单刃滚刀与双刃滚刀刀盘掘进对比分析

（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016）

盾构在施工过程中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等，其中刀盘刀具必须根据工程地质情况进行针对性设计[1～2］。刀盘、刀具是盾构的关键部件之一，直接影响盾构施工的效率和设备选型的成败。刀盘设计时，应充分考虑刀盘的结构形式、刀盘开口率、刀具的布置、使用寿命及刀具费用等因素对地质的适应性，在确保开挖面稳定的情况下，提高掘进速度[3～4]。

在单轴抗压强度比较高的岩层中掘进，能否高效率的破除岩石是主要矛盾，此种状况下合理的刀间距、滚刀刀圈的刃型、材质是主要考虑的问题。但在城市地铁施工中，存在较多的混合地层，比如在粉质粘土与强风化、中风化的泥灰岩、石灰岩、角砾岩等混合地质盾构区间掘进，岩石的单轴抗压强度不高，破岩不是主要矛盾，采用单刃滚刀的刀盘方案还是双刃滚刀的刀盘方案掘进施工一直是业内讨论的问题。

1 单刃滚刀与双刃滚刀结构特点

盘形滚刀技术是盾构/TBM 的核心技术之一，要求滚刀承载能力强、质量稳定性好；刀圈具备很好的冲击韧性，同时耐磨性和红硬性好。目前常用直径17 寸和19 寸的盘形滚刀，在大直径的TBM 中也采用20 寸的盘形滚刀。较大直径的盘形滚刀允许较大的刀圈磨损量、可降低滚动阻力系数、允许使用较大的轴承从而具有更大的承载力。

17寸单刃、双刃滚刀结构如图1、图2所示，主要由刀轴、下端盖、浮动密封、刀圈、刀体、轴承、上端盖、隔环等部件组成。……