具有开挖搅拌过流岩土、支撑掘进面等作用。
1 刀盘的功能及结构形式
1.1 刀盘的功能分析
刀盘位于盾构机最前端，作为各类刀具的载体，是盾构机开挖岩土的关键部件，其装配的好坏将直接关系到盾构机掘进的安全和效率。
刀盘的作用主要有开挖土体、搅拌渣土、支护开挖面、阻挡大漂石等作用，具体如下：
开挖功能：通过布置于刀盘上的各类刀具，对掘进面的岩土进行破碎和切削，同时将开挖的渣土经刀盘开口刮入土舱并使用螺旋输送机运送到盾构机外。
搅拌渣土：通过刀盘后壁的搅拌棒对土舱内的渣土进行搅拌，防止结泥饼的同时还能达到利于排渣的目的。
支护开挖面：针对某些特定地质，大面板刀盘能起到支护开挖面的作用，并且开口率越小，作用越明显。
阻挡大岩石：螺旋输送机的输送岩土的能力是有限的，如果进入土舱的岩石过大将损坏螺旋输送机，通过刀盘结构的合理设计，可以将过大的漂石阻挡在刀盘外。
1.2 刀盘结构形式
刀盘的结构主要有辐板式和辐条式两大类型，辐板式刀盘一般为焊接箱型结构，其上设置刀座、刀具、开口、添加剂注入口及与主轴承连接部件;辐条式刀盘主要有轮缘、辐条及布设在辐条上的刀具组成，刀具布置在辐条的两侧，一般较难布置滚刀。
目前，中国使用的盾构大部分为辐板式刀盘，下面主要对辐板式
刀盘的装配进行阐述。
2 刀盘工装工具
刀盘刀具作为刀盘上用以破碎岩石的最主要工具，其装配的精度及质量极其重要，刀具在装配过程中需要控制三个要素：半径、高度及角度，装配难度极大，所以制造刀盘装配的工装工具辅助装配刀具刀座，极大地挺高了刀盘刀具的位置精度，保证了盾构机掘进过程的顺利进行。
刀盘工装工具主要包括假刀、刻度板及底座等。
刀盘工装工具的制造原理是利用刀具刀尖的轨迹位置在刻度板上加工刻线，把空间上的位置坐标转化到刻度板上;由于刀盘刀具形状不规则，难于检测位置尺寸，模仿刀盘刀具制作便于安装和检测的假刀，假刀上加工出与刀尖位置相对应的水平竖直线，利用假刀与刀盘刀座配合模拟出实际刀尖的位置。
刀盘工装工具的使用方法在刀盘面板中心增加工艺钢板，加工刀盘时在钢板上加工与刀盘法兰同心的圆窝用以定位底座并保证工装工具与刀盘同心度，安装好底座后将刻度板安装到底座上，利用刀盘辐条加工面调整刻度板使刻度板水平刻线与辐条加工面的距离满足设计要求并使水平刻线与辐条加工面平行，刻度板可绕底座旋转，便于快速安装刀盤上每一个刀座，通过调整刀座位置使刻度板水平、竖直刻线与假刀的水平竖直线对齐，证明刀尖位置在设计轨迹上，可以点焊固定刀座。
安装固定所有刀座后进行一次复检，合格后可拆除刀盘工装工具。
刀盘工装工具使装配刀座简单系统快速，便于操作，并且提高装配精度及质量。
3 刀盘装配工艺方法
刀盘的装配主要包括耐磨板的组对焊接、刀座的装配，刀盘管路的装配及刀具的安装。
刀盘的装配工位分为装配耐磨板与刀座时刀盘法兰朝下放置以及装配刀盘管路及刀具时刀盘法兰朝上放置，下面主要通过这两个工位对刀盘的装配工艺方法进行分析及阐述：
3.1 刀盘法兰朝下放置
（1）用四处（每隔90°一处）等高方箱将刀盘垫起，刀盘法兰朝下放置，利用经纬仪辅助调整刀盘的整体水平，水平度≤0.1mm/m;（2）按设计图纸划刀盘各辐条辐板中心线;刮刀座、吊耳及耐磨板的位置线并进行复检;（3）按划好的吊耳位置线组对焊接刀盘吊耳;（4）按划好的耐磨板位置线组对焊接耐磨板;（5）刀座装配主要包括滚刀座的装配与刮刀座的装配，刮刀座利用在刀盘上划好的位置线进行定位，滚刀座利用刀盘工装工具进行定位安装，刀盘刀座是刀盘切削岩土的核心部分，合理而有效的安装方法是保证刀盘正常工作、盾构机正常掘进的
最佳途径。
为了确保刀座位置尺寸的正确性，焊接前必须进行复检。
3.2 刀盘法兰朝上放置
（1）在刀盘面板背部安装刀盘管路，焊后管路进行酸洗，并按图纸要求进行打压试验，试验合格后安装管路保护罩。
（2）管路连接箱装配：管路连接箱作为刀盘与盾构机液压系统连接的重要部件，随着刀盘共同转动，与刀盘的同心度要求极高，通过加工控制配合尺寸保证同心度。
（3）安装刮刀、滚刀，螺栓涂抹乐泰胶，力矩必须满足图纸要求。
4 结束语
盾构机已在各种隧道工程中得到了广泛应用，刀盘作为盾构机的核心部件，直接决定了盾构机在实际施工的效率和质量。
文章分析了刀盘的结构形式及功能，介绍了刀盘工装工具，阐述了装配工艺方法，对保证刀盘精度和质量具有一定的指导意义。
参考文献
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[3]刘宣宇.盾构技术的发展与展望[J].施工技术，2013.
[4]宋云.盾构机刀盘选型及设计理论研究[D].成都：西南交通大学，2009.。