杨孟

（广东华隧建设集团股份有限公司，广东 广州 510228）

在TBM隧道施工中，项目是否能够高效、经济地完成，刀具的选型和管理是最关键的因素之一。在刀具磨损方面已经有较多的研究，例如，秦银平等基于Rabinowicz磨粒磨损引入CSM破岩模型对磨损进行研究；张厚美TBM盘形滚刀磨损与滚刀滑动距离关系研究；张宁川通过对TBM、盾构盘形滚刀硬岩掘进的刃口磨损形状分析及优化对策；乔世范等基于磨粒磨损机理的TBM滚刀寿命预测。

上述研究提供了大量的理论基础，但是，对当前国内外刀具应用情况分析较少。本文通过对11家国内外刀具试验，以及榕江关埠引水项目刀具消耗数据为基础进行分析。以单刀圈的平均破岩量以及刀盘贯入度作为研究对象，以找到提高掘进效率和经济效益的更优刀具配置方案及掘进参数。

1 刀盘刀具介绍

本文研究的背景：榕江关埠引水项目，工程输水总线路35km，其中TBM隧道27km。采用3台中铁装备双护盾TBM施工。最大开挖直径5060mm，最大推力为10500kN。其中4把17寸中心滚刀、27把19寸单刃滚刀。如图1所示。

2 刀具试验

T1隧洞围岩基本稳定后，对国内外11家刀具开展2轮次试验工作，其中国内9家，国外2家。试验分正面刀和边刀试验，从不同维度进行试验。

2.1 正面刀试验

正面刀试验时，将刀具同时安装在刀盘上，所有刀具遇到的地质条件、掘进参数视同完全一致。正面刀与掘进方向平行，轴承与刀刃主要受径向载荷，纠偏或者地层不均造成其他未知因素忽略不计。

本项目TBM刀盘的9#～26#刀刃是正面刀位，共18把。……