刘华吉

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430073）

盾构隧道在硬质岩层掘进时，刀具磨损是一类重要的工程问题，其直接影响到盾构隧道施工成本。刀具磨损与工程地质条件有很大关系，尤其与隧道围岩的耐磨性密切相关[1]。国内外研究表明，围岩耐磨性与岩石的强度、矿物组成、风化程度、岩石结构等有关。目前比较通用的岩石磨蚀性测试实验是Cerchar测试方法，并通过其测试结果CAI值来反映岩石对盾构刀具的磨损情况。由于其测试简单，且实验结果能比较好地反映岩石对刀具的磨蚀性[2-4]。

本文以宁波某海底隧道为工程背景，展开围岩耐磨性研究，采集弱风化凝灰岩和砾石进行Cerchar磨蚀性实验和岩石矿物衍射分析实验，获取隧道围岩耐磨性，探究岩石矿物组成对CAI值的影响规律。这对降低海底盾构隧道的工程成本，指导盾构机选型和刀具设计等有十分重要的意义。

1 岩石室内实验

1.1 岩石磨蚀性实验

1.1.1 实验设备

本次岩石磨蚀性实验在某大学地质科学与工程实验中心进行。实验设备采用自行研制的CAI指标实验仪（见图1）、高精度电子显微镜和HRC55型号钢针。

图1 CAI指标实验装置示意图

CAI指标实验仪由法向砝码，钢针固定器，台钳以及手曲柄组成；高精度电子显微镜用于测量钢针微观磨损量；HRC钢针主要用于对试样进行刻划，提取刻划变量参数。各实验设备具体技术参数如表1所示。

表1 各实验设备技术参数

1.1.2 制样

本次实验分别采集的7组岩样和7组砾石样品作为研究对象，岩石均为弱风化。……