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摘要
针对引汉济渭秦岭隧洞岭南TBM工程面临的高强度高磨蚀地层TBM掘进困难、刀具消耗严重的问题,通过分析TBM前2 000 m试掘进段掘进参数与刀具消耗,提出掘进参数存在推力偏大、贯入度过大,转速较低、扭矩偏小的问题,不利于滚刀使用寿命、限制了TBM掘进速度;另外发现刀盘43#刀位附近刀具数量不足、区域耐磨性不够,刀盘刮碴不及时、刀具二次磨损严重等也是导致刀具消耗过快的原因。通过开展高强度硬岩滚刀破岩试验,发现刀刃间距在80～130 mm范围内均可实现有效破岩,但刀刃间距与贯入度比值S/p为25～30时,TBM破岩比能较低、破岩效率较高;通过开展高磨蚀地层缩尺滚刀磨损实验,发现滚刀破岩存在质量磨损速率急剧增加的临界贯入度,采用圆角刃滚刀可以有效降低滚刀磨损。研究结果可为如引汉济渭等高强度高磨蚀地层TBM刀盘刀具的设计和掘进参数的控制提供参考与借鉴。
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单位中铁隧道局集团有限公司; 盾构及掘进技术国家重点实验室
