曹文正， 余家乐， 李 尧, *

(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心， 山东 济南 250061； 2. 中建八局第一建设有限公司济南公司， 山东 济南 250000)

0 引言

盾构法隧道施工因具有安全、高效、对地面扰动小等众多优点，在城市隧道建设中得到了广泛的应用。然而，盾构施工中经常会遭遇到各类地下障碍物，尤其是桩基、地下连续墙等钢筋混凝土构筑物[1]，并且传统的地面拔桩、爆破清障等方法受限于复杂的城市工程环境而难以实施[2-3]。隧道掘进机仅依靠机械切割作用破障，效率低下，刀具磨耗大，刀具卷刃、崩断以及钢筋缠绕刀盘等问题频发[4]。为解决上述难题，需积极探索高效的破障方法。其中，超高压磨料水射流在物料切割和机械加工领域应用广泛，具有清洁环保、高效、易于实现等优势[5]，从而得到广泛关注。将高压射流技术与盾构刀具相结合，使用磨料射流冲蚀钢筋造成预损伤，再利用刀具对损伤处进行切割，可以在高效破除钢筋混凝土的同时降低刀具与钢筋发生碰撞摩擦时的损耗，在破解盾构高效穿越城市障碍物难题方面具有巨大潜力。

目前，磨料射流联合机械刀具破岩已在采矿领域进行了广泛研究和实践，并成功研发了具有射流辅助作用的PDC水力钻头、硬岩破碎钻头[6-8]等开采工具。研究表明，射流在适当位置辅助刀具破岩时，刀具受力可减少 30%～50%[8]。有学者在盾构搭载磨料射流破岩破障方面做出了初步探索，如： 钢筋混凝土先经磨料水射流切割，再由盾构截齿切割，渣片中大粒径混凝土碎块占比减少，钢筋碎块长度适中，满足设备出渣需求[9]；……