盾構頂管刀盤矩形斷面切削率探究

譚 陽

（中交中南工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

隨著我國城市化建設的不斷推進與發展，頂管法施工以其不需要開挖地面、占地面積少、交通影響小、開挖速度快以及經濟環保的優勢在綜合管廊、地下通道等項目建設中不斷發揮重要作用[1]。和圓形頂管相比，矩形頂管具有空間利用率高、成本低的優點，受到了越來越多施工單位的青睞[2]，而刀盤作為矩形頂管機的關鍵部件之一，其選型會直接影響頂管的斷面形式。現階段切削矩形斷面的刀盤主要有2 種：偏心多軸形式，具有全斷面切削的優點，但其偏心距較小，會導致渣土攪拌不夠充分；圓形多刀盤組合形式，或為大小刀盤組合，或為多個小刀盤組合等，具有渣土攪拌較充分的優點，但存在一定的開挖、攪拌盲區。

為得到矩形旋轉軌跡，刀盤轉動時，其中心并非固定不動，而是在做圓周運動。對此，余彬泉等[3]提出采用行星齒輪偏心軸驅動方式來帶動刀盤旋轉，不僅克服了上述切削方式中矩形頂管機的缺點，還保留了上述矩形切削刀盤的優點，既能做到全斷面切削，又能使整個矩形斷面內的渣土得到充分攪拌。

1 矩形截面刀盤刀具軌跡參數

刀盤是通過內嚙合行星齒輪式驅動來實現矩形切削的[4]。當行星齒輪做嚙合滾動時，刀盤外側點坐標如公式（1）、公式（2）所示。

式中：x、y為刀盤外側點橫、豎坐標；R為驅動內齒圈半徑；r為行星齒輪半徑；e為刀盤外側點距行星中心矩；θ為刀盤外側點與刀盤初始零度夾角；……