复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计
盾构机械刀盘设计中的材料与优化分析
盾构机械刀盘设计中的材料与优化分析盾构机械刀盘是在地下工程中使用的重要工具，它承担着掘进、支护和排土的任务。
在盾构机械刀盘设计中，材料的选择和优化分析是关键的因素之一。
本文将对盾构机械刀盘设计中涉及的材料和优化分析进行详细探讨。
1. 材料选择在盾构机械刀盘的设计中，一般采用高强度、高耐磨性的材料来确保其在复杂地质环境下的可靠性和耐久性。
以下是在盾构机械刀盘设计中常用的材料：1.1 钢材：一般选择优质的耐磨钢，如国内的42CrMo等，具有高强度、高硬度和良好的耐磨性能。
1.2 合金材料：常用的合金材料有硬质合金和高速钢。
硬质合金具有高硬度、高耐磨性和较好的韧性，适用于切削和磨损较大的部位；高速钢具有高硬度、高切削性能和较好的韧性，适用于切削和磨损较小的部位。
1.3 复合材料：复合材料由两种或更多种材料组合而成，具有材料各自优点的综合性能。
可以根据具体的工程要求选择合适的复合材料，如钢与陶瓷的复合材料、钢与橡胶的复合材料等。
2. 材料优化分析在盾构机械刀盘的设计中，材料的选择之外，还需要进行优化分析，以确保刀盘在使用过程中的稳定性和效率。
以下是一些常用的材料优化分析方法：2.1 综合性能评价：通过评估材料的硬度、韧性、耐磨性、耐蚀性等综合性能，选择最适合的材料。
可以使用材料试验和数值模拟等方法进行综合性能评价。
2.2 材料强度分析：通过材料的强度参数（如抗拉强度、屈服强度等）和应力分析，评估材料在工作环境下的稳定性。
可以使用强度理论和有限元分析等方法进行材料强度分析。
2.3 优化设计：在材料选择和刀盘结构设计时，综合考虑材料的机械性能、梁端受力和变形等因素，以最小化刀盘的质量和尺寸，提高刀盘的效率和使用寿命。
同时，盾构机械刀盘的设计还要考虑与其他部件的匹配、制造和维修的方便性等因素。
只有在材料选择和优化分析的基础上，才能设计出安全可靠、高效耐用的盾构机械刀盘。
总结起来，盾构机械刀盘设计中的材料选择和优化分析是确保盾构机械刀盘能够在复杂地质环境下安全、高效工作的关键因素。
复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计研究
复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计研究摘要：在盾构法隧道穿越江河过程中，刀盘刀具是保证盾构施工的重要部件，在盾构施工时，选用何种刀具配备通常取决于盾构机掘进的地层条件。
本论文以西气东输二线北江盾构穿越工程为例，介绍了盾构机刀具的种类和切削原理，并针对广东地区特殊地质情况，优化设计泥岩等复杂地层盾构机刀盘刀具的配置。
关键词：北江盾构；刀具种类；切削原理；优化设计Abstract: In the process of shield tunnel across the river, cutter head is the guarantee of the importantcomponents of shield construction . Choose tools type In shield tunnel usually depends on shieldconstruction machine tunneling formation conditions. This paper introduces the type of shield constructionmachine tools and cutting principle on the basis of the west-east second line of shield beijiang river projectand according to situation of guangdong area complex stratum, it optimize Cutter head configuration whenshield tunnelling in shale and sandy1 盾构机刀具种类刀具是是盾构机重要的部件，在盾构施工时选取何种刀具通常取决于盾构机掘进的地层条件。
为了适应从软土到硬岩不同地层的切削，开发了不同种类的切削刀具。
盾构机刀盘设计及优化方法研究
盾构机刀盘设计及优化方法研究盾构机是一种用于地下隧道工程的重要设备，而刀盘是盾构机的核心组成部分之一。
刀盘的设计及优化方法研究对于提高盾构机的施工效率和工程质量具有重要意义。
本文将围绕这一主题展开研究，探讨盾构机刀盘的设计原则、刀盘形式选择、刀具材料、刀具布置以及刀盘优化方法等内容。
首先，盾构机刀盘的设计需要考虑以下几个原则：结构简单合理、适应性强、安全可靠、易于维护和更换、满足工程要求等。
刀盘应具有良好的刀具布置和刀具形式选择，以实现盾构机在施工过程中的高效率、低能耗和高质量。
刀盘形式的选择是刀盘设计的重要环节。
根据不同的工程需求和地质条件，可选择单刀盘、双刀盘、双层刀盘等不同形式。
单刀盘适用于较软的地层，双刀盘适用于较硬的地层，而双层刀盘则适用于有大块破碎岩体的地层。
刀具材料的选择对刀盘设计至关重要。
刀具材料应具备高硬度、高韧性、高耐磨性和耐腐蚀性等特性。
常见的刀具材料有高硬度合金、碳化钨和人造单晶等。
此外，刀具材料的热处理也是刀盘设计中的一个重要环节，可以通过调整热处理工艺来提高刀具的硬度和耐磨性。
刀具布置是盾构机刀盘设计中的核心问题之一。
刀具的布置应满足刀具数量适当、刀具间隔均匀以及刀具的安装和更换方便等要求。
合理的刀具布置可以有效地提高切削效率和切削质量，减少能耗和刀具磨损。
刀盘优化方法是盾构机刀盘设计的关键内容。
盾构机刀盘的优化可以通过对刀具数量、刀具材料、刀具布局以及刀盘内部流场等进行综合分析和优化设计。
例如，可以通过流场分析和模拟技术来优化刀具布局，改善切削效果和流动性。
另外，还可以利用多目标优化方法对刀具数量、刀具材料和刀具布局等进行优化，以求在满足工程要求的前提下最大程度地提高施工效率和工程质量。
总之，盾构机刀盘设计及优化方法的研究对于提高盾构机的施工效率和工程质量非常重要。
刀盘设计应考虑刀盘的结构、刀具材料、刀具布置以及刀盘优化方法等因素，以满足工程要求，并在减少能耗和刀具磨损的前提下提高切削效率和切削质量。
盾构机械刀具结构的优化设计与改进
盾构机械刀具结构的优化设计与改进一、引言盾构机械是隧道工程中常用的工具，其刀具结构的优化设计与改进对提高作业效率、降低成本具有重要意义。
本文将主要探讨盾构机械刀具结构的优化设计与改进方法。
二、盾构机械刀具的常见问题在实际操作中，由于盾构机械刀具的结构存在一些不足之处，所以需要进行改进优化。
常见的问题包括：1. 刀具寿命短：由于工况恶劣，刀具容易磨损，影响作业效率；2. 切削质量低：刀具设计不合理，导致切削过程中出现振动、噪音等问题，影响切削质量；3. 刀具更换困难：传统的刀具结构存在更换困难的问题，需要减少停机时间。
三、盾构机械刀具结构的优化设计方法为了解决上述问题，可以采取以下优化设计方法：1. 刀具材料的选择：选择高硬度材料，并且具有抗磨损、抗冲击的特性，可以延长刀具使用寿命。
2. 刀具结构的改进：采用合理的几何结构和刀片位置安排，减少切削振动和噪音，提高切削质量。
3. 刀具润滑措施：合理设计刀具的润滑系统，减少切削温度和磨损，延长刀具寿命。
4. 刀具更换系统的改进：采用快速更换刀具的设计方案，简化更换过程，提高作业效率。
四、盾构机械刀具结构的改进方案基于以上优化设计方法，可以提出以下改进方案：1. 刀具材料的选择：选择高硬度、高抗磨损的工具钢作为刀具材料，如M2高速钢，提高刀具的耐磨性。
2. 刀具结构的改进：优化刀片的几何结构，减少切削振动和噪音。
同时，采用合理的固定方式和刀片位置安排，提高切削质量。
3. 刀具润滑措施：设计刀具的润滑系统，采用恰当的冷却液和润滑剂，减少切削温度和磨损。
并且，可以考虑使用涂层技术，提高刀具表面的硬度和润滑性。
4. 刀具更换系统的改进：引入快速更换刀具的设计方案，例如采用夹紧机构和快速装卸机械手等，使刀具更换过程更加高效和方便。
五、盾构机械刀具结构的改进效果评估对于上述改进方案，可以通过实验和数据分析来评估其改进效果。
主要考虑以下几个方面：1. 刀具寿命：通过对比改进前后的刀具寿命，可以评估刀具材料和润滑措施的效果。
盾构机械设计与优化分析
盾构机械设计与优化分析盾构机是一种用于地下隧道开挖的重型机械设备，具有高效、安全、环保等优点。
盾构机的设计与优化分析是确保盾构机能够在复杂地质条件下稳定工作、提高开挖效率的关键。
本文将从盾构机械设计与优化分析的角度，介绍盾构机的结构、工作原理、设计要点和优化方法。
一、盾构机的结构盾构机主要由刀盘、刀盘推进系统、导轨、螺旋输送机、支架等主要部件组成。
刀盘是盾构机的核心部件，由刀具、铰接机架和剪刀臂等组成。
刀盘推进系统用于推进盾构机，通常包括压力室、液压缸等，通过推进液压缸的工作，实现盾构机的前进。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理是利用刀盘的旋转和推进系统的推力，在地下挖掘出需要的隧道。
首先，盾构机将刀盘推进到工作面，并通过刀盘旋转将地层削掉。
然后，通过刀盘推进系统的推力，将挖出的土石材料推送到螺旋输送机，再由螺旋输送机将土石材料输送至出口。
三、盾构机械设计要点1. 可靠性设计：盾构机作业环境复杂，容易受到地质条件和外界环境的影响，因此在盾构机的设计中，需考虑其结构的稳定性和可靠性，以确保盾构机在工作过程中能够正常运行。
2. 自动化设计：现代盾构机普遍采用自动化控制系统，能实现对整个开挖过程的自动控制。
因此，在盾构机的设计中，需要考虑自动化控制系统的集成，以提高盾构机的作业效率和安全性。
3. 节能设计：盾构机作业消耗大量能源，因此，在盾构机的设计中，需注重节能设计，通过提高机械传动效率、减少能量损失等方式，降低盾构机的能耗。
四、盾构机优化方法1. 结构优化：通过对盾构机结构的优化设计，提高盾构机的刚度和稳定性，减少振动和变形，提高盾构机的工作效率。
2. 液压系统优化：盾构机的液压系统是保证盾构机正常工作的关键。
通过优化液压系统的设计，可以提高液压系统的响应速度和控制精度，从而提高盾构机的工作性能。
3. 机械传动系统优化：通过优化盾构机的机械传动系统，改善传动效率，减少能量损失，提高盾构机的动力输出和工作效率。
盾构刀盘多目标优化设计
盾构刀盘多目标优化设计摘要：盾构刀盘设计的时候应该充分考虑到整个刀盘的刀盘开口率、刀具的布置、结构形式等对刀盘的影响，必须适合使用条件，确保使用过程中在保持稳定的前提下提高掘进速度。
刀盘设计是盾构机的主要零部件，其结构设计的合理性直接影响到盾构机的性能。
为了提高设备的使用效率，需要合理优化刀盘结构。
文章主要从盾构机刀盘的结构形式、结构设计和优化设计目标三个方面进行简要分析。
优化后的盾构刀盘应力分布更加均匀、刀盘结构的强度增加，为盾构机刀盘今后的设计与发展提供参考。
关键词：盾构刀盘；优化设计盾构机是一种地下隧道挖掘专用的大型、成套施工设备，其主要优点有质优、安全、经济效益高、开挖快、有利环境保护、降低劳动强度等，在城市施工、隧道挖掘中得到广泛应用。
盾构机在施工过程中可能遇到各种不同的地质环境，从粘土、与你、砂层到软岩、硬岩等。
在盾构机使用过程中，其关键部位就是盾构刀盘。
盾构刀盘质量好坏直接关系到盾构机的工作效率、使用寿命和工程的成败。
因此，盾构刀盘的设计和地质工程有着紧密的关系，不同的地质类型要选择不同的刀盘结构，进而盾构刀盘的设计也应该采取多目标优化设计，提高盾构机的工作效率。
1.盾构机刀盘结构形式盾构刀盘主要具备稳定掌子面、搅拌渣土、挖掘三大功能。
观察刀盘的结构，主要由辐条式和面板是两种，具体使用哪一种应该根据现场的施工条件和地质条件决定。
泥水盾构主要使用面板是刀盘，如果是土压平衡盾构则考虑采用辐条式或者面板式，当然，辐条式刀盘明显优于面板式。
对于土压平衡盾构来说，使用面板式的盾构刀盘时，当泥土流经刀盘面板的时候，泥土可能进入土仓开口，进而导致盾构机挖掘的过程中舱内土压和挖掘面土压之间产生压力，导致挖掘面不易控制。
而辐条式的刀盘结构辐条较少，切削下来的土体可能直接进入到设备土仓当中，没有压力损失，而且在辐条后面设有搅拌的叶片，在搅拌砂土过程中可以流畅工作。
所以，辐条式的刀盘比面板式刀盘的适应性强。
盾构机械刀具设计与优化
盾构机械刀具设计与优化盾构机是一种用于隧道施工的重要设备，其刀具的设计与优化对于施工效率和隧道质量具有重要影响。
在本文中，我们将讨论盾构机械刀具的设计原理、结构优化和性能提升方法。
一、盾构机械刀具设计原理盾构机械刀具是指在施工过程中，通过刀具对土壤进行破碎、切割和挖掘的工具。
其设计原理主要包括以下几个方面：1. 土壤力学特性分析：通过分析隧道施工区域的土壤力学特性，确定刀具的适宜形状、材料和结构参数。
2. 切削力计算：根据土壤的物理力学参数和切削过程的力学原理，计算刀具受到的切削力和切削压力。
3. 刀具与盾构机匹配：根据盾构机的工作原理和结构特点，设计刀具与盾构机的匹配方案，确保刀具能够有效地运行和切削土壤。
4. 刀具的韧性和耐磨性：在设计刀具时，要考虑到土壤的不均匀性和难以预料的地质情况，选择具有良好韧性和耐磨性的材料，以延长刀具的使用寿命。
二、盾构机械刀具结构优化为了提高盾构机械刀具的使用效率和切削质量，可以对其结构进行优化。
以下是一些常见的优化方法：1. 刀具形状与尺寸优化：通过优化刀具的形状和尺寸，使其具备更好的破碎和切削能力，提高施工效率。
2. 刀具刃口材料选择：结合地质条件，选择具有较好耐磨性和强度的材料作为刀具刃口，以延长刃口使用寿命。
3. 刀具刃口的切削角度和锋利度：通过调整刀具刃口的切削角度和锋利度，提高刀具切削效果，降低能耗。
4. 刀具支撑结构优化：通过优化刀具的支撑结构，提高刀具的稳定性和切削精度，减少振动和冲击。
三、盾构机械刀具性能提升方法除了结构优化之外，还可以通过以下方法进一步提升盾构机械刀具的性能：1. 刀具自动化控制：采用自动化控制系统，实时监测刀具的工作状态和切削力，及时调整刀具的工作参数，提高切削效率和施工质量。
2. 刀具润滑和冷却：采用合适的刀具润滑和冷却系统，降低刀具磨损和温度，延长刀具寿命。
3. 刀具保养与更换：定期对刀具进行保养和更换，保持其正常工作状态，减少刀具故障和施工延误。
优化盾构机刀盘刀具布局延长刀具使用寿命
优化盾构机刀盘刀具布局延长刀具使用寿命发布时间：2021-06-22T09:53:36.267Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈云[导读] 摘要：隧道掘进技术是先进的地下施工技术，广泛应用于城市地铁等领域施工中。
中铁十四局集团大盾构工程有限公司江苏南京 211899摘要：隧道掘进技术是先进的地下施工技术，广泛应用于城市地铁等领域施工中。
复合式盾构机广泛应用于软硬岩交替出现复合地层施工，掘进机刀盘刀具设计方案直接影响掘进性能。
复合式盾构机由于与硬岩掘进机有很多相同点，刀具系统设计研究已有一定基础，刀盘刀具布局方案研究是刀盘掘进系统研究的重点。
减小盾构机掘进刀具磨损，是保证盾构机长距离掘进的重要措施。
地下工程盾构掘进施工中经常出现刀具磨损严重等，为工程工期造价带来严重影响，研究如何减小盾构机掘进磨损，优化刀具刀盘布局，对刀具进行改进，使产品质量可靠完善，延长刀具使用寿命，对提高盾构机工作效率具有重要意义。
关键词：盾构机；刀盘刀具布局优化；延长使用寿命0、引言随着21世纪道路，城市建设快速发展，城市人口急剧膨胀，许多城市出现用地资源紧张、交通堵塞等制约社会经济的发展。
由于流动人口增加，城市道路有限性带来车速下降等系列问题。
城市地下空间开发成为世界性趋势，城市向立体化开发是市中心改造唯一途径。
地铁交通建设促使城市发展，随着北上广深等大城市城轨交通建设投资加大，盾构机大型设备国产化日益重要，国内对盾构机市场需求巨大。
我国各类盾构机潜在市场有200亿以上产值，我国盾构机掘进设备技术研制已经形成针对不同地质条件的掘进能力。
盾构机硬岩或者软硬不均地层掘进过程中，盾构刀具磨损会非常快，更换刀具非常频繁，使用进口刀具盾构机施工往往价格昂贵，进口刀具周期时间长，掘进土层变化难以预测。
本文根据徐州地铁2号线项目在中强风化灰岩岩层及多溶洞地层施工盾构机刀盘设计要点，研制适应不同工况的刀具，提高掘进效率，减少换刀次数降低施工风险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计研究
摘要：在盾构法隧道穿越江河过程中，刀盘刀具是保证盾构施工的重要部件，在盾构施工时，选用何种刀具配备通常取决于盾构机掘进的地层条件。
本论文以西气东输二线北江盾构穿越工程为例，介绍了盾构机刀具的种类和切削原理，并针对广东地区特殊地质情况，优化设计泥岩等复杂地层盾构机刀盘刀具的配置。
关键词：北江盾构；刀具种类；切削原理；优化设计
abstract: in the process of shield tunnel across the river, cutter head is the guarantee of the important
components of shield construction . choose tools type in shield tunnel usually depends on shield
construction machine tunneling formation conditions. this paper introduces the type of shield construction machine tools and cutting principle on the basis of the west-east second line of shield beijiang river project and according to situation of guangdong area complex stratum, it optimize cutter head configuration when shield tunnelling in shale and sandy
中图分类号：tg501
1 盾构机刀具种类
刀具是是盾构机重要的部件，在盾构施工时选取何种刀具通常
取决于盾构机掘进的地层条件。
为了适应从软土到硬岩不同地层的切削，开发了不同种类的切削刀具。
目前，盾构机上常见的刀具有滚刀、切刀、刮刀、先行刀等[1]。
滚刀按照刀圈的数量分为单刃、双刃和三刃，在风化的砂岩和泥岩等软岩地层时，一般采用双刃滚刀，在较硬岩中采用单刃滚刀。
切刀主要适用于软土地层，一般布置在刀盘开口的两侧，用于切削和剥离土体，切刀的形状和位置按便于切削地层来设计，在同一轨迹上一般有多把切刀同时切削。
先行刀一般位于面板上，先行刀在切刀切削土体之前先行切削土体，从而保护切刀并避免其先切削到地层，先行刀主要有贝壳刀和撕裂刀。
刮刀主要安装在刀盘的外边缘，用于清理刀盘边缘部分的开挖边缘渣土防止沉积，确保刀盘的开挖直径和防止刀盘边缘的间接磨损。
2 刀具切削原理
刀具的布置方式需根据地质情况进行充分的考虑，不同的工程地质特点，采用不同的刀具配置方案，以获得良好的刀具切削效果和掘进速度。
2.1 滚刀破岩机理
盾构机在岩石地层中采用滚刀进行破岩，其破碎形式属于滚压破碎岩石，滚刀在盾构机推力和和扭矩作用下，对岩石产生冲击压碎和剪切辗碎并贯入岩石，并在掘进掌子面形成同心圆沟槽。
当盾
构机推力超过岩石强度时，岩体表面裂纹加深加大，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落，形成石渣破碎岩石[2]，其破岩机理如图1
所示。
图1 滚刀破岩机理
2.2 切刀切削原理
切削刀的切削原理主要是在盾构机向前推进的同时，刀具随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向(沿隧道前进方向)剪切力和径向(刀盘旋转切线方向)切削力，通过刀刃的切削作用和前刀面的推挤作用使得被开挖土体产生应力与变形。
其中刀刃的切削作用使得切削层土体的应力超过土体的强度，使切削层上体沿刀刃方向产生分离。
前刀面的推挤作用使得己分离的土体产生变形而与母体分离形成土屑。
土屑再随切削刀具正面进入开口，因此刀具既有切削的功能也有装载的功能。
切削时，刀具通常做2个方向的运动，一个是沿开挖面的运动，它起着分离岩土的作用；另一个是切入开挖面的运动，它改变切屑的厚度，切削刀具的工作原理如图2所示。
图2 盾构切削刀具切削原理图
由于刀盘需要正反旋转，因此切刀的布置也在正反方向布置，为了提高切刀的可靠性，在每个轨迹上至少布置2把。
考虑到刀盘的受力均匀性，切刀布置具有对称性，以延长切刀的使用寿命。
2.3 撕裂刀破岩机理
撕裂刀在开挖面沿径向分层切削，预先疏松土体，降低切刀的
冲击荷载，减少切削力矩。
在砂卵石地层中适宜采用重型撕裂刀，利用撕裂刀随刀盘旋转产生的冲击惯性能量，对卵石、砾石等进行松散。
3 刀具配置差异性分析
3.1 刀盘刀具区域划分
刀盘面板上划分三个不同的区域，中心区、正面区、边缘区，因其承担的破岩量和刀具的受力特性差异，刀具的性能也有差别。
中心区是刀盘的中心，特点是空间小，滚刀的转弯半径小，所以滚刀滑动加滚动，承受轴向力大，所以中心刀与正滚刀要求刀圈韧性指标较高。
正面区处于中心区和边沿区之间，工作时刀具正对着掘进掌子面，有一定的转弯半径，是纯滚动工作。
边缘区位于刀盘的边沿，其刀具不但承担的破岩量大，且刀具受力复杂，还要保证开挖直径，刀圈应具备较强的抗磨性。
3.2 刀具间距和高度差
在复合地层施工中，刀具配置的差异性主要表现在滚刀、切刀和先行刀的配置数量和刀具的高度、组合高度差和刀具切削轨迹线等方面。
滚刀的刀间距过大和过小都不利于破岩，间距过大，滚刀间会出现“岩脊”现象，间距过小，滚刀间会出现小碎块现象，降低破岩功效。
4 泥岩地层刀具优化设计
北江盾构穿越工程是西二线广-南支干线重点控制性工程，在广东肇庆和佛山之间穿越北江，盾构穿越地质条件复杂，其中穿越
1350米泥岩，250米卵石地层，泥岩地层中岩石质量差，含粘土量大，掘进过程中易在刀盘面形成泥饼，导致刀具和开挖面中间形成“夹塞”情况，无法有效切削土体。
由于软地层、糊刀导致刀具无法转动造成偏磨，致使推进速度非常缓慢，推进压力、设备负荷异常过大，严重影响盾构施工效率，刀盘面板结泥饼如图3所示；卵石地层土体松散，刀具磨损严重，大大降低滚刀切削效率，甚至丧失切削破碎能力，刀具配备不合理将对刀盘产生磨损，必须优化盾构机刀盘刀具配备。
图3 盾构机刀盘泥饼
中心滚刀切削岩石时具有线速度低特点，在泥岩中掘进极易造成刀具偏磨和泥饼形成情况，设计安装中心刀具为撕裂刀，增大刀盘中部开口率，增大刀盘中部切削性能和刮渣效率，有效防止泥饼形成。
由于泥岩中，提供给滚刀的摩擦力较小，使滚刀的扭矩难以达到，造成早期的偏磨，针对此情况，设计滚刀刀圈采用镶合金齿敷焊的刀圈，不仅可以增加滚刀摩擦力，达到滚刀的扭矩，解决滚刀偏磨现象，而且滚刀的耐磨性能也有很大的增强，从而提高滚刀的整体寿命，滚刀镶齿合金刀圈如图4所示。
在刀盘正面面板处安装贝壳刀，可以起到先行刮刀切削作用，由于贝壳刀合金块采用梯度合金，面积大、钎焊深度深，两端合金具有较高韧性，中间具有较高耐磨性和耐冲击性，在卵石层中掘进时，增大刀具耐磨性和抗冲击性，对刀盘有很好的保护作用，贝壳刀如图5所示。
图4 镶齿合金滚刀刀圈图5 刀盘配备贝壳刀
针对泥岩等复杂地层的刀盘刀具采用撕裂刀、贝壳刀和带镶齿敷焊刀圈的滚刀及刮刀混合布置，滚刀露出刀盘高110mm，撕裂刀露出刀盘高110mm，贝壳刀露出刀盘高90mm，刮刀露出刀盘高80mm，几种刀具呈立体分布层次，形成三个梯度，当上个梯度磨损后，下个梯度可以起到补充切削作用，这样减少刀具磨损和换刀次数，有效防止泥岩中掘进泥饼形成和卵石层中掘进对刀盘的磨损，提高盾构施工效率，泥岩等复杂地层刀具配备和刀具切削轨迹线如图6、图7所示。
图6泥岩地层盾构机刀盘刀具配备图7 刀具布置和切削轨迹线
5 结束语
刀盘刀具配置关系到盾构能否顺利掘进，必须结合地质状况进行配备。
刀具及刀具组合不合理将会严重影响盾构掘进，在盾构施工中经常出现刀具磨损严重、破损、脱落等情况，导致工程事故的发生，给整个工程的工期、造价带来严重影响，所以，优化刀具配备，最大程度的延长刀具的使用寿命，减少换刀频率，降低工程风险。
参考文献
[1] 盾构施工技术[m].北京：人民交通出版社，2008:57-58.
[2] 宋天田.复合地层条件下盾构刀盘设计研究.地下空间与工程学报,2007,3(3):479-481.
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。