围岩类别 TBM掘进参数与围岩类别的统计关系

1、由于 TBM 施工中刀盘推动压力大于 190bar 时，刀盘自身振动较大，
3.3 操纵模式选择
此时易导致刀具螺栓松动、刀盘开裂的现象，这样会增加相应的工作量而
TB803E 提供三种工作模式可供选择，分别为：自动操纵推动模式、
影响刀盘的总推动效率，所以在 TBM 掘进选择推动压力时将推动压力操纵 自动操纵扭矩模式和手动操纵模式。其中自动操纵推动模式及自动操纵扭
分为五种状况。
稳，此时掌子面的围岩很匀称，出现该种状况时，掘进机参数的选择都是
1、石质匀称，强度始终较高。
依据输送皮带机的程受能力而进行调整推动速度。
2、石质匀称，强度较低。
3.2.2 调整刀盘转速和推动速度
3、石质改变不匀称，软硬改变频繁。
1、石质由硬变软时，依据主控室仪表改变，此时应降低刀盘转速，
本文格式为 Word 版，下载可任意编辑，页眉双击删除即可。
围岩类别 TBM 掘进参数与围岩类别的统计关系
表 1：地质围岩类别长度汇总表
TBM 的掘进进度，主要取决于隧道的地质条件、TBM 的机时利用率及 掘进参数的选择，其中隧道的地质条件属于客观因素，如何在 TBM 设备各 部分机械良好的状况下提高 TBM 的掘进进度关键在于纯掘进过程中 TBM 掘 进参数的选择。辽宁省大伙房输水一期工程 TBM2 标段胜利运用 TBM 完成 了主洞 13101m 的开挖，期间更制造了 750.6m 的 TBM 月施工进度。取得这 样的成果与 TBM 掘进过程中合理地选择掘进参数是分不开的，下面就大伙 房输水一期工程 TBM2 标在不同围岩类别中掘进参数TBM2 标的刀盘最大转速应操纵在 5.6r/m。
表 3：各类围岩中平均掘进速度统计表
3.2 其他参数选择
第2页共4页
本文格式为 Word 版，下载可任意编辑，页眉双击删除即可。
实际施工中，参数选择由于围岩改变有所不同，围岩的改变状况大至
2、在掘进时观看主控室的各个仪表比较平稳以及输送带机出碴较平
强度较高，但由于其岩体较Ⅱ类围岩相对破裂，节理裂隙发育，其切入深
TBM2 标施工的德国 WIRTH 公司生产的 TB803E 依据电网频率提供了三
度较高，纯掘进速度随之提高。同样Ⅲb 类围岩也比较适合掘进，掘进速 种刀盘转速的选择模式，分别如下：
度较高，但Ⅳ类围岩由于其岩体破裂且结构面数量较多，掘进中需频繁变
1.地质围岩长度及类别统计 1.1 各类围岩长度汇总 大伙房输水一期工程 TBM2 标段合计接受 TBM 施工 13101m，开挖揭露 出的围岩有四种，分别为：Ⅱ类围岩、Ⅲa 类围岩、Ⅲb 类围岩、Ⅳ类围 岩。各类围岩的长度见表 1。
表 2：各类围岩物理力学性质 1.2 各类围岩的物理力学性质 各类围岩不同的物理力学性质〔主要是坚硬性及完好性〕直接影响掘 进参数的选择，所以首先应了解各类围岩的物理力学性质，再依据地质工 程师对前方围岩类别的分析推断调整掘进参数。TBM2 标段 TBM 施工段各 类围岩的物理力学性质如表 2。 2.TBM 在各类围岩中的适应性 TBM 纯掘进速度 V，通常按下式表示： V=hq×n×60/100 式中：hq―刀回旋转 1 周滚刀刀刃的切入深度〔cm/r〕 n―刀盘转速〔r/min〕 通常状况下，TBM 掘进时调整刀盘转速为最大转速，TBM2 标接受的 TB803E 实际应用过程中最大转速为 5.6r/min，此时，纯掘进速度的提高， 主要在于刀回旋转一周滚刀刀刃的切入深度的增加。但若围岩脆弱不均，
1、扭矩为 5350kN·m，转速 5.7r/ min(电网频率为 50Hz)。
换滚刀刀刃的切入深度和刀盘转速，故纯掘进速度较低。通过 TBM2 标段
2、扭矩为 5083kN·m，转速 6.0r/ min(电网频率为 53Hz)，此为额
实际在各种围岩中平均掘进速度的统计也与上述说法一致，见表 3。
定转速。
从以上表格中可以得知从以上表格中可以得知大伙房输水一期工程
3、扭矩为 4120kN·m，转速 7.4r/ min(电网频率为 65Hz)，此为最
各类围岩中，Ⅲa 类围岩是最适于 TBM 掘进开挖的，其纯掘进速度在各类 大转速。
围岩中是最快的。
由于我国电网频率为 50Hz，再依据以往魔沟岭隧道施工时掘进曲线
第1页共4页
本文格式为 Word 版，下载可任意编辑，页眉双击删除即可。
或者节理裂隙极其发育时，刀盘转速及滚刀刀刃的切入深度变换频繁，此
3.合理选择 TBM 的掘进参数
时应综合考虑其纯掘进速度。
TBM 掘进参数是影响掘进速度的重要因素。它主要由刀盘的推动速度、
TBM2 标各类围岩由于其物理力学性质不同，其刀回旋转一周滚刀刀 扭矩、刀盘转速及推动压力 4 个指标来表征。这些参数指标必需随围岩条
刃的切入深度也有所不同，TBM 的适应性由此可以表达如下：
件的改变而不断改变，而且互相之间必需匹配。掘进参数选择得当、匹协
Ⅱ类围岩质量匀称且围岩岩体完好性好，但由于其干抗压强度偏高， 作理协调，才能有效提高 TBM 施工效率。
其切入深度就较小，纯掘进速度受之影响偏低。Ⅲa 类围岩虽然其干抗压
3.1 扭矩及刀盘转速选择
在 190bar 以内。
矩模式均要求石质匀称程度较高，手动操纵模式适合于各种围岩状况。由
第3页共4页
本文格式为 Word 版，下载可任意编辑，页眉双击删除即可。
于 TBM2 标段各类围岩改变频繁，所以实际施工中均接受手动操纵模式进 行掘进。
4.结束语 诚然，地质条件制约着 TBM 的掘进速度，但针对不同的围岩类别使用 什么样的掘进参数以提高 TBM 的施工效率呢？还需要 TBM 主司机在工作中 不断地摸索，使本机发挥最大的效能，满足快速掘进的目的。
第4页共4页
4、石质变软。
同时应观看输送皮带机的出碴状况，假如此时输送皮带机的出碴有大块出
5、石质变硬。
现时，仍要在此基础上降低推动速度。
此五种状况在选择掘进参数时可分为两大类进行：第一种为石质很匀
2、石质由软变硬时，依据主控室仪表改变，此时应留意推动压力不
称的状况下，此时刀盘转速不改变〔5.6r/ m〕只调整相应的推动压力； 能大于 190bar，假如超过此值时应降低推动速度。
第二种为石质不匀称的状况下，此时要依据主控室仪表读数以及输送皮带
3、同时还要观看输送皮带机的出碴状况：假如观看 5～6 分钟的时间
机出碴状况分别调整刀盘转速和推动压力。
石质还是较匀称时，此时应提高刀盘转速；假如观看中石质不匀称时，此
3.2.1 刀盘转速不改变调整相应的推动压力
时刀盘转速不变还围持在低速掘进中。