刀具形狀及其作用 刀具的形狀必須適應(yīng)施工地質(zhì)的特點，并且刀具在切削斷面不同的位置其作用及要求均不同，因此應(yīng)對刀具進(jìn)行設(shè)計。①刀具在砂、砂卵石地層中的切削效率，即如何減少切削阻力，保證切削土體的流動性。 ②通過刀具形狀的改變，減少刀具掘進(jìn)磨損，提高刀具的耐久性。 ③適應(yīng)城市繁華地區(qū)施工的需要，盡可能減少刀盤旋轉(zhuǎn)刀具切削土體過程對周邊土體及環(huán)境的干擾，如振動、噪音等。 ④如何從材料和設(shè)計方面，對解決盾構(gòu)機(jī)在砂卵石地層掘進(jìn)時刀具的磨損(包括撞擊掉塊等)提出切實可行的措施，保證盾構(gòu)機(jī)刀具長距離掘進(jìn)的可靠性。 (1) 刀具的類型及切削原理 目前盾構(gòu)機(jī)刀具按切削原理劃分，一般公認(rèn)有滾刀和切削刀兩種類型(根據(jù)隧道圍巖性質(zhì)不同、切削目的不同，這兩類刀具還可進(jìn)一步細(xì)分)。滾刀的切削原理主要是刀具依靠擠壓破巖，一般用于巖石隧道的掘進(jìn)。當(dāng)雖然穿越松散地層但有大粒徑的礫石(粒徑大于400mm)、并且含量達(dá)到一定比例時，也可采用滾刀型刀具。另在隧道地質(zhì)條件復(fù)雜多變、巖石(強(qiáng)度不算太高)與一般土體(或粘土或砂土)交錯頻繁出現(xiàn)的情況，也有可能采用滾刀型刀具，即在復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)中采用。 切削刀的切削原理則主要是盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)的同時，刀具隨刀盤旋轉(zhuǎn)對開挖面土體產(chǎn)生軸向(沿隧道前進(jìn)方向)剪切力和徑向(刀盤旋轉(zhuǎn)切線方向)切削力，不斷將開挖面前方土體切削下來。