复合地层加强型盾构对比选型技术与滚刀磨损特征研究

作者：刘泉维; 邵小康^*; 纪明涛; 刘林胜; 叶守杰; 江玉生; 杨志勇; 张西昌

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202210300001

• 复合地层
• 机械法掘进
• 加强型盾构
• 对比选型
• 地层组段划分
• 滚刀
• 刀具磨损

为了应对复杂地质条件下经验方法无法定量评价掘进机设备选型适应性和经济性的难题，提出盾构/TBM对比选型方法，基于地层综合组段划分技术，依据开挖面岩层性质、地下水情况、施工环境等因素将复杂地层划分成若干独立组段，计算不同类型掘进设备在各个组段内的施工效率和施工成本并作对比，综合汇总后给出各类设备施工定量化效率、工期和经济指标，决策者可根据项目主控因素做出选型结论。此外，同时结合包含硬岩和不良地质段的隧道工程掘进机选型实例，分析加强型盾构对此类地层的适应性，给出首例加强型盾构的配置参数和针对性设计，并对加强型盾构在硬岩段掘进时的滚刀磨损进行回归分析。研究结果表明：1）盾构/TBM对比选型技术综合考虑不同设备在各隧道组段内的适用性、施工效率、施工成本，选型决策更具科学性和实用性；2）加强型盾构配置6r/min刀盘转速和19英寸大直径滚刀，可大幅提升掘进效率，因此对硬岩地层和不良地质段兼具适应性；3）加强型盾构滚刀累计磨损量与其安装半径呈指数型相关性，边缘滚刀磨损速率最大，施工中应及时检修，保障开挖直径充足。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 青岛地铁集团有限公司; 建筑工程学院