全断面岩石隧道掘进机滚刀磨损影响因素分析.PDF

　 全断面岩石隧道掘进机滚刀磨损影响因素分析 杨延栋，陈　馈，郭　璐，李　星 （盾构及掘进技术国家重点实验室，河南 郑州　４５０００１） 摘要：为了有效控制和降低全断面岩石隧道掘进机施工时滚刀的磨损，较准确地预测滚刀的磨损量，通过室内实验和现场实验从 地质影响因素和机械影响因素２个方面对滚刀磨损问题进行了分析。通过水泥试样实验，得出等效石英含量ＥＱＣ和单轴抗压强度 ＵＣＳ单独对岩石磨蚀性的影响规律；通过现场岩样实验，得出两者共同对岩石磨蚀性的影响规律。通过对比进口与国产ＴＢＭ的刀 盘刀具布置，得出滚刀破岩面积对磨损速率的影响规律；通过统计现场掘进参数与刀具磨损数据，得出场切深指数ＦＰＩ对滚刀平均 磨损速率的影响规律。研究结果表明：岩石对滚刀磨损的地质影响是岩石等效石英含量和单轴抗压强度共同作用的结果；破岩面 积是刀盘刀具设计参数对滚刀磨损的敏感指标；场切深指数是设备掘进参数对滚刀磨损的敏感指标。 关键词：全断面岩石隧道掘进机（ＴＢＭ）；盘形滚刀；刀具磨损；影响因素；敏感指标 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１６．１１．０１８ 中图分类号：Ｕ４５５．４３　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１６）１１－１３９４－０７ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＦａｃｔｏｒｓｏｆＷｅａｒｏｆＤｉｓｃＣｕｔｔｅｒｏｆＦｕｌｌｆａｃｅ ＨａｒｄＲｏｃｋＴｕｎｎｅｌＢｏｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ ＹＡＮＧＹａｎｄｏｎｇ，ＣＨＥＮＫｕｉ，ＧＵＯＬｕ，ＬＩＸｉｎｇ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｈｉｅｌｄＭａｃｈｉｎｅａｎｄＢｏｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｗｅａｒｏｆＴＢＭｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｉｎｄｏｏｒｔｅｓｔａｎｄｓｉｔｅｔｅｓｔｉｎｔｅｒｍｓｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒ，ｓｏａｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗｅａｒｏｆｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｗｅａｒａｍｏｕｎｔ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｒｕｌｅｓｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｑｕａｒｔｚｃｏｎｔｅｎｔ（ＥＱＣ）ａｎｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＵＣＳ）ｏｎｒｏｃｋａｂｒａｓｉｖｅｎｅｓｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｅｍｅｎｔｓａｍｐｌｅ ａｎｄｒｏｃｋｓａｍｐｌｅｔｅｓｔ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｒｕｌｅｓｏｆｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇａｒｅａｏｆｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｏｎｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｗｅａｒｒａｔｅａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ ｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｉｍｐｏｒｔｅｄｃｕｔｔｅｒｈｅａｄａｎｄｃｕｔｔｅｒａｎｄｈｏｍｅｍａｄｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄａｎｄｃｕｔｔｅｒ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｒｕｌｅｓｏｆｆｉｅｌｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（ＦＰＩ）ｏｎａｖｅｒａｇｅｗｅａｒｒａｔｅｏｆｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎ ＴＢＭｂｏｒｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｃｕｔｔｅｒｗｅａｒｄａｔａ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：１）ＴｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｏｆＥＱＣａｎｄＵＣＳａｆｆｅｃｔ ｔｈｅｗｅａｒｏｆｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｔｏｇｅｔｈｅｒ．２）Ｔｈｅｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇａｒｅａｉｓｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｎｄｅｘｏｆｃｕｔｔｅｒｈｅａｄａｎｄｃｕｔｔｅｒｄｅｓｉｇｎｔｏｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒｗｅａｒ．３）ＴｈｅＦＰＩｉｓｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｎｄｅｘｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｂｏｒｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｗｅａｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｌｌｆａｃｅｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ（ＴＢＭ）；ｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒ；ｃｕｔｔｅｒｗｅａｒ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｎｄｅｘ ０　引言