摘要：岩渣是TBM掘进过程中岩机作用的直接产物,其粒径分布规律是进行TBM地质适应性、掘进效率和刀具消耗评价的重要指标。针对刀具消耗评价问题,结合兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工,对TBM在不同岩体条件中掘进时产生的岩渣进行了现场量测与筛分试验,并对实测岩渣粒径分布数据进行了统计分析和理论分布函数拟合。对TBM掘进过程中刀具消耗规律进行了分析总结,探讨了不同岩体条件下TBM刀具消耗规律与岩渣粗糙度指数、岩渣颗粒级配系数以及岩渣粒径分组比例等参数之间的相关关系。研究结果表明:①刀具消耗与岩体地质条件密切相关,岩石强度越高,耐磨性越强,刀具消耗越大,Ⅱ类和Ⅳ类围岩中TBM刀具消耗明显高于Ⅲ类围岩;滚刀直径对刀具消耗有一定影响,采用大直径滚刀可降低同等围岩条件下的刀具消耗;②不同岩性条件下岩渣粒径分布不均匀,总体上属于级配良好,符合Rosin-Rammler函数,可采用Rosin-Rammler函数进行岩渣粒径分布参数计算;③刀具消耗与岩渣曲率系数的相关性不明显,与不均匀系数存在较好的二次函数关系,相关系数为0.875;④刀具消耗与岩渣粗糙度指数存在较显著的二次函数关系,相关系数为0.87,当岩渣粗糙度指数大于430时,岩渣粗糙度指数越高,TBM掘进效率越高,刀具消耗越小;⑤刀具消耗与岩渣几何平均粒径、R-R函数平均粒径呈正相关性,相关系数为0.84;⑥刀具消耗与岩渣形状含量比例之间密切相关。硬岩片状岩渣含量多时,刀具消耗较小,当片状岩渣含量大于40%时,刀具消耗降低速率加快;而块状与粉状岩渣多时,刀具消耗较大,当块状岩渣含量大于40%时,刀具消耗增加速率增高。研究成果建立了TBM刀具消耗与岩渣粒径分布规律之间的有效联系。

摘要：刀具消耗是TBM施工成本管理的重要研究内容。将影响刀具消耗的主要因素归纳为地质条件、机械因素和掘进参数3个方面,在此基础上讨论了刀具消耗与围岩等级、TBM工作条件等级之间的关系。在总结和分析利用TBM工作条件等级进行刀具消耗预测研究的基础上,对拟合函数进行优化,并引入滚刀直径影响因子,构建同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测方法。通过对兰州水源地建设工程输水隧洞TBM1掘进段的刀具消耗分析,验证提出的TBM刀具消耗预测方法的合理性。研究结果表明:1)TBM工作条件等级可以反映TBM掘进性能和地质适宜性特点;2)拟合函数ln(x-1)和ln x更适合描述和预测刀具消耗规律;3)滚刀直径对刀具消耗具有一定影响,滚刀直径越大,刀具消耗越小;4)同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测模型的计算结果更接近实际耗刀率;5)刀具消耗与岩体完整性密切相关,与实际耗刀率相比,Ⅱ类围岩的预测计算结果略高,而Ⅲ类围岩的预测计算结果略低。

摘要：为探究EPB/TBM双模式盾构在土层、土岩结合地层、长距离硬岩等复杂地层中掘进性能的优势及不同模式下各种地层中掘进参数变化、刀具消耗的规律,从怀福区间左线掘进各项施工参数分析入手,收集自盾构始发至模式转换到出洞完整施工周期的施工参数,对比双模式盾构在相同模式下不同地层、不同模式下相同地层的参数变化、掘进工效的变化情况,分析每个影响施工效率的参数因素。得到:1)在EPB施工模式下,土压力和刀盘转速对掘进参数影响明显,在软土地层中,要保证地面变形在设计范围内,应尽可能降低土压力;在岩石地层中,应尽量减少积渣高度,提高刀盘转速,以提高推进速度,从而得到更高的施工效率。2)在TBM施工模式下,掘进参数主要受岩体节理发育程度影响,应及时根据岩体的节理发育调整转速、贯入度等参数,以此提高TBM模式下的施工效率。通过分析在硬岩掘进过程中对应不同地质情况、不同模式下刀具消耗的位置及消耗的原因,得到在全断面硬岩掘进条件下降低刀具正常损耗的主要因素在于降低土舱内存渣量对滚刀的二次磨损的施工建议。

摘要：9孔圆锚圈属于桥梁构件预应力产品,材质为45钢或40Cr钢,使用量大。9孔圆锚圈（见图1）常规生产工艺为机加工成形,生产工艺过程为：下料→车端面、外圆→钻直孔（铰锥孔）→调质→铰锥孔→检验→入库。由于孔多且密集分布,钻孔、铰孔消耗工时较多,刀具消耗大,成本较高。因此,提出开发精密锻造工艺来改变传统加工工艺,以降低生产成本。同时,锻件产品还有组织致密,力学性能好等优点。