刀具更换

1.1.刀具更换
1.1.1.盾构刀具更换原因
刀具是切削土体的主要工具。

刀具布置在刀盘上，根据其位置和工作原理，可分为滚刀、齿刀和边缘刮刀三种。

滚刀主要用来切削岩层，齿刀主要用于切削土层，刀具的锋利和磨损程度将直接影响到盾构机的掘进效率。

刀具检查和更换分为定期和不定期。

定期检查是指根据具体地质情况和掘进长度而定，在地质情况变化时和经过长距离的掘进后预先确定在安全的地方进行刀具的检查和更换；不定期检查主要依据盾构掘进状态，比较各种掘进参数，如发现异常的情况后应立即对刀具进行检查，发现需要进行刀具更换则在最近处的安全地方进行刀具的更换。

在换刀前要在拟换刀地点进行补勘调查，必要时进行地面加固处理。

本标段盾构隧道穿过的地层主要为J3I-2强风化安山岩、J3I-3 中风化安山岩，掘进过程中要时刻注意地层的变化，及时检查、更换刀具，合理选择更换刀具的地点。

1.1.
2.刀具更换时间和地点的确定
根据盾构掘进的速度、刀具的磨损程度、地面环境情况和地层条件等因素来决定刀具的更换时间和更换地点。

刀具磨损量的预测：S =K・n • D・N・LN
式中，S --磨损量（mm（最外周部）；
K--磨损系数（mm/kr）;
D--盾构外径（m；
N--刀盘转速（rpm）;
L--推进距离（km）;
V--推进速度（m/min）。

根据经验和对该地层的判断计算，在微风化含砾粗砂岩地段，磨损系数K值取35mm/kn r 45mm/km刀盘转数为2.5rpm，推进速度取30mm/min磨损量警戒值按20mn考虑，推算出掘进270n v350m需要检查（必要时更换刀具）；在粉质粘土层地段，磨损系数k值取15mm/km ~ 25mm/km刀盘转数为2.5rpm，推进速度取60mm/min磨损量警戒值按20mm考虑，推算出掘进390m~ 650m需要检查和更换刀具。

换刀地点暂定在联络通道位置。

掘进过程当中，随时检查刀具，特殊情况特殊对待。

1.1.3.刀具检查和更换的主要程序
⑴更换刀具前一周储备好预计需要更换的刀具和准备好换刀工
具。

⑵停止掘进前，做好检查和换刀的各项准备工作和预防措施。

⑶开仓前，通过螺旋输送机排空土仓内的土并通过人闸内的泄压孔将土仓内压力降为0bar。

⑷开仓严格按照人闸安全操作规程操作，确保无压操作。

⑸检查刀具。

对刀盘清洗后，逐个检查刀具，并做好记录。

⑹根据刀具和刀盘磨损情况，确定换刀的类型和编号。

⑺换刀原则：按拆一把换一把的换刀顺序，以便土仓周边土层发生变化时可及时恢复掘进。

⑻试转和复紧。

在刀具更换完成并经工程师检查后，关闭仓门（稳定地层可先不关闭）。

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。

⑼恢复掘进。

开始阶段将刀盘转速和千斤顶推力要由小到大逐渐增加，避免因幅度过大造成对刀具的损坏。

带压刀具检查和更换程序参见图7-35。

图7-35 带压刀具检查和更换程序
根据经验，在掘进坚硬地层时，刀具磨损较快。

因此盾构机在穿 越该地层时，将准备充足的刀具作为备用。

在穿越过程中，要定期开 仓检查刀具。

在完成刀具更换后，要及时维修旧刀具和补充新刀具， 确实保证盾构机的掘进效率。

在不稳定地层中采用压气作业方式检查或更换刀具时 ，为了确保 安全，防止气压突发性降低，应在作业之前，向盾尾密封刷各腔之间 注入由CONDA 公司生产的“ special jointing compound 聚合物类 似于香口胶，在
4.5kg/cm2及以下的水压环境中，遇水会与之发生化 学反应，可在几秒形成一层胶状物填充空隙，加强了盾尾的密封性 能。

为了保证安全，盾构施工中与有丰富气压作业经验的盾构专家及 兄弟单位建立良好的合作关系。

1.1.4.刀具检查前开挖面地层处理
⑴为加强地层的稳定和减少加气压过程中的气体漏失，在停机开 仓前1天开始加气建立并稳定前方工作压力
⑵在停机开仓前排土作业，降低土仓内土面，保证土仓闸门能够 打开。

开启记录设备 、、
设备检查
-人员（材料）进- 入预备舱 确保预备舱和主 舱压力门关闭 X f
人员（材料）进入 主舱，关闭密闭门
土仓内作业完毕
关闭预备舱门
人员进入王舱
关闭主舱门 主舱降压
否
主舱压力是否
等于大气压力
是
停止记录设备
打印进舱记录
开启主舱门，人
员离开主舱
在排土过程中继续观察并稳定前方工作压力。

土面降低完成和土压稳定后，即完成对开挖面土体的地层处理。

⑶试压处理
①检查整个人闸、料闸及土仓阀控元件是否处于能正常工作的状
态；
②检查开挖面地层的漏气量，确定空压机的工作能力。

③检验人员安排的合理性，同时让各岗位人员提前适应各自岗位的工作、提高各岗位人员工作及相互配合的熟练程度。

并对仓内作业人员的主观感受，进行调查，给出综合评价。

④在刀具检查前对人闸及土仓加压设备的试运行，并对所用设备进行适当的保养，以便设备可以正常运转。

⑤土仓内试压试验：
a、首先，用水清洗两根连通土仓与变送器连接的软管。

清洗完后，启动空压机，将控制调节器的气管球阀打开，并将调节器打到自动档，将所应达到的土压设置好，然后打开向土仓内加气的球阀，开始向土仓内加气。

土仓内的试验压力分为0.03Mpa 0.05Mpa 0.09Mpa 几个阶段分别进行试验，最终将土仓内的压力设定为O.IMpa,并长
时间保压。

试验过程中，时刻注意土仓内的压力变化，观察调节器的压力显示值是否为试验设定值并观察能否稳定。

此时，人闸外的阀控人员需查看土仓压力记录仪，通过观察加压曲线来判断土仓的压力变化及稳定情况。

一般情况下压力有可能不是很稳定，待其稳定后停止操作。

但要求必须有机械工程师在现场观察土仓内压力变化。

加压完成后，将变送器上方的的软管再次用水清洗干净并用气冲掉管内剩余残留物。

将执行器处的球阀关闭，将控制器各指针归零并关闭控制球阀。

关掉空压机。

b另外此试验过程中，试验人员要记录工作空压机的启动频率，通过土仓的耗气量来判断空压机的供气量是否符合要求。

⑥人闸内试压
a、将人闸密封门关好，各个气阀关好，并认真检查。

b、启动空压机准备向舱内加压。

c、按照加压方案，对人闸分阶段加压。

加压时间要求控制。

直至舱内
压力基本稳定后，停止加压。

d、在稳压的情况下，机械工程师细心观察，检查人闸的气密性。

如有漏气马上做密封处理，以保证加压工作正常进行。

e、按“洗仓”方案对舱内进行换气处理，此过程注意保持舱内压力不变。

f、将料闸密封门关好，然后给料闸加压。

整个加压过程尽可能在短时间内完成。

当料闸内的压力与人闸的压力基本相等时，打开两者之间的阀门，使两者的压力完全一样。

g、根据减压方案进行减压时，时间可以相应减少。

当压力表读数达到
0.02 Mpa时，注意要放慢减压速度。

当压力表的示数为零时，打开人闸、料闸的密封门。

h、清理人闸内部物品，保持仓内清洁。

i、查看人闸、料闸的压力记录仪的加压曲线，判断人闸、料闸的工作及加压、减压过程是否正常。