复合地层泥水平衡盾构刀具磨损情况分析

为研究撕裂刀刮刀组合下，盾构刀具在含砂卵石复合地层中的磨损规律，依托京张高铁清华园盾构隧道工程，结合盾构在复合地层掘进时的刀具磨损实际情况，分析刀具在砂卵石与粉质黏土夹杂的复合地层中的磨损特点。首先，对刀具开仓检查的实际情况进行统计，总结刮刀与撕裂刀的磨损特点；然后，对不同地层条件进行划分，并对撕裂刀磨损量随安装半径与切削轨迹长度的变化特点进行分析。研究发现，当地层中粉质黏土含量多于砂卵石时，先行刀磨损可分为3个阶段，最大容许切削轨迹长1 500 km;当地层中砂卵石土占多数时，先行刀磨损分为2个阶段，最大容许切削轨迹长度小于800 km。同时，对外侧撕裂刀频繁更换与非正常磨损现象作出分析，认为外侧撕裂刀的更换更易导致刀具发生应力集中现象，加重磨损。针对以上分析，对刀具更换与掘进参数控制提出了相应改善措施。