基于全斷面中風化灰?guī)r刀盤優(yōu)化設計

基于全斷面中風化灰?guī)r刀盤優(yōu)化設計牛朋朋（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司，上海202235）

1工程性質(zhì)與場地條件

1.1工程概況

徐州城市軌道交通6號線一期工程SGTJ6103標段黃河東路站—商聚路西站區(qū)間為盾構工法施工，擬投入2臺復合土壓平衡式盾構機組織施工。本區(qū)間起于黃河東路站，止于商聚路西站，盾構區(qū)間長度為2249.53m。線路出黃河東路站后沿中山北路向南鋪設，線路基本沿規(guī)劃路向西鋪設。線間距約12～15m，縱坡采用“人”字坡。

區(qū)間平面設R＝450、600、550三組曲線；豎向設“人”字坡，線路先以0.5000%、1.4000%上坡，然后以0.5300%、2.8069%、0.5000%下坡。

1.2工程地質(zhì)條件

黃河東路站—商聚路西站區(qū)間主要穿越全斷面11-2-3中風化灰?guī)r，單軸抗壓強度平均值為74MPa，隧道埋深7.9～39.8m，隧道最大坡度2.8069%，最小曲線半徑為450m。

2六幅條輻板式刀盤針對性設計

2.1刀盤結構設計

針對徐州市巖溶特殊地層盾構掘進要求，刀盤設計滿足即可安裝撕裂刀，也可安裝滾刀，黃河東路站—商聚路西站區(qū)間采用六幅條輻板式刀盤結構，以適應高強度中風化灰?guī)r施工需求。

2.2刀具設計

刀盤刀具設置為4把17寸雙聯(lián)滾刀，刀高175mm，刀距85mm；26把18寸正面單刃滾刀，刀高175mm，刀間距75～80mm，具備較強的破巖能力；13把18寸邊緣單刃滾刀最外側軌跡3把，有效延長滾刀掘進距離；4把切削刀，刀高130mm，刀間距165mm；12組邊緣刮刀，刀高130mm，提高刮刀軌跡全斷面覆蓋。

單個滾刀載荷值為250kN，刀盒總載荷值高達10750kN。

2.3刀具配套設計

3個磨損檢測，液壓式磨損檢測；刀盤開口率控制在30%～35%；刀盤耐磨措施為刀盤面板及外周板焊接耐磨板，其余易磨損部分堆焊耐磨網(wǎng)格（60mm×60mm，高度5mm，寬度5mm）；超挖刀取消后設置1把刀軌跡線為6425mm的保徑刀，形成保徑刀三級設置，一級為6440mm刀跡線，二級為6432mm刀軌跡線，三級為6425mm刀軌跡線，確保保徑刀完好工作，降低了制造成本，保障了刀盤的正常工作效率，一定程度上減少刀盤結構磨損幾率；因中心刀采用端蓋式結構形式，為避免刀具在掘進過程中出現(xiàn)非正常磨損或損壞，在中心刀處設置一個磨損檢測裝置，保證中心刀工作效率及異常情況的及時判斷，從而確保盾構掘進過程安全順利；依據(jù)復合式刀盤盾構掘進過程中滾刀及刮刀對應的工作機理和失效臨界值，結合類似工程中盾構機貫入度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，刀具高差確定為45mm，以便充分發(fā)揮滾刀對巖面的破碎作用和刮刀對破碎后渣土的刮削效果。

3結語

本文針對黃河東路站—商聚路西站區(qū)間硬巖地質(zhì)刀盤優(yōu)化設計，對刀盤結構和刀具配置及刀具配套做了詳細解析，便于黃河東路站—商聚路西站區(qū)間長距離掘進過程中，減少換刀頻率，增加刀具的使用效率，為該硬巖長區(qū)間做好技術支持，從而降低掘進產(chǎn)生的內(nèi)外風險和施