赵才

摘 要：为设计满足于实际施工需要的盾构机刀盘，通过地质勘测报告得到掘进地层的特点，论述了刀盘的框架结构、刀具的配置以及泡沫注入口的设计，建立了刀盘主体结构有限元分析模型，分析了刀盘在受均匀荷载与偏载的条件下的受力特性，得到了刀盘在两种工况下的应力应变分布规律。分析结果表明：在两种不同载荷工况下刀盘的最大等效应力和最大位移变形量分别为108MPa， 171MPa及1.4mm， 3.2mm。刀盘受到最大的等效应力远小于材料的屈服强度，而且两种情况下的变形量较刀盘直径均很小，设计满足刀盘实际施工的强度与刚度要求。

关键词：土压平衡盾构；刀盘；有限元分析；结构分析

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0104-03

盾构机的刀盘是隧道掘进的关键部件，它在施工中主要用来破碎剥离岩土和支护隧道开挖面及搅拌渣土等。盾构刀盘在掘进过程中会遇到各种不同的地质情况，从软土、黏土、软岩到风化层硬岩，不同的地质的物理参数区别很大，刀盘的工作环境及其恶劣，刀盘承受的随机突变载荷变化很大，这些都对盾构刀盘的结构设计提出了较为严格的要求，因此刀盘性能的好坏将直接影响盾构机的工作效率。此外，刀盘的设计质量决定了隧道成洞的质量，如果刀盘刚度不够或刀盘上刀具布置不合理，将导致盘面受力不均，出现偏斜，这就需要纠偏机构不断地进行调整，不仅影响了成洞质量，还降低了开挖效率。……