基于隧道工程实例的TBM破岩特征参数研究

作     者：孙振川 杨延栋 李凤远 张兵 SUN Zhenchuan;YANG Yandong;LI Fengyuan;ZHANG Bing

作者机构：盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2020年第40卷第S1期

页      面：25-30页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1701404,2017YFB1302605) 河南省重点研发与推广专项(192102310284) 中国中铁科技创新计划(2020-重大-04,2019-重点-26) 中铁隧道局集团科技创新计划(隧研合2018-37) 

主　　题：隧道工程 破岩性能 岩石隧道掘进机(TBM) 破岩载荷 卡机预警 

摘      要：为评价TBM的破岩性能、反馈滚刀破岩载荷、预警TBM卡机风险,提出采用破岩系数表征宏观TBM多滚刀协同破岩特征,采用切割系数表征细观单滚刀破岩特征。通过TBM破岩系数与滚刀切割系数关系推导,得出宏观上反映TBM推力和转矩相关性的破岩系数与细观上反映滚刀垂直力和滚动力相关性的切割系数在数值上相等,且仅与贯入度和滚刀直径有关;通过多个TBM工程现场数据验证,得到TBM破岩系数与滚刀切割系数均随滚刀贯入度的增大呈幂函数关系,TBM破岩系数在数值上明显比滚刀切割系数小,但二者呈高度线性关系,表明破岩系数与切割系数关系的理论推导研究方法的正确性。该研究建立的破岩系数、切割系数、贯入度等参数间的相关性对于预测和评价TBM的破岩性能大有益处。