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在国内的很多工程中都对盾构法进行了应用，在解决恶劣地质构造时发挥着重要的作用。但是，刀盘刀具磨损情况还长期的制约着该方法的有效发展，因此，文章以北京砂卵石地质构造为例，对盾构机刀盘刀具磨损与处理措施进行了分析与阐述。进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、刀盘的磨损情况分析
1、磨损现象分析
在盾构隧道贯通后，需要检查、清洗盾构刀盘，这时，我们就可以发现有无磨损现象发生，通常情况下，盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的，以整体角度出发，刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况，圆周中部和中心磨损小的情况。具体磨损案例如下：
首先，刀盘外圈周边容易出现磨损；其次，先行刀在刀盘辐板上容易被损坏，容易磨损先行刀安装基座，一旦这个部位没有注意，损坏会非常的严重；再次，通常会较深磨损刀盘面板，并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素
在盾构推力的影响下，刀具会将一定的压力带给开挖面土体，在刀盘的转动下，会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间，进而就会出现磨损情况。刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关，并且随着不断增加的刀具掘削里程，在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长，所以容折断、磨损快等情况。当外周边刀具和周边刀被磨损了之后，这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。同时，在开挖时，会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面，恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系，粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具，而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损，甚至还会造成盾构刀具崩齿，砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质，因此，在施工的过程中非常容易遇见，甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块，所以，会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析
通过上述的分析能够发现，在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中，对盾构机的刀具会经常的带来损害，并且，一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力，并且，所花费的费用和时间也较多，因此，采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的，因此，我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
1、选择合适的刀盘形式
不同的刀具，就会有不同的切削机理，工程地质情况同盾构刀盘结构形式联系密切，有无合理的选择刀盘类型，同盾构的掘进效果有着很大的关系。所以，应该按照不同的水文地质情况将不同的刀盘型式应用到盾构机中，将类型不同的刀具配备到其中，开展有效的组合。将切削型刀具应用到软土层中，将双刃齿刀和双刃滚刀应用到软岩地层中，在对刀具配置时，可以考虑对刀具数量的增加，就是增加每一种的刀具数量，或是并用长短刀具来切削，对长短刀具不同的切削高度差进行考虑，进而能够将刀具的使用寿命提升，在磨损了长刀具之后，长刀具就可以被短刀具所取代，进而能够将刀具整体抗磨损性能提升上来，针对北京地区这种砂卵石地质构造而言，可以将双刃滚刀和切削型刀具配置到其中，也可以将刀具的数量适当的提升。
2、提升刀盘的抗磨性
在砂、卵石地层中，刀盘是极易被损坏的，尤其是辐条性刀盘外周表面、后面和前面最容易被损坏，所以，将刀盘的耐磨性提升上来，也是提升刀盘耐磨性的重要举措。提升刀盘的耐磨性，通常是选择将格栅状特别耐磨材料堆焊在刀盘板面上，在刀盘的边缘、周围也可以将格栅焊接上去，将加强钢板增加上去，提升刀盘四周及有关部位的硬度和强度，将其耐磨性提升上来，此外，应该使用抗剪性好、硬度大的钢材作为刀刃，尤其是对砂卵石层进行切削时，可以顺着刀具外表开展硬化堆焊，进而将刀具的耐磨性提升。
3、改良开挖的土体
一般在一定压力和转速下刀盘会开始挖掘土体，刀具要对极高的工作温度和压力进行承受，工作条件一旦恶劣，会将刀具的使用寿命降低。对适合的土地改良剂进行选择，并且按照地质情况，展开动态科学的管理，对土地的流塑性进行改善，不但能够降低对刀具和刀盘面的损害，同时，还能够避免切下来的碎石和泥沙对螺旋输送机和刀盘带来堵塞影响。此外，在添加了改良剂之后，对刀具会发挥出冷却和润滑的作用，将刀具的使用寿命会有效的提升上来。
4、对刀盘正反转进行使用
在掘进的过程中，盾构机应该相适应的交替应用刀盘的正反转，并且，努力确保也有着相同长度的正反转切削刀的切削长度，在一个方向上通常会长时间的转动盾构机，这样一来，不但会有偏离的现象出现在其中，同时会造成正在运行的刀具磨损到了相应的程度之后，开挖面和相反方向的刀具提升摩擦力度，从而就会引发严重磨损情况发生。所以，利用刀盘逆时针和顺时针方向的转换，这样就能够较为均匀的使用对称布置的主切削刀具，防止有相差过大的情况产生于边缘刀具磨损量中，进而才能够将切削刀具的应用寿命有效的提升上来。
结语
盾构机施工过程中，盾构刀盘刀具磨损的情况是不可避免的，然而，因为在盾构机掘进的过程中，盾构刀盘是其中的重要设备，所以，一定要应用有效的方式降低其在工作中的损耗，尤其是在北京砂卵石地层中进行施工作业时，就更应该根据当地的地质情况选择最为合理的盾构刀盘方式，定期对刀具进行检查，及时的更换不同类型的刀具，在施工前，对盾构刀盘的耐磨性进行改善，并且对于土体改良剂等措施也应该适情况而选择，从而将施工水平提升上来。
（作者单位：中铁隧道股份有限公司）
一、刀盘的磨损情况分析
1、磨损现象分析
在盾构隧道贯通后，需要检查、清洗盾构刀盘，这时，我们就可以发现有无磨损现象发生，通常情况下，盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的，以整体角度出发，刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况，圆周中部和中心磨损小的情况。具体磨损案例如下：
首先，刀盘外圈周边容易出现磨损；其次，先行刀在刀盘辐板上容易被损坏，容易磨损先行刀安装基座，一旦这个部位没有注意，损坏会非常的严重；再次，通常会较深磨损刀盘面板，并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素
在盾构推力的影响下，刀具会将一定的压力带给开挖面土体，在刀盘的转动下，会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间，进而就会出现磨损情况。刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关，并且随着不断增加的刀具掘削里程，在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长，所以容折断、磨损快等情况。当外周边刀具和周边刀被磨损了之后，这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。同时，在开挖时，会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面，恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系，粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具，而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损，甚至还会造成盾构刀具崩齿，砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质，因此，在施工的过程中非常容易遇见，甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块，所以，会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析
通过上述的分析能够发现，在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中，对盾构机的刀具会经常的带来损害，并且，一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力，并且，所花费的费用和时间也较多，因此，采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的，因此，我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
1、选择合适的刀盘形式
不同的刀具，就会有不同的切削机理，工程地质情况同盾构刀盘结构形式联系密切，有无合理的选择刀盘类型，同盾构的掘进效果有着很大的关系。所以，应该按照不同的水文地质情况将不同的刀盘型式应用到盾构机中，将类型不同的刀具配备到其中，开展有效的组合。将切削型刀具应用到软土层中，将双刃齿刀和双刃滚刀应用到软岩地层中，在对刀具配置时，可以考虑对刀具数量的增加，就是增加每一种的刀具数量，或是并用长短刀具来切削，对长短刀具不同的切削高度差进行考虑，进而能够将刀具的使用寿命提升，在磨损了长刀具之后，长刀具就可以被短刀具所取代，进而能够将刀具整体抗磨损性能提升上来，针对北京地区这种砂卵石地质构造而言，可以将双刃滚刀和切削型刀具配置到其中，也可以将刀具的数量适当的提升。
2、提升刀盘的抗磨性
在砂、卵石地层中，刀盘是极易被损坏的，尤其是辐条性刀盘外周表面、后面和前面最容易被损坏，所以，将刀盘的耐磨性提升上来，也是提升刀盘耐磨性的重要举措。提升刀盘的耐磨性，通常是选择将格栅状特别耐磨材料堆焊在刀盘板面上，在刀盘的边缘、周围也可以将格栅焊接上去，将加强钢板增加上去，提升刀盘四周及有关部位的硬度和强度，将其耐磨性提升上来，此外，应该使用抗剪性好、硬度大的钢材作为刀刃，尤其是对砂卵石层进行切削时，可以顺着刀具外表开展硬化堆焊，进而将刀具的耐磨性提升。
3、改良开挖的土体
一般在一定压力和转速下刀盘会开始挖掘土体，刀具要对极高的工作温度和压力进行承受，工作条件一旦恶劣，会将刀具的使用寿命降低。对适合的土地改良剂进行选择，并且按照地质情况，展开动态科学的管理，对土地的流塑性进行改善，不但能够降低对刀具和刀盘面的损害，同时，还能够避免切下来的碎石和泥沙对螺旋输送机和刀盘带来堵塞影响。此外，在添加了改良剂之后，对刀具会发挥出冷却和润滑的作用，将刀具的使用寿命会有效的提升上来。
4、对刀盘正反转进行使用
在掘进的过程中，盾构机应该相适应的交替应用刀盘的正反转，并且，努力确保也有着相同长度的正反转切削刀的切削长度，在一个方向上通常会长时间的转动盾构机，这样一来，不但会有偏离的现象出现在其中，同时会造成正在运行的刀具磨损到了相应的程度之后，开挖面和相反方向的刀具提升摩擦力度，从而就会引发严重磨损情况发生。所以，利用刀盘逆时针和顺时针方向的转换，这样就能够较为均匀的使用对称布置的主切削刀具，防止有相差过大的情况产生于边缘刀具磨损量中，进而才能够将切削刀具的应用寿命有效的提升上来。
结语
盾构机施工过程中，盾构刀盘刀具磨损的情况是不可避免的，然而，因为在盾构机掘进的过程中，盾构刀盘是其中的重要设备，所以，一定要应用有效的方式降低其在工作中的损耗，尤其是在北京砂卵石地层中进行施工作业时，就更应该根据当地的地质情况选择最为合理的盾构刀盘方式，定期对刀具进行检查，及时的更换不同类型的刀具，在施工前，对盾构刀盘的耐磨性进行改善，并且对于土体改良剂等措施也应该适情况而选择，从而将施工水平提升上来。
（作者单位：中铁隧道股份有限公司）