韩伟，王余鹏，石端文

1.福建林业职业技术学院，福建 南平 353000；2.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430000

0 引言

在富水砂卵石地层中进行地铁隧道开挖作业，刀具的磨损非常严重，这不仅影响盾构设备的使用寿命，而且更换刀具过程繁琐，中途开仓很可能造成作业面塌方，使施工中断，总施工时间延长，施工成本增加，甚至危及生命[1]。国内对盾构刀具磨损的研究不多，国际上也没有较好的定量评价富水砂卵石地层盾构掘进刀具磨损的方法。因此，研究如何减少砂卵石层上的刀具磨损，确定刀具挖掘富水砂卵石地层的最大距离，可以为建造大型长距离富水砂卵石隧道提供参考依据[2-3]。

1 工程概况

该工程为福州地铁某富水砂卵石标段，地质条件复杂，从地面往下依次为素填土，粉质黏土，砂质粉土，粉细沙层，粉质黏土，淤泥，淤泥质土，淤泥夹砂，淤泥质中粗砂，粗中砂，卵石圆砾层，全、强风化花岗岩，中等、微风化花岗岩，富水砂卵石地质剖面见图1(图中单位为m)，砂卵石地层开挖状态见图2。

图1 富水砂卵石地质剖面 图2 富水砂卵石地层开挖状态

工程所处位置普遍存在地表水丰富、承压水位高、渗透性强等特点。面板式土压盾构机在砂、卵石圆砾层掘进过程中，随着刀盘扭矩的增大，泡沫和膨润土量的增加，渣土中的含水量显著增加，排渣变热，当刀盘进入326环时，切削刀盘扭矩急剧增加，千斤顶的推力急剧上升到15 MN，接近盾构机最大推力16 MN。当盾构掘进至329环时，推进时间剧增至210 min。……