闫利鹏，黄鸿颖，杨骁，蔡鸿

(1. 中铁建昆仑地铁投资建设管理有限公司，四川 成都610040；2. 西南交通大学 机械工程学院，四川 成都610031)

盾构机刀盘是直接与隧道开挖面岩土发生作用的关键部件，在盾构施工中刀盘和刀具受到较大的冲击和磨耗，对其结构的强度和刚度要求较高。成都地铁选用的土压平衡盾构机刀盘为普通刀盘材料，一般采用Q345C 钢，为满足刀盘在强度和刚度上拥有足够的安全余量，设计采用的钢板厚度大，导致刀盘面板的间隙空间不足；另一方面，工程上有时不得不采用带压换刀，带压换刀的安全性常常是困扰施工单位的难题，若将刀盘改为常压换刀设计，滚刀刀箱的布置就需要解决现有刀盘结构空间不足的问题；刀盘中心结泥饼也是成都地铁常见施工难题，需要增大刀盘中心开口率来解决，这一切都与刀盘的结构设计与材料有关。因此，刀盘结构设计时采用Q690 低合金高强钢材料，并在满足强度、刚度的条件下对刀盘进行结构优化，尽可能地减轻刀盘质量，同时增大刀盘中心开口率，对于解决上述困难问题，将是一项有意义的探索。目前，针对盾构刀盘的优化设计，国内已有研究并取得了一定成果。杨泊[1]以刀盘前面板和后面板的厚度作为设计变量，以最大等效应力、刀盘总质量以及总体变形作为目标函数，使用ave 环境的gdo 方法对刀盘进行了轻量化设计；田继涛等[2]以盾构刀盘的环形筋板尺寸作为设计参数，运用多目标遗传算法优化以提高刀盘的开口率；……