126工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户·施工0引言在大量的城市轨道建设中，不可避免地遭遇到各种不良地质，超高强度硬质岩层则是施工中需面临的地质问题之一[1]。对于地铁隧道线路穿越高强硬质岩层时，目前常用施工方法有明挖法、矿山法、盾构法、矿山法+盾构法以及深孔爆破预处理法+盾构法[2]。在这些方法中，明挖法施工期间需要占用大量的地表空间，而矿山法和深孔爆破预处理法等则需要采用炸药爆破，在城区中对此炸药爆破具有严格的限制，而盾构法具有技术成熟度高、机械化施工、在城区复杂条件下无需爆破施工等诸多优点，因此在高强硬质岩层中掘进施工具有明显的优势[3]。因此研究超高强度硬质岩石地层中的盾构破岩机理以及盾构掘进施工参数，提高盾构机的掘进速率成为目前的研究热点，日益受到研究者们的关注。1工程概况某城市轨道交通3号线工程左右线起止里程均为DZK15+005~DZK18+400，单线长度为3395m，全线设置地下车站12座，区间隧道均为地下盾构隧道。统计全线隧道穿越的岩质地层表明，左线DZK15+884~DZK15+976（92m）为强风化花岗岩，DZK17+158~DZK17+269（111m）为中风化花岗岩，DZK18+073~DZK18+129（56m）为微风化闪长岩，DZK18+238~DZK18+338（100m）为微风化正长斑岩。右线DZK15+886~DZK15+972（89m）为强风化花岗岩，DZK17+150~DZK17+270（120m）为中风化花岗岩，DZK18+089~DZK18+230（141m）为微风化闪长岩，DZK18+235~DZK18+308（73m）为微风化正长斑岩。隧道线路穿越场区硬质岩层的基本地质特征如表1所示。从表1中可以看出，地铁盾构掘进机需要穿越的超高强度硬质岩石主要有中风化花岗岩、微风化闪长岩和微风化正长斑岩，最大饱和单轴抗压强度分别达到93.7MPa、153.9MPa和186.9MPa。场区岩体的超高强度对盾构机的刀盘和型号都提出了严格要求，合理的盾构掘进参数也成为保证隧道贯通的关键[4-6]。2盾构机滚刀与高强硬岩的相互作用机理一般而言，盾构机刀具对岩体的破碎机理主要有2种方式，分别是滚压破岩和削切破岩。削切破岩主要是在覆盖土层中发挥作用，切刀到刀刃与土层或者软弱岩体进行施加剪切力，使得岩碎屑与母岩之间进行削切分离。而滚压破岩主要是在硬质岩层中发挥作用，通过圆形刀盘的滚动，使滚刀对周围岩体时间冲击压力和剪切压力，达到岩体压碎和剪切的作用[7]。本研究中面临的岩体饱和单轴抗压强度具有高强度的特征，因此采取的破碎岩体方式主要以滚压破岩为主。盾构机滚刀与高强度硬质围岩的相互作用机...
