盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈
浅谈盾构刀具使用及维修管理
浅谈盾构刀具使用及维修管理
盾构刀具是盾构机的重要配件，用于开挖地下隧道时切削地层。
正确的使用和维修管
理能够延长刀具的使用寿命，提高工作效率。
盾构刀具的使用需要注意以下几点。
要选择合适的刀具种类。
不同地层的切削需要选
择不同的盾构刀具，如硬岩需要使用锚具盘刀具，软土需要使用横切盘刀具。
要合理安排
刀具的使用寿命。
刀具的切换需要根据使用时间和磨损程度来确定，避免使用过久的磨损
刀具。
要注意保持刀具的刃口锋利，及时清理切削面上的泥浆和碎屑，减少刀具阻力。
要
注意切削速度的控制，过快的切削速度可能会导致刀具断裂。
盾构刀具的维修管理也是非常重要的。
要定期对刀具进行检查和维修。
定期检查刀具
的磨损程度，及时更换严重磨损的刀具，确保刀具的正常工作。
要对刀具进行清洗和润滑。
清洗刀具可以去除切削面上的泥浆和碎屑，润滑刀具可以减少摩擦阻力，延长刀具的使用
寿命。
要注意正确的存放和保养刀具。
刀具应该存放在干燥通风的地方，避免受潮和生
锈。
盾构刀具的使用和维修管理是非常重要的。
正确的使用和维修管理可以提高刀具的使
用寿命，减少故障和事故的发生，保证工程的顺利进行。
工作人员在使用盾构刀具时需要
严格按照操作规程，定期进行刀具的检查和维修，确保刀具的正常运转。
盾构刀盘严重磨损原因探析及总结戴长康
盾构刀盘严重磨损原因探析及总结戴长康发布时间：2023-04-20T04:58:20.299Z 来源：《工程建设标准化》2023年4期作者：戴长康[导读] 本文针对佛山二号线南湖区间右线盾构机刀盘磨损进行原因分析，分析各种因素对刀盘损坏产生的影响程度，并对掘进参数进行系统分析，为类似工程施工提供参考依据。
广州轨道交通建设监理有限公司广东广州 528051摘要：本文针对佛山二号线南湖区间右线盾构机刀盘磨损进行原因分析，分析各种因素对刀盘损坏产生的影响程度，并对掘进参数进行系统分析，为类似工程施工提供参考依据。
关键词：泥水盾构；刀具；刀盘磨损1、工程简介及盾构机施工情况佛山地铁二号南庄站～湖涌站长2270.645m，管片总数为1515环。
右线于2017年6月23日在湖涌站始发，于2019年3月19日在南庄站完成盾构接收工作，历时1年8月26天。
盾构机掘进至1501环时抵达到达端混凝土素墙，刀盘扭矩较大，时常出现刀盘扭矩报警，盾构机无明显进尺。
2019年2月18日，项目部采用抽芯的方式对素混凝土墙进行预处理（主要利用钻孔抽芯设备将地连墙混凝土取出），取芯完成后，盾构机掘进速度明显提升，顺利进入端头加固体，进行接收前准备工作。
2、原因分析2.1 刀盘自身结构因素2.1.1刀盘结构形式及材质组成南~湖区间右线96#盾构机刀盘结构形式为辐条面板式，刀盘直径6980mm，开口率31%。
刀盘采用Q345B钢材整体焊接加工而成，同时在刀盘面板和周边焊接碳化铬超硬耐磨板和耐磨网。
刀盘支承形式为中间支承，刀盘背部设置4根主动搅拌棒，可对渣土进行搅拌，增强渣土的流动性。
本盾构机刀盘为新出场第一次使用刀盘，其面板及辐条为整体钢板焊接加工而成，无分段焊接、搭接等情况，刀盘所用钢材质量合格，各焊接焊缝质量检测合格，刀盘整体质量满足出场及使用要求。
2.1.2刀具破岩能力及在本区间的适应性（一）刀具破岩能力南湖区间右线96#盾构机刀盘主要破岩刀具为撕裂刀（先行刀），其破岩机理为撕裂刀先行切削、疏松土体，将土体切割分块，为切削刀创造良好的切削条件，大大降低了切削刀具的冲击荷载和切削力矩，提高刀具切削效率。
盾构刀具磨损调研
盾构切削刀具磨损现状调研分析及北京地铁砂卵石地层磨损现状§1、前言近些年来，在盾构施工中为了稳定开挖面与减少后续沉降，泥水加压式、土压式等施工方法用得越来越多。
砾层中的施工不断增加，且受到竖井数量的限制掘进距离也有所增长，所以盾构机的耐久性问题变得越来越突出。
成为耐久性问题的主要是切削刀具的损耗及面板、外圈侧面的磨损。
虽然，由于损耗严重不能继续使用时，只要将其修复成原来的状态就可以是使用，但由于使用密闭型盾构机施工时，大多需要对开挖面进行地基改善及部分加气压等补助工法，因此，修复工作无论在经济上还是工期上，都会造成浪费，而且在安全方面也是很危险的。
这样的损耗如果任其发展，就会发展为盾构机外圈部分及外圈密封层的损耗，可能会造成重大事故。
本文根据多个国外损耗事例分析了损耗的主要原因与措施的技术动向。
并对北京地铁砂卵石地层磨损现状进行了简单的介绍。
§2、切削刀具2.1切削理论2.1.1切削形式土被盾构刀具切削后的形状主要受切削基岩土质、切削条件等的影响。
切削土的形状分为以下4种。
①流水型切削②裂断型切削③剪切型切削④剥落型切削①流水型切削流水型切削指的是切削围岩为粘土或者包含着粘性土成分（粉砂、粘土）的时候，切削土沿着刀尖的前倾面被连续剪切成流水形状的情形。
②裂断型切削实在土的粘性小，含水量低的情况下产生的现象。
刀尖受到土的压力，土体受到压缩后在刀尖处产生裂缝，接着引起剪切，切削土就会分离。
此时，刀尖处产生波动，明显的时候甚至引起振动。
因为振动能减轻盾构框架与土的摩擦，大的切削抵抗或许能成为引起旋转的主要因素。
③剪切型切削切削角度大或者土体坚硬且脆弱的情况下产生的现象。
这种现象时裂断型切削预流水型切削的过渡状态。
随着刀尖的推进土会产生压缩变形，达到一定程度的时候，就会从刀尖处开始沿着某一面发生剪切。
④剥落型切削土体中混有砾石或砂砾层的时候，刀尖剥落砾粒使土与砾的粘结消失的现象。
这个现象就像用夹子把土中的砾粒抠出来一样。
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施在国内的很多工程中都对盾构法进行了应用，在解决恶劣地质构造时发挥着重要的作用。
但是，刀盘刀具磨损情况还长期的制约着该方法的有效发展，因此，文章以北京砂卵石地质构造为例，对盾构机刀盘刀具磨损与处理措施进行了分析与阐述。
进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、刀盘的磨损情况分析1、磨损现象分析在盾构隧道贯通后，需要检查、清洗盾构刀盘，这时，我们就可以发现有无磨损现象发生，通常情况下，盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的，以整体角度出发，刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况，圆周中部和中心磨损小的情况。
具体磨损案例如下：首先，刀盘外圈周边容易出现磨损；其次，先行刀在刀盘辐板上容易被损坏，容易磨损先行刀安装基座，一旦这个部位没有注意，损坏会非常的严重；再次，通常会较深磨损刀盘面板，并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素在盾构推力的影响下，刀具会将一定的压力带给开挖面土体，在刀盘的转动下，会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间，进而就会出现磨损情况。
刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关，并且随着不断增加的刀具掘削里程，在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长，所以容折断、磨损快等情况。
当外周边刀具和周边刀被磨损了之后，这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。
同时，在开挖时，会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面，恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系，粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具，而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损，甚至还会造成盾构刀具崩齿，砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质，因此，在施工的过程中非常容易遇见，甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块，所以，会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析通过上述的分析能够发现，在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中，对盾构机的刀具会经常的带来损害，并且，一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力，并且，所花费的费用和时间也较多，因此，采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的，因此，我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
盾构机刀具磨损的分析
3.1 刀盘布局 盾构机刀盘分为三个区域：中心区、正面区和边缘区。
正面区刮刀 边缘刮刀
双刃齿刀
双刃滚刀
单刃齿刀 超挖刀
3.1.1 中心区 该区是刀盘布局的关键，既要考虑对砂土、粘土和较为 破碎岩层的开挖和出土的适应性，又要兼顾到整个区间围岩 的强度，因此该区采用齿刀和滚刀可以互换的方案，刀座设 计成既可以安装齿刀，又可以安装滚刀，而且设计成背装式 ，即可以在刀盘后面对刀具进行更换。 该区布置有6把双刃滚刀（或6把双刃齿刀），硬岩用滚 刀，软土用齿刀。6把双刃滚刀的刀间距为180mm.。 3.1.2 正面区 该区采用刮刀与双刃滚刀（或单刃齿刀）组合的布局 方式，共设64把刮刀和8把双刃滚刀（或单刃齿刀），刮刀 在刀盘的四个方向分两列布置，其宽度使得每把刀的切割轨 迹有所重叠，可使开挖土体清除干净。滚刀安装高度超刮刀 高度35mm，双刃滚刀和单刃齿刀可以互换，硬岩用滚刀， 软土用齿刀。
6.2 根据不同的地层选择不同的刀具 根据地质资料和对出土情况的判断来确定刀具的更换， 特别是两种地层的交界处。从<7>岩石强风化带向<8>岩 石中风化带<9>岩石微风化带地层转换,如不能及时将齿刀 更换为滚刀，就会很快加剧齿刀地磨损；从硬岩地层向软土 地层转换，如不及时将滚刀换回齿刀，也有可能出现滚刀偏 磨的现象。 6.3 定期对刀具进行检查 在硬岩区<8><9>地层中，如果出现推力过大推进速度 小扭矩也偏小，盾构机姿态纠正很难的现象时，就要考虑刀 具是否磨损严重，安排开舱检查刀具。 如果连续出现刀盘或螺旋输送机被卡住、驱动电机熄火 的现象时，应立即停机进边缘滚刀（正面滚刀） 8.1 边缘滚刀（正面滚刀）的维护和修复 根据更换的边缘滚刀（正面滚刀）的磨损情况和使用记 录，来确定滚刀的维护和修复方案。如果刀圈磨损量没有超 过25mm，可先检查滚刀密封油是否足够，如密封油不够就 应添加；用锯条将滚刀端盖和轴承缝之间的碎石泥土清理干 净并检查油封及油封座是否完好，如有损坏应换新或修复。 如刀圈磨损量超过25mm，就应割掉刀圈，重新换上新 刀圈；同时也要检查密封油、油封和油封座，并根据检查情 况进行维护。 8.2 中心区滚刀的维护和修复 中心区滚刀修复的方法和边缘滚刀基本相同，由于其 结构和边缘区滚刀结构不同，其工艺程序比较复杂。
(完整word版)盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈
盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈摘要：造成刀盘和刀具的磨损是多方面的，而且很多都是不能定量分析的,但是只要综合土层性质、掘进参数、正确使用泡沫剂、适时开仓检查刀具和汲取以往的经验教训，就可能将刀盘和刀具的磨损量降到最小,从而达到保护刀盘、刀具的目的.关键词:盾构机；刀盘；刀具；磨损随着地铁建设的发展，盾构工法在地铁建设中起到了越来越重要的作用。
它的优越性,实际上是得益于盾构机技术的发展，正所谓“工欲善其事，必先利其器”.盾构机之所以特别重要是因为它与其它施工机械不一样，它被形象地称为“度身定做"（taitor-made）的[1]。
所谓“度身定做”度的什么身呢？就是根据特定的施工环境这个“身"来制造与之相适应的特定的盾构机。
在盾构机选型中刀具的选择又是重中之重，要根据地质情况选择相匹配的盾构机,盾构机刀盘刀具布置是盾构机配置的最重要的部分。
在实际施工过程中，若区间较长，需要进行开仓检查刀具和换刀，确保盾构机能够顺利到达出洞。
笔者对深圳地铁2号线后海站~科苑站区间盾构隧道刀盘、刀具磨损情况进行了总结分析,可为类似工程盾构机刀具选型提供参考。
1工程概况深圳地铁2号线是深圳市优先发展的轨道交通线路，是连接城市中心区与蛇口、南头半岛的纽带，也是特区内东西向交通走廊内的第二条轨道客运干线，沿途将经过蛇口、后海开发区、南山商业文化中心和深圳湾填海区，串联了上述片区主要的居住区和商业文化密集区,满足了南山与福田、罗湖二级客运走廊的客运需求。
地铁2号线建成后在深圳世界之窗站与1号线换乘,将直接为300万以上的市民提供安全便捷的交通服务，能有效缓解南山区的交通压力。
深圳地铁二号线某标段土压盾构机从后海站向科苑站方向掘进。
本区间左、右线隧道平面最大曲线半径为1000m，最小曲线半径为400m，左、右线线间距13.2m～14。
2m，区间隧道最大线路纵坡为28‰，最小纵坡为2‰，竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m，隧道拱顶埋深为10m～15m。
盾构机刀具磨损与局部问题分析研究
盾构机刀具磨损与局部问题分析研究摘要：减小盾构掘进刀具磨损，是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施。
在施工中经常出现的盾构刀具磨损严重、破损、脱落等，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，甚至威胁人的生命。
本文从分析盾构刀具磨损的相关因素和减小磨损、延长命两方面入手，对盾构刀具的磨损、布局进行了研究。
关键词：盾构机；刀具；隧道前言城市化越来越快，大量人口涌入城市，这就造成了城市越来越拥挤，不仅是住房变得拥挤，连交通也变的很拥挤，这样也带来了很多的麻烦，不仅影响人们的正常行走，还会影响经济的发展，影响工作的正常，像北京、上海这样的大城市经常出现堵车问题，为了解决交通拥挤的难题，人们开始打算从地下进行交通。
于是，地铁开始在大城市中建立了，地铁的建立和开通使得交通变得非常的方面，要建立地铁首要的任务是进行隧道的开挖，开挖隧道仅靠人力基本上是不可能完成的，这时我们就想到用机械设备进行隧道的开挖，于是，用来开挖隧道的盾构机就设计和制造出来了。
现在，国内有很多高校和科研单位都在进行这方面的研究，中铁工程装备集团在盾构机研发和生产方面取得了丰硕的成果。
为了更好的设计和制造我国自己的盾构机，就要了解盾构机刀具的磨损原因和机理，并且要提出解决的方法，这样才能设计和制造出质量和性能更好的盾构机。
1.刀具的磨损类型1.1.刀圈偏磨由于刀具本身具有很大的启动转矩，这时要是遇到比较软的地质层的时候，很容易造成只有刀盘在转，而刀具没有在转，这样就不能是刀具产生作用，同时也会造成刀圈因受力不均而造成的磨损。
要是没有主要到这一点，也可能造成刀具的磨损，还会将所有的力都集中到其他的刀具上，从而造成所有的刀具都发生破坏，还会造成与整个切削有关的机械部件的损坏。
除了以上的情况外，由于操作人员的操作不当，以及盾构机的一些使用参数的不当选取，也可能造成刀圈的损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。
1.2.刀圈断裂和崩角当盾构机在切削比较容易切削的地质层时，刀盘的转矩也不是很高的，但是这时突然进入比较硬的地质层时，阻力突然变大，现有的转矩不能进行该切削，这就会对刀盘造成一定的冲击，就可能使刀圈发生损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。
风化砂岩中盾构刀具磨损状况分析及处理方法探讨
1 概述盾构法已成为我国城市地铁施工的主要施工方法。
作为盾构施工中直接与岩土体接触的刀盘，其刀具的选择与布置直接影响盾构施工效率，同时也是影响盾构掘进成本的关键技术之一[1]。
由于我国地质构造多样化，盾构在掘进过程中会遇到黏土层、粉砂层、砾石层、风化岩层、复合土层等复杂情况，岩土层参数差异很大，这些都对刀具的地质适应性提出了很高要求。
了解各类盾构刀具磨损规律并采用适当的减耐磨措施是解决刀盘刀具与地层适应性问题的关键环节[2]。
风化砂岩石英含量多、强度高，其间会夹杂其他矿物，软硬质地分布不均，是一种介于硬岩和软岩之间的岩层，在我国很多城市中都有分布。
我国盾构技术起步时间不长，目前适用的盾构机大部分是从德国和日本进口，地质条件差异使进口盾构机在全断面风化砂岩施工时常常出现刀具不适应地层条件的问题，严重影响了掘进效率。
虽然地铁掘进过程中刀具的磨损问题已经引起关注，但由于现场条件限制，要对具体磨损进行测量并对刀具的适应性进行评价尤为困难。
针对全断面砂岩中刀具适应性的问题，以南京地铁3号线工程为背景，对盾构施工中的刀具更换频繁问题进行分析，提出关于刀具选择和布置方面的建议。
2 工程概况2.1 区间概况南京地铁3号线胜太西路站—天元西路站盾构区间总长约2 575 m，自2012年开始施工，目前双线已成功贯通。
区间场地属于侵蚀堆积岗地貌，该区段近地表风化砂岩中盾构刀具磨损状况分析及处理方法探讨王亦玄（上海市岩土地质研究院有限公司，上海 200072）摘 要：在地铁盾构施工中，刀具的选择对于掘进的连续进行非常重要。
全断面砂岩由于强度高，采用常规的盘形滚刀磨损量大，从而导致换刀频繁。
以南京地铁3号线为工程实例，通过研究全断面砂岩中的刀具适应性问题对刀具磨损量和换刀次数进行统计，发现初始设计中采用的盘形滚刀地层适应性不强。
将刀具更换为球齿滚刀后使用寿命明显增加，提高了掘进效率。
针对刀盘上不同位置刀具的磨损特点，对刀具的布置方法提出了优化建议。
砂层盾构机刀盘刀具磨耗分析及策略
砂层盾构机刀盘刀具磨耗分析及策略摘要：根据工程案例，文章介绍了刀盘刀具磨损状况，分析盾构刀盘进行砂层施工过程中导致刀盘、刀具发生磨损的原因，同时提出了增强盾构刀盘耐用性的方法和措施，希望能给应用盾构施工工程一定的帮助。
关键词：砂层盾构机；刀盘刀具磨损；磨损盾构机在各城市的地铁隧道施工过程中有重要作用，它具有生产效率高、安全环保、具有综合经济效益等优势。
盾构机施工掘进时，会遇到各种不同地质条件，比如软弱围岩、不成形淤泥、硬岩、流砂、砂层等。
刀盘是盾构机的重要掘进部件，进行掘进前，要根据不同的地质条件选择盾构类型和进行刀盘改造。
盾构机应用于长距离砂层时，会很严重的磨损刀盘刀具，进而降低了盾构掘进质量和效率，也会减少刀盘应用寿命，增加工程成本和工期，也会影响盾构机安全和操作人员安全。
1、工程情况某隧道工程的走向是从东向西，左边的隧道总长度1017米，整个隧道区间埋深 9 米～14米，地下水位主要是潜水，埋深 9.7 米～12.3 米，含水层是粉质粘土层、粗砂层、中砂层。
其中的含水率在17%左右，相应的渗透系数是25 m/d ～35 m/d。
区间地层从上到下的顺序为素填土、黄土、中砂、粉质粘土、粗砂等。
科—太区间隧道砂层是密实状态，主要通过②-5层中砂和②-6层粗砂层，标贯在45击～90击。
区间隧道的掘进应用相应的土压平衡盾构机。
在科—太左线盾构掘进过程中，不断的进行诊断和调整，进行了渣土改良，可是刀盘扭矩增大，掘进速度减慢；经七个月的掘进，最后进行带压进仓检查，发现刀具磨损严重，修复后才可以完成剩余的154环掘进任务。
2、刀盘刀具磨损盾构机在掘进787.5 米后，实施带压进仓检查，检查和清理刀盘，发现了刀盘刀具都受到了磨损，其中磨损最严重的是保径刀[1]。
为保证检修刀盘和换刀的快速安全，项目施工设置竖井，在竖井进入到刀盘的前面检查清洗，会很明确的观察到刀盘的外围板磨损损害最大，而刀盘的中心和圆周位置磨损的比较小，也就是刀盘越到外边缘磨损就越大，本项工程的具体损坏情况有以下几方面。
盾构机刀具的选型及其磨损分析
61WMEM·2020年 第1期产品与技术盾构机刀具的选型及其磨损分析济南重工集团有限公司 朱振鹏 姜晓彤盾构刀具将会直接影响盾构机掘进效率，不同岩土条件下将会采用不同类型刀具。
将从刀具种类、材料以及性能等方面对盾构刀具进行概括，分析盾构机刀具选型、切削机理以及磨损情况。
盾构法在隧道建设中的应用最初是由英国的布鲁诺在1818年提出的；20世纪60年代我国开始盾构机研制，现在已经基本实现国产化。
盾构机在公路、城市轨道、水利以及铁路等隧道建设中被广泛应用，具有对地面交通设施影响小、掘进速度快、开挖安全以及劳动强度低等优点。
在盾构机掘进系统中，盾构刀具作为关键部件，将直接影响盾构机掘进速度、出土速度和掘进效果。
盾构机在掘进过程中，将会受到岩土作用而产生损耗，为了减少刀具磨损，提高掘进效率，针对不同地质条件需要选择合适刀具。
本文将会针对盾构刀具选型以及切削磨损情况展开分析。
一、盾构刀具的选型1.盾构刀具分类及工作原理盾构刀具按照其切削方式可分为切削刀具和滚动刀具；切削类刀具又可以分为刮刀、先行刀、鱼尾刀和贝壳刀等。
（1）切削刀具切削刀是盾构机切削开挖面土体的主要刀具，其切削原理是盾构机在推进力作用下向前运动，刀具随着刀盘转动将会对土层产生径向的切削力和轴向剪切力，使得开挖面的土体被切削下来。
切削刀具一般形状示意图如图1所示，其中后角α和前角β一般为5°～20°，刀具角度在不同地层下是不同的，其中砂卵石地层稍小，黏土层稍大。
对于软土层或经过滚刀破碎的渣土，将会通过刮刀和切刀正面进入渣槽，如图2、图3所示，刮刀和切刀可以起到很好的切削与运输作用。
图1 切削刀一般形状示意图图3 切刀图4 超前刀切削土体示意图图2 刮刀先行刀也称为超前刀，超前刀切削土体示意图如图4所示。
在切削土体时先行刀一般会在切削刀之前切削土体，将土体切削成块，为切刀切削创造良好条件。
先行刀在切削过程中可以增加切削土体流动性，减少切刀磨损，降低切刀扭矩，提高切削效率。
盾构机盘刀
盾构机盘刀盾构机盘刀磨损主要原因为隧道穿越的地层主要为粘土沙，其中夹杂中粗砂、砾砂、卵石，砂性土摩擦阻力大，渗透性强，在盾构的推进挤压下水分很快排出，土体强度提高，故不仅盾构推进摩擦阻力大，而且开挖面土压力也较大，对刀盘的磨损会比较严重。
在地下开挖中会遇到各种不同地层,从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。
在开挖中刀盘受力复杂,工作环境恶劣。
刀盘的质量关系到开挖效率、使用寿命、工程费用及盾构施工的成败。
然而,由于刀盘不可避免的磨损往往给工程带来干扰和隐患,这就需要在短时间内对盾构机刀盘磨损进行焊接修复,从而为盾构机开始新的掘进任务提供良好的设备条件.二、盾构机盘刀修复方案从盾构机盘刀磨损情况来看,由于刀盘本体基本完好,大部分刀具磨损在容许范围内,剩余刀刃高度能够满足右线掘进任务,没有必要更换整个刀盘或者是全部刀具,只需要对磨损的刀盘本体和刀具进行焊接修复和更换,即可保证盾构机正常进行下阶段的掘进施工。
刀盘修复的原则是保证修复后的刀盘本体性能不低于原设计制造的水平,保证更换的刀具与出厂配备的刀具性能相匹配。
为此,在深入分析和研究之后,决定采取以下焊接修补方案。
1 对刀盘本体外缘侧板环面,采用埋弧堆焊的方式,首先填平一圈凹槽,然后堆焊整个侧板环面,在环面上形成一圈耐磨层,使得刀盘本体直径恢复到出厂时的6240 mm。
2 刀盘外周边缘的倒角磨损采用加焊一圈耐磨钢板的方式对其进行恢复补强。
钢圈外径为6240 mm,内径5920 mm,厚度30 mm。
钢圈面与刀盘本体面平齐,钢圈与刀盘本体焊接采用二氧化碳保护焊,用埋弧堆焊把钢圈与刀盘面板之间的缝隙和钢圈与刀盘外缘侧板环面之间的凹槽填平。
钢圈表面采用二氧化碳保护焊堆焊栅格状的耐磨金属条。
3 磨损刀具的更换。
刀具与刀盘连接方式有2种,一种是直接焊接在辐板上,另一种是通过基座与辐板螺栓连接。
对于直接焊接在辐板上损坏的刀具而言,需要用氧炔焰把损坏的刀具从根部切割,然后打磨平,在原位置焊接相应的刀具。
盾构机刀具磨损与更换决策研究
1. 特征选择：通过对大量数据进行深入分析，挑选出最能反映 刀具磨损状况的关键特征变量。 2. 模型训练：采用合适的机器学习算法（如支持向量机、随机 森林或深度神经网络）对选定特征进行训练，生成预测模型。 3. 模型验证与优化：通过对比不同模型的预测效果，并结合实 际工程经验对模型进行调整和优化。
▪ 基于物联网的远程磨损监测系统
1. 物联网架构设计：详细阐述了物联网技术在盾构机刀具磨损监测系统中的具体应 用，包括硬件设备选择、网络通信方式以及云端平台的设计。 2. 实时数据分析与预警：描述了系统如何实现对盾构机刀具磨损的实时监测，并利 用大数据技术和机器学习算法对数据进行深度挖掘和分析，提前发出预警信息。 3. 智能决策支持：讨论了系统如何为工程管理人员提供智能化决策支持，帮助他们 合理安排施工计划和刀具更换时间。
磨损评估模型构建
▪ 评估模型动态更新
1. 历史数据回溯：定期将实际更换刀具的情况纳入数据库中， 作为模型更新的基础。 2. 长期跟踪研究：针对同一工程项目持续观察刀具磨损情况， 逐步完善评估模型。 3. 模型优化迭代：根据新数据不断对现有模型进行校验和优化 ，以提高其预测精度和稳定性。
▪ 评估模型工程化应用
▪ 环境因素：
1. 湿度和温度变化 2. 空气污染程度 3. 工作场所噪声和振动水平
盾构机刀具磨损与更换决策研究
磨损监测技术及其应用
磨损监测技术及其应用
▪ 磨损监测传感器技术及其应用
1. 传感器类型和原理：探讨了不同类型的传感器，如振动、声发射、温度、压力等 在盾构机刀具磨损监测中的应用原理。 2. 数据采集与处理：介绍了如何通过传感器收集数据，并使用信号处理方法进行分 析，以提取出反映刀具磨损状况的特征参数。 3. 磨损评估模型建立：基于传感器数据，构建了预测刀具磨损程度和剩余寿命的评 估模型。
盾构机刀盘刀具磨损分析与改进
盾构机刀盘刀具磨损分析与改进一、引言盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备，其刀盘刀具是关键部件之一。
刀盘刀具的磨损情况直接影响到盾构机的开挖效率和寿命。
本文将对盾构机刀盘刀具磨损进行分析，并提出改进措施，以提高盾构机的工作效率和使用寿命。
二、盾构机刀盘刀具磨损分析1. 磨损形式刀盘刀具主要有刀头、滚刀、凿岩头等组成。
在盾构机开挖过程中，刀具与隧道地层不断磨擦，导致刀具磨损。
刀盘刀具主要磨损形式包括磨耗磨损、断裂磨损和自擦磨损。
磨耗磨损是最为常见的磨损形式，主要是因为刀头与地层的摩擦导致切削面材料磨损。
断裂磨损则是刀盘刀具在工作时由于受到剧烈冲击或超过其材料强度限制造成的断裂现象。
自擦磨损是指刀头上的刀具与切削面之间的磨损，主要是因为刀具材料之间的磨擦产生摩擦热而引起的。
2. 磨损原因刀盘刀具的磨损主要受以下几个方面的影响：（1）地层硬度：地层硬度越大，刀具与地层摩擦力越大，磨损程度也越大。
（2）地层结构：地层的裂隙、节理等结构对刀具磨损具有一定影响。
（3）刀具材料：刀具材料的硬度、韧性、耐磨性等性能对磨损情况有直接影响。
（4）刀具设计：刀具的形状、角度、排布等设计因素会直接影响磨损情况。
三、刀盘刀具磨损改进措施1. 材料优化刀盘刀具的材料选择至关重要。
根据地层的硬度以及磨损形式，选用具有良好硬度、韧性和耐磨性的材料，可以有效延长刀具的使用寿命。
目前，硬质合金、高速钢等材料被广泛应用于刀盘刀具制造。
2. 刀具设计改进通过改进刀具的形状、角度和排布等设计因素，可以降低刀具的磨损程度。
例如，合理的刀具刃角可以减少切削阻力和磨损；适当增加刀头与地层的接触面积，可以分散磨损力，延缓刀具的磨损速度。
3. 切削液的应用在盾构机开挖过程中，切削液的应用可以减少刀具与地层之间的摩擦阻力，从而降低刀具的磨损程度。
合适的切削液类型和浓度可以根据具体地层情况进行调整。
4. 定期检测和维护定期对刀盘刀具进行检测，及时发现和修复磨损、断裂等问题，可以保持刀具的良好工作状态，延长使用寿命。
盾构刀具类型及刀具磨损分析张正银
盾构刀具类型及刀具磨损分析张正银发布时间：2023-07-02T07:02:30.721Z 来源：《建筑实践》2023年8期作者：张正银[导读] 盾构刀具是盾构机掘进的关键部件，盾构机的推进速度直接受到盾构刀具类型、质量等的影响，进而影响到整个施工进度及工程的效益。
本文通过对盾构刀具的分类，介绍了不同盾构刀具的磨损的原因，通过分析表明刀具的磨损不仅与刀具的质量有关，还与地质条件、掘进参数设置、刀具的配置等等有关。
最后分析了不同刀具的破坏形式，并给出了几点相关减少盾构刀具磨损的建议。
重庆交通大学重庆市 400074摘要：盾构刀具是盾构机掘进的关键部件，盾构机的推进速度直接受到盾构刀具类型、质量等的影响，进而影响到整个施工进度及工程的效益。
本文通过对盾构刀具的分类，介绍了不同盾构刀具的磨损的原因，通过分析表明刀具的磨损不仅与刀具的质量有关，还与地质条件、掘进参数设置、刀具的配置等等有关。
最后分析了不同刀具的破坏形式，并给出了几点相关减少盾构刀具磨损的建议。
关键词：盾构刀具；刀具分类；磨损一、引言伴随着我国经济的快速发展，城市的地表土地资源捉襟见肘，未来城市发展将往城市地下空间转移，而在城市地下空间的开发过程中，会经常遇到各种复杂的地质条件，需要大量相关的技术设备。
近年来盾构技术得到了广泛的采用，但同时也受到了各方面严峻的挑战。
在整个掘进过程中，由于复杂的地质条件会导致刀具出现磨损，刀具的磨损受到多方面因素的影响，包括刀具结构和材料自身、掘进参数设置、地质条件、刀具与地质条件的适应程度等等，其中刀具与地质条件的适应程度是重要的影响因素，不同的刀具应与不同的地质条件相适应才能使加快盾构机的掘进进度，相反如果刀具和前方地质条件不相适应，那么这将会使得盾构机掘进效降低，严重的还会导致刀具磨损，将直接影响到掘进的工作效率、工程的进展及工程的经济效益。
本论文通过介绍了盾构刀具的分类并分析了这些刀具的功能作用和在不同地质条件下的适应性，从目前存在的刀具磨损的问题，给出了几点减少刀具磨损的措施。
盾构掘进中刀具_刀盘损坏及维修措施探讨
后能恢复掘进功能
竖井维修
技术成熟， 维修速度与质量均较高， 但 场地协调困难
更换刀盘
技术成熟， 对场地要求较高， 场地协调 困难
７０ 天 ６０ 天 ４０ 天
小
中
开挖竖并需再 掘进一段距离
大
开挖竖井需再 掘进一段距离
结合本项目的实际情况， 选用洞内维修方案。 ４．１ 洞内维修
由 于 地 层 稳 定 不 进 行 地 层 加 固 ， 根 据《开 仓 程 序》和《开 仓 安全技术交底》只使土仓库敞地 层在较长的一段时间内 保 持 稳 定， 在洞内开挖洞室进仃； 刀盘维修。维修时， 坚持“＂ 小、快、灵” 的指导思想， 即以小范围的维修为一个维修单元， 将整个维修 划分为若干个小的维修单元， 突出重点， 快速灵活的开展工作。
③弧形刮刀与切刀已开始径向压力， 部分刮刀可能已脱 落， 弧形边刮刀出现严重磨损， 承压在刀盘下面或边缘与切口 环之间， 刀盘的异响可能为脱落的刮刀或滚刀刀圈与切口环干 摩擦引起。
３ 开仓检查
排出部分碴土， 在短暂的时间内， 对刀盘进行检查， 发现掌
子面较完整、较稳定， 地下水不丰富。
３．１ 开仓程序 表 ３ 开仓程序签认表
图１
２ 掘进状态分析
盾构机刀具的使用磨损及开挖面分析
3)破碎阶段：当相邻滚刀的间距使起裂阶段产生的裂缝相互
连通时，表面部分岩体便被裂缝分割，形成碎片并脱离开挖面。
30
影响裂缝能否形成的直接因素有： 1) 岩石硬度： 在刀具挤压阶段，必须保证刀具硬度
要高于岩石硬度，才能切入岩石表面，形成必要深度的 应力核心区。
2) 抗压强度：刀具切入岩石表面后，当应力大于岩石
1
目录
一、盾构刀具 二、盾构开挖面的变形与破坏分析
2
一、盾构刀具
1 综述
对于盾构机来说,掘削系统即是掘削 刀盘及其驱动系统。掘削系统对于盾 构机的施工效果有着决定性的影响, 而且选择的差异对盾构机造价也有着 很大的影响,刀盘选型可以影响到总 造价的4％～8％,尤其掘削设备的装 备扭矩是盾构机最基本的参数之一。
F,b，Z Z
375-400
21-26
180220
注：等级A、B、C、D，从左至右，质量依次提高；脱氧方法F表示沸腾钢，Z表示镇静钢，b表示半镇静钢，
TZ表示特殊镇静钢；Q235-A，Q235-B沸腾钢含锰量上限为0.60%。
12
海瑞克周边刀的刃口主要承受高应力 的磨粒磨损，周边刀迎土面钎焊有球齿， 球齿材料为硬质合金，主要用于承受砂 砾、卵石的磨粒磨损与冲击。
32
(7) 齿刀
在岩石较软的情况下掘进时，由于盘形滚刀与岩
石掌子面之间不能产生一定的附着力，将导致滚刀
不能滚动而产生弦磨，滚刀不能滚动将失去有效的
破岩功能。因此，在较软的岩层中应将部分盘形滚
刀更换成齿刀，利用齿刀进行破岩。由于齿刀上装
有2个切削刃，因此刀盘正反转时齿刀都能进行破
岩。
齿
刀
破
岩
机
复合地层盾构机刀盘磨损修复实施与探讨
复合地层盾构机刀盘磨损修复实施与探讨广东省深圳市518000摘要：盾构机刀盘在复合地层掘进过程，由于地下空间地质复杂多变，不可控制因素较多，易出现盾构机刀盘磨损的异常情况，导致刀盘结构变形、结构磨损、刀箱变形等，进而无法继续稳定掘进。
此时必须停机检查修复，影响工期进展，长时间停机可能引起地面扰动，从而可能产生负面施工影响。
关键词：复合地层；盾构机刀盘；刀盘磨损引言城市轨道交通地下施工一般采用盾构法，具有施工安全高效的特点。
但是，在复杂的地质构造(例如硬岩复合地层)条件下挖掘隧道时，可能会发生刀具异常磨损。
如果验证和更换刀具不及时，它仍将使用刀盘配置中的刀盘面板，这将阻止刀具配置继续挖掘。
此时，需要经过通电操作定位、铆焊等来修复盾构机刀盘。
由于盾构机土仓内火灾的危险性很高，许多城市已正式禁止使用。
因此，必须采取一些技术措施，实现恒压开仓条件，在恒压开仓条件下进行恒压点火操作。
本文在一种坚硬复杂地形形成条件下采取技术措施，实现盾构恒压室开孔操作板的修复，可用于同等条件下的盾构施工。
一、盾构机刀盘磨损分类根据国内外盾构磨损的案例分析，刀盘磨损可分为弱磨损和强磨损，弱磨损为刀盘的刀具磨损、刀盘结构耐磨微磨损，更换完刀具可继续掘进；强磨损为刀盘结构本体已经磨损，不能满足刀具的安装，刀盘结构强度的损失，必须洞内修复刀盘结构、刀具安装座等才能继续稳定掘进。
刀盘结构弱磨损刀盘结构强磨损刀盘强磨损是项目实施过程的一种较大事故，严重影响施工进度，以下主要探讨基于刀盘强磨损的前提下，刀盘的结构修复，以保证项目的继续实施。
二、确定修复方案在制定修复方案时，考虑到项目的实际情况并与许多相关方协商，提出了三个可供比较的备选方案。
(1)备选方案一。
采用带压气室的操作方法，修理刀具的板和座。
(2)备选方案二。
在刀盘前选择合适的位置，用旋转桩加固土层，修复刀座与结构，并在实体保护下使用常规压力点火操作更换刀具。
(3)备选方案三。
盾构刀具磨损分析
氧化磨损
在高温、高压环境下，氧气与刀 具表面的铁元素发生氧化反应， 形成氧化膜，随着切削过程的进 行，氧化膜不断被剥离，导致刀
具表面磨损。
02
盾构刀具磨损分析方法
宏观磨损分析
01
02
03
刀具表面形貌观察
通过目视或低倍显微镜观 察刀具表面的磨损程度、 磨损区域和分布情况。
刀具尺寸测量
使用测量工具对刀具的尺 寸进行测量，包括刀具的 长度、宽度、厚度等，以 评估其磨损程度。
力学性能分析
硬度测试
通过硬度测试了解刀具表 面的硬度和材料的耐磨性。
弹性模量测量
通过测量刀具材料的弹性 模量，评估其力学性能和 抗疲劳性能。
显微硬度测试
利用显微硬度计对刀具表 面进行硬度测试，了解不 同区域和不同材料的硬度 分布。
03
盾构刀具磨损的影响因素
切削参数的影响
切削速度
切削速度越高，刀具磨损越快。
碎岩石。
切削刀
适用于各种地层，切削 能力强，使用寿命长。
中心刀
位于盾构机刀盘中心， 用于破岩和导向。
盾构刀具的工作环境与条件
高压、高温环境
盾构机在地下工作时，会面临高压力、 高温度的环境，这对盾构刀具的耐磨 性和耐热性提出了较高要求。
复杂地质条件
泥水或泡沫润滑环境
为了减少摩擦和冷却刀具，盾构机通 常采用泥水或泡沫润滑系统，这对盾 构刀具的防锈和密封性能提出了较高 要求。
盾构刀具磨损分析
目录
• 盾构刀具概述 • 盾构刀具磨损分析方法 • 盾构刀具磨损的影响因素 • 盾构刀具磨损的预防与控制
目录
• 盾构刀具磨损的案例分析 • 结论与展望
01
盾构刀具概述
盾构隧道刀具磨损特性分析与优化设计
盾构隧道刀具磨损特性分析与优化设计盾构隧道是一种用于地下工程建设的重要工具，其刀具磨损情况直接影响着工程进展和施工质量。
本文将针对盾构刀具的磨损特性进行分析，并提出相应的优化设计方案。
1. 盾构刀具的磨损特性分析1.1 磨损类型盾构刀具的磨损一般包括切削面磨损、刀具体积损耗以及刃口磨损等。
切削面磨损主要是由于刀具与岩土的磨擦引起，刀具体积损耗是指刀具体积的减少，刃口磨损则是刀具切削边缘的磨损现象。
1.2 磨损影响因素盾构刀具的磨损受到多种因素的影响，其中包括岩土的物理性质、刀具材料及硬度、施工参数(如推进速度、刀盘转速等)等。
这些因素的综合作用使得磨损的程度和速率不同。
1.3 磨损评估指标评估盾构刀具磨损的指标通常包括磨损率、切削力以及切削质量等。
磨损率反映了刀具的损耗情况，切削力则代表了切削的负荷情况，切削质量则衡量了切削时刀具的工作性能。
2. 盾构刀具磨损优化设计2.1 材料选择为减轻刀具磨损，可以通过选择更优质的材料来提高刀具的抗磨损性能。
例如，可采用高硬度的合金钢、陶瓷材料或碳化硅等材料来增加刀具的硬度和耐磨性。
2.2 刀具结构设计刀具的结构设计也是磨损优化的关键。
合理的结构设计可以提高刀具的刚度和稳定性，减少磨损的发生。
例如，在刀具的切削边缘增加复合涂层、设计刀具的几何形状等方式，可以减少刀具与岩土之间的磨擦，延缓磨损的发生。
2.3 施工参数优化合理的施工参数设置有助于减轻刀具磨损。
通过研究不同施工参数对磨损的影响，可以找出合适的推进速度、刀盘转速等参数，以减少刀具的磨损。
此外，刀具的清洁和润滑也是减轻磨损的重要措施。
3. 优化设计案例分析以某盾构隧道工程为例，应用上述优化设计方案，进行了刀具磨损分析和改进设计。
结果显示，在优化材料选择和采用复合涂层的同时，合理调整了推进速度和刀盘转速，成功降低了刀具的磨损率和切削力，提高了切削质量。
4. 结论盾构隧道刀具的磨损特性对工程建设具有重要影响，因此需要进行详细的分析和优化设计。
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盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈
摘要：造成刀盘和刀具的磨损是多方面的，而且很多都是不能定量分析的，但是只要综合土层性质、掘进参数、正确使用泡沫剂、适时开仓检查刀具和汲取以往的经验教训，就可能将刀盘和刀具的磨损量降到最小，从而达到保护刀盘、刀具的目的。
关键词：盾构机；刀盘；刀具；磨损
随着地铁建设的发展，盾构工法在地铁建设中起到了越来越重要的作用。
它的优越性，实际上是得益于盾构机技术的发展，正所谓“工欲善其事，必先利其器”。
盾构机之所以特别重要是因为它与其它施工机械不一样，它被形象地称为“度身定做”（taitor-made）的[1]。
所谓“度身定做”度的什么身呢？就是根据特定的施工环境这个“身”来制造与之相适应的特定的盾构机。
在盾构机选型中刀具的选择又是重中之重，要根据地质情况选择相匹配的盾构机，盾构机刀盘刀具布置是盾构机配置的最重要的部分。
在实际施工过程中，若区间较长，需要进行开仓检查刀具和换刀，确保盾构机能够顺利到达出洞。
笔者对深圳地铁2号线后海站～科苑站区间盾构隧道刀盘、刀具磨损情况进行了总结分析，可为类似工程盾构机刀具选型提供参考。
1工程概况
深圳地铁2号线是深圳市优先发展的轨道交通线路，是连接城市中心区与蛇口、南头半岛的纽带，也是特区内东西向交通走廊内的第二条轨道客运干线，沿途将经过蛇口、后海开发区、南山商业文化中心和深圳湾填海区，串联了上述片区主要的居住区和商业文化密集区，满足了南山与福田、罗湖二级客运走廊的客运需求。
地铁2号线建成后在深圳世界之窗站与1号线换乘，将直接为300万以上的市民提供安全便捷的交通服务，能有效缓解南山区的交通压力。
深圳地铁二号线某标段土压盾构机从后海站向科苑站方向掘进。
本区间左、右线隧道平面最大曲线半径为1000m，最小曲线半径为400m，左、右线线间距13.2m～14.2m，区间隧道最大线路纵坡为28‰，最小纵坡为2‰，竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m，隧道拱顶埋深为10m～15m。
2地质概况
区间场地原始地貌为滨海相潮间带（滩涂），后经软基处理由填海而成。
由钻探揭示，覆土表层为人工填筑的素填土（填石、填砂），其下为第四系全新统海积淤泥、砾砂（含淤泥）、冲洪积粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积淤泥质
粘土、粘土、砾砂，中更新统残积砾（砂）质粘土，下伏基岩为燕山期粗粒花岗岩。
根据花岗岩的特性及深圳地区地层的特点，在其残积土层中存在球状风化体，球状风化体的体积相对较小，在事前的地质钻探过程中难以精确地全部勘察清楚，在实际盾构施工过程中，碰到了的非常坚硬的球状风化体。
本标段盾构隧道洞身穿越的地层分布统计见表1，隧道洞身各地层比例见图1。
由上面图表可知，本标段隧道穿越的地层主要以⑧2、⑧3砂质粘性土地层为主，区间隧道穿越复合地层，对刀盘、刀具配置要求较高，必须能够适应地质软硬不均的需要。
3刀具配置
3.1刀具配置
刀盘设计采用了双刃滚刀刀盘设计，刮刀安装在碴土通道的一侧。
该盾构机刀盘上刀具配置如下：（1）64把软土刀具（刮刀）；（2）16把边缘铲刀；（3）6把中心齿刀（中心区域）；（4）4把双刃滚刀；（5）10把正面齿刀；（6）1把超挖刀（超挖行程50mm）。
刀盘上使用中心双刃滚刀和正面双刃滚刀以满足中等强度岩石地层的掘进要求。
另可根据施工地层的变化适时进行刀具更换，在
软土地层掘进时，将滚刀更换成齿刀，刀盘布置如下图2。
图2刀盘刀具配置图
3.2盾构机开仓换刀后刀具配置
经过半个区间的掘进（约610米），到联络通道位置开仓检查刀具时发现：10把正面齿刀和内16把边缘刮刀刀头部分已基本磨完，磨损情况详见图3、图4；6把中心羊角刀尚无较大的磨损；1、3、5、7#辐臂上靠外的三把小刮刀（12#、14#、16#和11#、13#、15#，共计24把）磨损均较严重，磨损情况详见图5。
经过几天的开仓换刀，承包商将中心6把羊角刀更换为中心贝壳刀；10把正面齿刀均更换为双刃滚刀；此外还更换5把内边缘刮刀和9把小刮刀。
图3正面齿刀磨
损图4内边缘刮刀磨损图5小刮刀磨损4刀盘刀具的磨损情况及原因分析
盾构机经过开仓换刀后继续掘进剩余的半个区间（约600米），出洞后刀盘本身并无多大磨损量，各类刀具基本上完好。
刀具磨损量并不是太大，原因如下：（1）刀盘/刀具有专门耐磨保护(刀盘面上焊有hardox板，外圈上有耐磨格条)，出洞后只是耐磨格条磨损了部分，真正起到图6刀盘耐磨保护保护刀盘的作用，耐磨格条如图6所示。
（2）该盾构机刀盘是承包商专门为本段区间地层设计制造的，适用于该区间地层，复合式刀盘，软土刀具可与17寸双刃滚刀互换。
联络通道处将10把正面齿刀（软土刀具）全部更换为合金粒双刃滚刀使得刀盘在后半段区间的掘进过程中得到了很好的保护，出洞后只是刀具磨损几个毫米，刀盘本身并未发现有磨损。
（3）大碴土出口利于碴土流动
刀盘开口率为28‰，开口较大，保证切削下的碴土能顺利的进入土仓，不
在刀盘正面滞留过久造成刀盘/刀具的过多磨损。
（4）泡沫的使用
刀盘切削土体时注入泡沫用于碴土改良以降低刀盘及刀具的磨损，经泡沫调节后的土壤有以下特点和好处：①使支持压力传递到隧道开挖面；②流动性好；
③渗水性能低；④良好的弹性；⑤降低对盾构机刀盘的附着性；⑥减少对刀盘和刀具的磨损；⑦减少驱动功率。
刀盘面上设置有8个泡沫喷射口，位置详见图7：1#喷射口——ARM1上,半径2540mm处；
2#喷射口——ARM8上,半径1630mm
处；
3#喷射口——ARM2上,半径1440mm处；
4#喷射口——ARM3上,半径2230mm处；
5#喷射口——ARM5上，半径760mm处；
6#喷射口——ARM5上,半径2800mm处；
7#喷射口——ARM6上,半径1920mm处；
8#喷射口——ARM7上，半径810mm处。
在刀具切削土体时，通过泡沫喷嘴往掌子面注入相应量的泡沫剂以调节和改良切削面土体的性能。
由于本区间以⑧2、⑧3砂质粘性土地层为主，土体粘性较大，刀盘扭矩和驱动油压力均较大，排出的土壤成块、成团、很干燥，掘进时加入的水只是附着在土块的外表面，难以渗入土体内，几次开仓发现，很多粘土粘附在刀箱和进料口上，切削下的土壤未能顺畅的进入土仓内，造成刀盘和刀具温度长期居高不下，土仓壁的温度升至50°～60°，因此，刀具在切削土体时
温度超过60°，由机械加工知识可知，切削温度越高对刀具的磨损也越大。
而在注入泡沫后，所排出的土则较为松散，含水量较多，出土也较为顺畅，并且土仓壁温度也有所下降。
因此泡沫的作用，在保护刀具方面的作用是显而易见的。
经统计，本项目左线区间完成掘进后，共用泡沫剂27罐，这对刀盘和刀具起到了一定的保护作用，减小了刀具的磨损量。
另一相邻区间地质情况、区间长度与该区间相似，盾构机刀具磨损严重，虽说可能是刀具偏磨所致，但这与整段区间只使用3罐泡沫剂是有关系的。
5结语
总之，造成刀盘和刀具的磨损是多方面的，而且很多都是不能定量分析的，但是只要综合土层性质、掘进参数、保证泡沫剂的正确使用、适时的开仓检查刀具和汲取以往的经验教训，就能将刀盘和刀具的磨损量降到最小，从而达到保护刀盘、刀具的目的。
参考文献
[1]竺维彬鞠世健复合地层中的盾构施工技术中国科学技术出版社
武汉中荣特焊科技有限公司摘自中国百科网。