超大直径盾构复合地层刀筒刀具优化设计关键技术探讨

周 振

(上海隧道工程有限公司，上海 200232)

摘　要：　随着城市地下空间开发向更深、更复杂地层发展，超大直径盾构穿越强度差异大、软硬不均的复合地层时，刀盘上的刀筒与刀具面临着掘进效率低、磨损严重，且易出现崩刃、崩断等非正常失效问题。为确保盾构施工的安全性、高效性与经济性，对刀筒刀具进行针对性优化设计至关重要。系统探讨了复合地层条件下刀筒刀具优化设计所涉及的关键技术。首先，分析了复合地层掘进中刀筒刀具存在的问题;其次，重点研究了针对全断面硬岩地层的刀筒刀具选型及材料匹配策略;再次，探讨了基于刀具磨损的实时预测与健康状态判断。研究表明，通过上述关键技术的集成应用，能够显著提升刀盘在复合地层中的适应性，有效降低刀具磨损率与换刀频率，从而为超大直径盾构在复杂地层条件下开展长距离、高风险隧道建设提供重要的理论依据与技术支撑。同时，该研究首次采用刀盘扭矩/贯入度(扭贯比)和挤压力/贯入度(挤贯比)数据作为刀具适应性的评价指标，验证了不同刀具类型的地层适配效果。

关键词：　超大直径盾构; 复合地层; 刀具优化; 前置式刀筒

引文格式： 周振. 超大直径盾构复合地层刀筒刀具优化设计关键技术探讨[J]. 市政技术，2026，44(6)：319-327. (ZHOU Z. Discussion on key technologies for optimal design of cutter cylinders and cutters of large-diameter shield machines in composite strata[J]. Journal of municipal technology，2026，44(6)：319-327.)