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复合地层的盾构刀盘、刀具配置技术研究
摘要
随着城市化进程的不断发展，越来越多的地下工程需要建设，盾构技术作为目前地下工程施工的主流方式之一，受到了越来越广泛的应用。在盾构施工过程中，由于复合地层的存在，严峻的施工环境给盾构刀盘、刀具的配置技术提出了更高的要求。本文围绕复合地层的盾构刀盘、刀具配置技术展开研究，分别探讨了刀盘、刀具的配置原则、参数、刀盘结构等方面，旨在为复合地层盾构刀盘、刀具配置技术的提高提供参考。
关键词:复合地层；盾构；刀盘；刀具；配置技术
ABSTRACT
Withthecontinuousdevelopmentofurbanizationprocess,moreandmoreundergroundprojectsneedtobeconstructed.Shieldtunnelingtechnology,asoneofthemainstreamconstructionmethodsforundergroundprojects,hasbeenwidelyused.Intheprocessofshieldtunnelingconstruction,duetotheexistenceofcompositestrata,theharshconstructionenvironmenthasputforwardhigherrequirementsfortheconfigurationtechnologyofshieldtunnelingcutterheadandcuttingtools.Thispaperfocusesontheresearchofcutterheadandcuttingtoolconfigurationtechnologyforcompositestratainshieldtunneling,andexplorestheprinciples,parameters,cutterheadstructureandotheraspects.Theaimistoprovidereferencefortheimprovementofshieldtunnelingcutterheadandcuttingtoolconfigurationtechnologyincompositestrata.
Keywords:compositestrata;shieldtunneling;cutterhead;cuttingtool;configurationtechnology
正文
一、前言
盾构技术是一种先进的地下隧道掘进方法，以其高效、快速、安全、环保等优势，被广泛应用于各类地下工程的建设中。随着城市化进程的不断发展，越来越多的地下工程需要建设，盾构技术得到了更广泛的应用。在盾构施工过程中，复合地层是一个比较常见的问题，对于盾构刀盘、刀具的配置技术提出了更高的要求。
复合地层指的是由多种地层组成的混杂地层，其层位、性质和地质构造不同，会对盾构的刀盘、刀具选择和配置产生影响。若盾构刀盘、刀具配置不当，将会导致刀头失效、损坏和浪费等问题，对工程的进展和质量都会产生影响。
二、盾构刀盘、刀具配置原则
2.1确定构造特征及具体地层情况
在对盾构刀盘、刀具进行配置时，需要首先确定复合地层的构造特征及具体地层情况。通过勘探、测试等手段获得，明确地层的分布特征、物理力学特性等信息，并进行相应评价和分析。同时，需要结合地下水、地表状况等因素进行综合研究，确定适当的刀盘和刀具配置。
2.2选择适当的刀盘结构
针对不同类型的地层，需要配置不同种类的刀盘结构和形式，以保证盾构切削刀具的正常使用。不同的刀盘结构在钻掘复合地层时，具有不同的优缺点，如能耗、切削效率、寿命等方面存在差异。对于难钻难松、复合地层比较深的工程，可以采用具有高刚度、高耐磨损、高切削效率的切削刀具。
2.3选择适当的刀具
针对不同类型的地层，还需要配置适当的刀具和其数量、切削参数等。根据不同地质环境、不同工况下的要求，如掘进前置体的形状、材料、切割类型、尺寸等，选择对应的切削刀具。同时，还需结合切削刀具的寿命、维修等因素进行综合评价和分析。
三、盾构刀盘、刀具配置参数
3.1切削刀具的数量
切削刀具的数目对于盾构刀盘、刀具配置非常关键，直接影响钻掘进度和效率。在配置时需考虑掘进的磨损情况、地层的硬度、物理特性、安全生产等因素。一般来说，难掘、硬度较大的地层需要使用更多的切削刀具，而相对柔软、掘进较易的地层可以考虑减少切削刀具的数量以节约成本。
3.2切削刀具间隙大小
针对复合地层的情况，切削刀具的间隙大小也需要被配置，以使其有助于整体掘进工作。对于难掘的硬质地层，可以适当增加刀具的间隙来帮助掘进，提高钻进效率。同时，刀具间隙大小的设置需要与工况的复杂程度和盾构刀盘结构特征等