复合盾构盘形滚刀在石英岩地层掘进中的应用研究*

黄 健

(隧道股份上海城建国际工程有限公司，上海 200232)

本文通过新德里轨道交通三期工程中的Vasant Vihar—Shankar Vihar区间上行线盾构掘进(以下简称“项目”)来介绍滚刀在石英岩中的磨损情况[1]。

1 工程概况

区间单线长1 425m，地层以不同程度风化石英岩为主，盾构掘进范围内无地下水；区间微风化的石英岩占7%(单轴抗压强度在90MPa以上，最大可达125MPa)，中风化的石英岩占56%(单轴抗压强度在50～90MPa)，强风化石英岩占37%(单轴抗压强度在15～50MPa)。岩石的石英含量在85%～95%，岩石完整性指数RQD最高可达97%。采用复合盾构施工[2]，隧道覆土厚10～18m，隧道内径5 800mm，外径6 350mm，管片环宽1 500mm，厚275mm，采用5+1拼装模式，管片分R-S-L 3种类别，采用错缝拼装。轴线最小转弯半径为600m(见图1)。

图1 全断面石英岩

2 盾构机

项目使用海瑞克EPB 6 660mm土压平衡盾构机，最大推力达42 500kN，额定扭矩4.62MPa，脱困扭矩5.54MPa，刀盘最大转速可达7r/min。

2.1 刀盘结构

刀盘采用面板式，开挖直径6 660mm，开口率28%(见图2)。土压平衡掘进时，在稳定正面土体的前提下，有利于提高出土效率，又能为在掘进施工时安装更换各种刀具提供足够空间。

图2 刀盘结构

为提高硬岩中刀盘需具有足够强度和破硬岩能力，刀盘重达85t。在磨损角度部位，如刀盘开挖面、搅拌棒、刀盘边缘处，大量堆焊了网格状耐磨层，增加刀盘耐磨性能，有效保护刀盘整体结构。

2.2 刀具布置

刀盘配置4把18in(1in=25.4mm)中心双刃滚刀，38把18in单刃滚刀(正面25把，边缘13把)；50把四孔切刀，48把边缘刮刀。

滚刀高出刀盘面板187.3mm，四孔切刀高出刀盘面板125mm。滚刀高出切刀62.3mm，提高了滚刀的破岩能力，并能充分保护切刀和刮刀(见表1)。……