硬土地层施工中的盾构刀具损坏机理及防治措施

段戊龙

中铁十二局集团第二工程有限公司，山西 太原 030032

盾构法施工是当前隧道钻进施工的主要应用方式之一，在我国得到了较为广泛的推广和应用，当前该项施工技术可应用在各种复杂地层的钻进施工中，且表现出较高的施工效率和施工安全性[1]。但是盾构机在硬土地层中钻进时，常出现盾构刀具受损严重的现象，使盾构钻进施工的成本大幅度增加。在此情况下，对盾构刀具损坏机理进行深入分析，总结盾构刀具的磨损规律，采取科学的防治措施，不仅有助于提升施工效率，还能够显著降低盾构施工成本，针对这方面的研究具有较为积极的意义。

1 盾构机刀具的主要配置

盾构机在进行施工时，主要配置的刀具类型包括滚刀、焊接式先行刀、切刀、边缘刮刀、超挖滚刀、保护刀、外周耐磨块等，各种刀具在盾构过程中所具有的作用存在着较大的差异。（1）滚刀在盾构机中主要承担开挖面硬岩土层的挖掘施工，也是盾构机中最先与开挖面接触的刀具，其在安装时通常比盾构机的刀盘高度高出175mm；（2）焊接式先行刀在盾构机中起保护切刀的作用，其安装高度相较于切刀高出20mm，相较于滚刀高出15mm；（3）切刀和边缘刮刀主要发挥切削和装载的功能，开挖面土层经滚刀破碎后，产生的渣土经切刀和边缘刮刀处理，然后进入渣槽中；（4）保护刀主要焊接在刀盘注入口的上端部位，该刀具可有效保护刀盘注入口，降低其受损程度；（4）外周耐磨块也被称为外周保护刀，其能够对刀盘外圆周进行有效保护，通过在刀盘外圆周均匀布置外周耐磨块，形成环状保护刀盘外圆周[2]。……