常壓刀盤泥水盾構艙內滯排分析

姜宗恒

（中鐵隧道股份有限公司，河南 鄭州 450000)

隨著國內長大隧道建設蓬勃發展，常壓刀盤泥水盾構因其安全、適用地層廣等特點在許多隧道領域開始快速應用。但因常壓刀盤客觀設計原因：開口率低、刀筒半封閉結構、開挖面至主排漿口距離遠，會使刀盤切削下的渣土流動性差，極易造成刀盤前方、刀盤底部渣土滯排，特別是黏性礦物質含量高的地層，掘進參數制定不匹配，可能會導致刀盤溜渣口堵塞，前泥水艙滯排渣土對刀盤、刀具二次磨損嚴重，換刀量大，掘進效率低，必須帶壓進艙進行渣土清理。

為減緩以上情況，通過對掘進參數的分析，對刀盤扭矩及排渣速度形成分析公式，為盾構掘進參數決策提供科學依據，也為后續類似工程提供一定的參考。

1 工程概況

春風隧道工程盾構段隧道長3 603m，管片外徑15.2m、內徑13.9m，壁厚0.65m。工程地質以硬巖為主，軟硬不均及硬巖地層占比80%以上。線路穿過9條斷層破碎帶和2條次生斷裂帶（圖1)，本次主要以F6 斷裂帶列舉。

圖1 春風隧道區域地質構造簡圖

298～303 環刀盤頂部埋深30.69～30.87m，隧道左側詳勘顯示穿越微風化碎裂巖⑩4、糜棱巖①8、中風化碎裂巖⑩3、強風華碎裂巖⑩2；右側微風化碎裂巖⑩4與中風化碎裂巖⑩3（圖2)。

圖2 地勘示意圖

本工程采用1 臺開挖直徑?15.80m 的氣墊式泥水平衡盾構施工。刀盤為面板式常壓刀盤，開口率27%。具備常壓換刀、刀具旋轉及磨損監測、可伸縮擺動主驅動、高壓沖刷系統等功能，可應對各種復雜地質、環境風險。刀具配置以滾刀為主，中心刀刀間距120mm，正面滾刀刀間距按80mm、100mm交替布置，刀盤結構形式見圖3。……