大型输水通道硬岩地层双护盾TBM掘进模式与刀具磨损分析

摘要

硬岩地层双护盾TBM掘进施工的模式选择与刀具磨损量关系到工程的施工效率与质量。以杭州市某大型输水通道为例,系统分析了工程的重难点和针对性的施工措施,研究了双护盾TBM掘进模式,提出了双护盾TBM在硬岩地层中刀具磨损量与掘进里程的适应性规律。结果表明,双护盾TBM在硬岩节理不发育地层掘进时,推进力不宜太高,推进压力不小于120MPa,推进平均速率控制为30mm/min;在岩石硬度变化较大且节理较发育地层,掘进中刀盘会出现较大的震动而产生冲击载荷,造成主轴承受力恶化,需降低推进速度;双护盾TBM掘进需结合硬岩地层合理选取双护盾和单护盾两种模式进行掘进,在硬岩地层施工,随着掘进距离的增加,刀具磨损量增大,正常磨损占换刀的比例为80%,刀圈断裂和崩刃分别占10%,刀盘磨损量按照使用米数最终聚类为2类,分别是使用63.21m和使用159.96m。研究成果可为类似大型地下洞室工程和城市地下空间工程TBM掘进提供理论参考。