盾构施工已经普遍的应用于世界各地的城市地铁、穿山隧道、污水管线等众多领域 。随着盾构种类的增多和盾构施工工艺迅速发展 , 对盾构机刀具的探索和研究也在不断的进行着 。经过近100多年的发展 , 盾构机刀具在种类、材料、尺寸等方面得到不断的优化 , 对刀具的磨损规律以及磨损的实时检测也有了一定的研究成果。 目前应用于盾构机上的刀具种类很多 , 当隧道常处于复合地层时 , 选用的盾 构机刀具有滚刀、刮刀、齿刀、羊角刀等类型 , 其中滚刀分为双刃滚刀和单刃 滚刀 , 主要用于破碎硬岩和软土中的较大石块。 当盾构隧道常处于砂卵石地层时 , 常用的盾构刀具有切削刀、超前刀、盘圈贝型刀、鱼尾刀，辽宁刀具网站、仿型刀等几种刀具。不论盾构机上采用何种类型的刀具, 根据切削破坏土体( 或岩体 ) 的原理 ，辽宁刀具网站, 均可以将这些刀具分为两类 : 一类以滚刀为典型 , 这类刀具以挤压破碎为主要开挖 方式 ; 另一类刀具的典型为刮刀 ，辽宁刀具网站, 其以切削方式为主。要在保证挖掘速度的基础上，提升盾构刀具使用寿命。辽宁刀具网站
新型耐磨堆焊材料盾构刀具： 普通的铸造碳化钨焊条由于 WC 含量过高导致表面裂纹很多，这样的耐磨层是经受不了外界岩石频繁而又巨大的冲击的，很容易造成堆焊层的剥落。同时，由于堆焊层采用气焊的方式，很容易造成堆焊层气孔的出现，直接表现为堆焊层疏松，影响堆焊层的抗冲击性和耐磨性。 现已有单位根据盾构刀具的使用环境经过反复试验，对焊条的材质和成分进行调整，降低WC 含量，增加微量金属含量的同时里面还添加了Nb 等元素，形成低摩擦因数的碳化铌硬质项，保证焊后硬度达到 HＲC63 － 65。同时由于提高了 Ni 和 V 的含量，并添加了 Ni 这种金属元素，使得堆焊层组织具有更好的韧性，堆焊层裂纹急剧减少，同时与钢基体结合强度更好，刀具不容易发生脱落。另外由于多种元素的加入，提高了焊条的焊接工艺性能，焊接过程中飞溅小、成型好。辽宁刀具网站齿形滚刀常用于软岩，有球齿和楔齿两种。
盾构机一般设计两把仿形刀(一把备用)，布置在刀盘的边缘上。施工时可以根据超挖多少和超挖范围的要求，从边缘径向伸出和缩回仿形刀。仿形刀伸出较大值一般在70～150mm之间。盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时，通过仿形超挖切削土体创造所需空间，保证盾构机在超挖少、对周边土体干扰小的条件下，实现曲线推进和顺利转弯及纠偏。 在纯硬岩地层掘进时，采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于400mm)、并且含量达到一定比例时，也可采用滚刀型刀具。在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或粘土或砂土)交错频繁出现的情况，也有可能采用滚刀型刀具，即在复合式盾构机中采用。
不同地质条件下刀具选用方法： 1.复合地层由于地层比较复杂，所以刀具选用也更加多样化。一般主刀具建议采用刀座相同，刀具形式可互换的撕裂刀与滚刀形式；再配合刮刀、边刮刀清理刮渣，边刮刀可起到校准盾构机开挖直径的作用。 2.当地层以中软岩为主时，建议采用普通的盘形滚刀；同时控制滚刀的启动扭矩不宜过大，以免在软土层中无法自转而产生弦磨。 3.地层以淤泥或粘性土层为主时，建议采用撕裂刀；同时可采用相对较大的刀高差便于搅拌渣土。 4.硬岩地层岩石强度特性较高，抗压强度一般大于 30MPa，岩石越硬，对刀具磨损消耗越大，对刀具冲击也越强，故建议采用滚刀进行破岩完成掘进施工即可。在盾构机刀具的设计与制造过程中，应使刀圈的耐磨性与冲击韧性更好地结合。
盾构刀具中的中心刀（鱼尾刀、双刃或三刃滚刀、雏形刀、中心羊角刀）： 在软土地层掘进时，因刀盘中心部位不能布置切刀，为改善中心部位土体的切削和搅拌效果，可在中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀（羊角刀），一般鱼尾刀超前600 mm左右。鱼尾刀的设计和配置方式如下：其一让盾构分两步切削土体，利用鱼尾刀先切削中心部位小圆断面土体，而后扩大到全断面切削土体，即将鱼尾刀设计与其它切刀不在一个平面上，即鱼尾刀超前切刀布置，保证鱼尾刀较先切削土体；其二是将鱼尾刀根部设计成锥形，使刀盘旋转时随鱼尾刀切削下来的土体，在切向、径向运动的基础上，又增加一项翻转运动，这样既可解决中心部分土体的切削问题和改善切削土体的流动性和搅拌效果，又较大提高盾构整体掘进效果。 在纯硬岩地层掘进时，到盘中心位置布置双刃或三刃滚刀。在盾构刀具安装过程中，刀具装配的密封性可能存在问题，从而引起降低盾构刀具的气密性。辽宁刀具网站
在盾构刀具的生产工艺上，采用整体锻压，整体热处理的优化加工工艺。辽宁刀具网站
盾构刀具的刀圈锻造一般有以下几种锻造工艺： 1) 先铸造成型再模锻，优点是对锻造设备吨位要求低，容易制作;缺点是内部钢材纹理、晶粒、致密度不好，碳化物聚集，造成成品刀圈容易崩裂。2) 圆钢先热冲孔再碾环，优点是热锻成型，节约材料; 缺点是大部分属于手工操作，锻造时间长，始锻温度和终锻温度掌握不好，废品率高，如果在碾环之前没经过三向锻造，则碳化物不能击碎。 国内多数厂家主要采用模锻方式进行刀圈的生产，然后辅助以车加工处理，这样金属流线自然就被打断，从而造成刀圈容易断裂。为了提高刀圈的抗裂、抗崩性能，采用中频感应真空熔炼炉熔炼，刀圈的锻造工艺可采用辊锻方式，这样可使刀圈毛坯金属流线分布合理。辽宁刀具网站
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