盾构是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，它具有开挖快、优越、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，在城市隧道的开挖中得到越来越普遍的应用。刀盘是盾构机的关键部件之一，是盾构主要工作部件。盾构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，是需要重点检查和维修的部位。刀盘结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式，盾构刀盘设计是盾构关键技术，采用合适的刀盘类型是盾构顺利施工的关键因素。随着城市地铁轨道路网的延伸，盾构不只需穿越常见的软地层，同时还需在部分硬岩地段中通过。山西刀具公司

盾构刀具的磨损检测技术现状： 开舱检查。这是较常用、较直接、较可靠的方法，停机后由人工进舱对刀具进行逐个检查。在不稳定地层中，开舱前需首先进行地层加固或带压作业，方可入舱检查。开舱检查虽直接有效，但却存在很高的风险，很可能由于掌子面不稳定而造成地面坍塌等事故。 磨损感应装置。在刀具内安装液压或电子传感器系统，一旦刀具磨损到一定程度就自动报警或指示。滚刀磨损感应装置则是采用液压油缸从刀盘伸出至滚刀刃尖，通过比较伸出行程与磨损前行程的差值判断滚刀的磨损量。此外还有一些采用液压短路、光纤维短路或超声波等方式来判断滚刀磨损的感应装置。由于感应装置只能在少量刀具上安装，应用范围小，使用效果受到很大限制。山西刀具公司盾构刀具切刀失效的主要机理为冲击、冲击疲劳以及热疲劳裂纹。

盾构机刀具发展趋势： 盾构机由于其高效、经济、安全等特点逐渐被普遍应用于隧道施工中，虽然有水射流破碎、热破碎以及微波破碎等多种应用于盾构的破岩方法逐步出现，但是国内外对传统刀具破岩的研究和应用依然为主流。行业内研究者们结合刀具失效模式，从切削机理、理论计算、破岩方式以及模拟试验等方面进行深入探索研究，并结合施工经验不断改进和完善，形成了适用于不同地质条件下的多规格、多品种与多功能的盾构机刀具系列。盾构机刀具迎来了全新时代，刀具研究制造技术也逐渐向国产化、信息化、智能化以及重型化方向发展。盾构刀具零部件由优化选材，具有高的强度和高耐用性。

盾构刀具的主要磨损形式有 3 种: 微观变形疲劳磨损、犁沟磨粒磨损、凹坑磨粒磨损。微观变形疲劳磨损，疲劳磨损的特征为: 鱼鳞状迭加变形，次表面有明显的与滚刀运动方向一致的迭加变形层，变形层底部伴有接触疲劳和龟裂。形成此磨损的原因为: 磨损表面迭加变形产生疲劳裂纹，裂纹失稳扩展导致微观断裂，磨损剥落。犁沟磨粒磨损，犁沟磨粒磨损的特征为: 磨损表面有平行于滚刀运动方向的沟纹，有被排挤的金属在沟纹两边，沟槽内有反复变形的断裂的金属残体和尚未完全脱离金属母体的磨屑。形成此磨损的原因为: 金属表面被滑动运动的岩石硬粒切削剥落或被犁皱，堆积变形，疲劳裂纹萌生扩展，终断裂，脱离母体，基体组织中的碳化物磨损过程凸出被剥落，也加速了金属表面犁沟的形成。凹坑磨粒磨损的特征为: 磨损表面有月牙形凹坑，并夹带有较短而浅的无规则方向的沟纹。形成此磨损的原因为: 磨粒在金属表面滚动运动或弹跳压入金属表面形成压痕凹坑，有些小凹坑是碳化物剥落留下的空穴。目前盾构刀具磨损检测技术分为液压检测、气体检测、掘进参数分析法和电气检测法。

盾构刀具的刀具磨损及其检测方法： 目前 , 刀具磨损的检测方法主要有开仓检查、刀具磨损感应装置、异味添加剂 、掘进参数分析等。 开仓检查的方法较为直接有效 , 但却存在很高的风险 , 可能造成开挖面的坍塌 , 进而影响隧道 周边建筑物的安 全 。 刀具磨损感应装置只能安装于少部分刀具上, 对其他刀具的磨损则无法感应。异味添加剂在土压平衡式盾构和泥水式盾构中效果不佳。 一般说来 , 滚刀完好情况下 , 预测值与实际值之间的偏差值比较小 ; 滚力磨损后 , 预测 值与实际值之 间的偏差值将增大 , 故 可通过对 比掘进速 度或扭矩 的预测值与实际值之 间的偏差情况来预报滚刀磨损状况。 但是 , 当偏差为多少 时可 以判定有 刀具出现了严重磨损 ,则需要应用检验法将基准环的速度偏差均值 与其后 每环 的速度 偏差均值进行比较。盾构刀具更换时，要选择遵循从上到下的更换方式。盾构机刀盘刀具样机具有宽泛的地质适应能力，具有足够的强度、刚度和稳定性。安徽盾构刀具生产厂

盾构刀盘刀具的布置方法，目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。山西刀具公司

刀具是盾构机重要的部件，其直接影响着盾构施工进度。所以必须根据工程地段岩石的不同强度和地质特点以及刀具在不同岩石中表现出的破岩机理来对刀具进行设计和选择。为了适应从软土到硬岩不同地层的开挖，目前设计出多种刀具与之适应。盾构机刀具类型分为两大类：滚刀和切削刀。而切削刀的种类繁多，包括：切刀、齿刀、边刮刀、先行刀、仿形刀、鱼尾刀。其中，滚刀和齿刀的刀座形式相同，根据不同的地质类型，两种刀具可以互换。滚刀用于掘进纯岩地层；伴有大粒径的砾石（粒径大于400mm）并且含量达到一定比例的松散地层；岩石（强度不是太高）与一般土体（松土或砂土）交错频繁出现的复杂地层。采用滚刀破岩时，其破岩原理是：刀盘旋转带动刀具扫过开挖面，此时滚刀挤压周边的岩石，使其表面形成裂纹继而与开挖面脱落，使得岩石成功破碎。滚刀按刀具形状的不同分为：盘形滚刀和齿形滚刀；而根据安装位置不同分为：正滚刀、中心滚刀、边滚刀、扩孔滚刀；按照刀圈的数量分为单刃滚刀、双刃滚刀和三刃滚刀。在风化的砂岩和泥岩等软岩地层时，一般采用双刃滚刀；在较硬岩中采用单刃滚刀。山西刀具公司