浅析土压平衡陌构机滚刀损耗形式摘 要:以广州市轨道交通三号线盾构工程所用盾构机滚刀损耗形式为例，简要地 分析了所构机在施匸过程中滚刀的损耗形式、原因以及减少刀具损耗的预防措施，为今示盾 构隧道中如何最大稈度地开发刀具使用寿命提供了参考依据关键词:盾构机，滚刀，损耗广州市轨道交通三号线（市桥站北~番禺广场站盾构区间）盾构工程位于广州市轨道交通三 号线的最南端，由两条单圆盾构隧道（左线长度4717.354m,右线长度4732.094m）、一个中间风 井（含左、右线各30m长的矿山隧道）和10魔联络通道组成,线路最小曲线半径为800m,大 线路纵坡为30%隧道埠深为5m〜31m,洞身地质除有较稳定的硬槊残积土外,还有极不稳定 的淤泥质土和松散砂层,更有天然抗压强度达150MP“〜16（）MPa的花岗岩和变质岩，地质条件 I•分复杂多变隧道穿越的地面既有管线复杂的道路，又有密集的建筑物，是广州市轨道交通 三号线难度最大的标段之一1滚刀损耗形式由于隧道断面的地质复杂多变，隧道埋深平均在20m以上，且需破除距离长达700m,强度高 达160MPa的花岗岩区域，因此掘进过程中需较为频繁的更换刀具从整个工程竣工后统计 来看,整个工程共消耗滚刀2659把，其损耗形式主要分为以下几种。
1」正常磨损滚刀进行破岩时，破岩效率与英刃I I宽度有关随着滚刀刀圈濟损量的增加，刃I I宽度增加, 达到一定范围时会影响掘进速度,由于受到刀圈加工工艺的限制，而且新装刀圈与齿刀Z间的 高差为35mm,所以确定正滚刀与中心刀最大磨损量为30mm;而边缘滚刀则因隧道肓径 6280mm以及所处位置的要求，其磨损极限为15mm正常磨损是刀具失效的主要形式，另正 常磨损又称为均匀磨损，其磨损形状为在刃口宽度范鬧内磨损较均匀1.2滚刀刀圈断裂在掘进过程中由于岩石情况发生变化或刀盘其他部件（如齿刀等）脱落卡在刀刃与岩壁Z 间，会导致刀圈局部过载而使刀圈丿应力集中、发生断裂，同时刀圈与刀体配合过盈量未达到要 求也会造成刀圈断裂1.3轴承损坏施工过稈中，有时会发现刀圈被磨成一条或几条弦，称Z为偏磨这主要是由于刀具轴承损 坏不能转动造成的;在掘进过程中刀具出现偏磨而未及时发现是非常危险的，一把刀市于偏磨 而失效会造成相邻两把刀过载而失效，从而迅速向外扩展，肓至整个刀盘上的刀具全部失效, 所以在掘进过程中应及时观察皮带机内的出磴情况，一旦出现长而宽的石磴时，应立即停机检 查刀盘造成轴承损坏的原因主要是由于轴承过载或刀盘发泡剂系统不良而使轴承过热抱死, 刀具漏油而未及时发现也会使刀圈偏磨而失效。
1.4刀具漏油漏油的刀具解体后发现,绝大多数漏油的刀具其轴承己失效，圆锥滚了的大头端剥落，轴承 外圈已成麻面或发蓝，同时刀具的浮动密封已失效，极个别的刀具为注汕孔漏汕主要有以下 几方面:1）由于岩石条件急剧变化（多为较发疗的破碎岩层）或操作原因（调向过大或推力过大），以及 换刀不合理（相邻刀具的磨损量相养较多），造成个别刀具过载，使刀具轴承恻锥滚了的承载端 剥落，剥落的金属碎片及颗粒使密封失效2） 由于刀盘发泡剂系统不良而使轴承及润滑油温度过高3） 强度较高的大石块或加断的正面齿刀、边缘刮刀卡在刀具端盖密封处，使滑动密封受冲 击载荷失效4） 刀具轴承及浮动密封的寿命己达极限5） 刀具修理过程中隔套尺寸不符合规格或刀具内混有杂物1.5刀圈剥落由于刀圈磨损表血产生疲劳裂纹，逐步扩展导致微观断裂、燃损剥落从刀具检杳情况来 看一般刀的剥落块较小，不影响刀具的正常运转1.6扌半圈断裂或脱落瑞克公司生产的正血滚刀和边缘滚刀的刀圈内侧为两半对接焊的安全挡圈,便于更换刀圈 并防止刀圈移位但由于离心力的作用刀圈作用于刀体上的力都是指向外侧的，所以一般内 侧受力较小，但在施工过程中由于挡圈焊接质量较并或刀盘前部岩石破碎，坍塌的大石块经常 将扌半圈砸断或脱落，直至发生刀圈移位，使刀具更换很困难。
1.7刀具螺栓松、脱、断及掉刀等情况原始记录表明，随着换刀次数的增加，刀具螺栓松、脱、断甚至掉刀的现象（统称为螺栓问 题）也逐渐严重,造成刀具的螺栓问题的原因主要有以下几方面：1） 刀具拉紧快和U型块的重复使用，使相当部分配合面受圧变形而成台阶状，同时修理次数 过多使一把刀的两块拉紧快配合面不在同一个平面上2） 刀具及刀具螺栓重复使用的次数较多，螺纹损伤严重3） 由于刀具在安装过稈中没有将所有配合面（拉紧快、U型块、螺纹以及公母垫等）清理干 净，而使刀具在掘进过程中出现螺栓问题4） 市于操作原因未使刀具所有螺栓达到规定预紧扭矩2预防措施1） 根据施工过程中不同的地质条件,选择安装不同扭矩的刀具2） 施工过稈中要连续使用刀盘发泡剂系统，同时保证发泡剂系统功能的冇效性，以达到有效 润滑刀具、降低刀具的表面温度、实现渣土改良等功能3）刀具主要配件（如轴承、端盖、轴等）连续使用三次以上的需要报废4） 制定刀具安装完成示的安装质量检杳制度，主要检杳刀轴、刀具拉紧快安装位置是否正 确,刀具螺栓是否拧紧等工作5） 施工过程中，及时根据地质条件的变化，合理选用掘进参数6） 制定严格的刀具检杳制度，软岩地层中每100环~150环（150m〜225m）检查一次刀具，硬岩 地层中每2（）环〜50坏（30m〜75m）检查一次刀具，当然在施T情况遇到突变时，可根据当时的具 体情况确定是否提前或滞后刀具的检杳日期。
7） 整刀、刀圈在搬运、卸巾时要严格按有关规定和方法进行，必须做到轻装轻放，并做好各 种防护措施现场刀具安装必须按照其安装要求和工艺进行3结语文中通过对广州市轨道交通三号线（市桥站北〜蒂离广场站盾构区间）盾构丁程施丁过程中 使用的刀具 滚刀的损耗形式、损耗原因以及相应的预防措施文中为今后的丹构隧道中如何最大程度地开发刀具的使用寿命提供了一定经验参考文献：[1]张国京.北京地区土压式盾构机刀具的适应性分析[J].市政技术,2005（1）:9-13.［2］邹积波.盾构刀具磨损原因分析［J］健筑机械化,2003(11):57-58.。