适用于模拟复杂地质条件的微型TBM试验系统研制及应用

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2022.09.007

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隧道建设（中英文） ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (9): 1561-1569.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.09.007

适用于模拟复杂地质条件的微型TBM试验系统研制及应用

赵海雷1, 2, 曾垂刚1, 2，王利明1, 2， *，潘东江1, 2，杨振兴1, 2，赵自记3, 李宏波1, 2

(1. 盾构及掘进技术国家重点实验室，河南郑州 450001； 2. 中铁隧道局集团有限公司，广东广州 511458； 3. 郑州贞观电子科技有限公司，河南郑州 450001）

出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-10-10
作者简介:赵海雷(1987—)，男，河南开封人，2016 年毕业于东华大学，材料加工工程专业，硕士，工程师，现从事盾构 TBM 掘进技术研究工作。 Email： 478339242@qq.com。 *通信作者：王利明， Email： 285690742@qq.com。

Development and Application of a Micro Tunnel Boring Machine Test System Suitable for Simulating Complex Geological Conditions

ZHAO Hailei1, 2, ZENG Chuigang1, 2, WANG Liming1, 2, *, PAN Dongjiang1, 2, YANG Zhenxing1, 2, ZHAO Ziji3, LI Hongbo1, 2

(1. State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China;2. China Railway Tunnel Group Co., Ltd., Guangzhou 511458, Guangdong, China; 3. Zhengzhou Zhenguan Electronic Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450001, Henan, China)

Online:2022-09-20 Published:2022-10-10

摘要/Abstract

摘要： 为研究TBM掘进隧道复杂地质的演化过程及破坏特征，研制了适用于复杂地质条件的微型TBM模型试验系统，主要由微型掘进装置、多功能岩箱、微型掘进机工位平移装置、四联液压系统以及微型掘进机掘进控制系统组成。该系统可实现推进速度0~50 mm/min可调、刀盘转速0~10 r/min可调、刀盘最大转矩可达1 000 N·m、刀盘最大安全掘进距离可达1 100 mm；可以进行半断面可视化掘进和全断面高地应力模拟掘进，并提前了解TBM掘进复杂地质时隧道应力的变化规律，为现场高地应力大埋深复杂地质下TBM掘进提供可靠的参考资料。

关键词: 长大隧道, 复杂地质, 微型TBM, 试验系统, 模拟试验

Abstract: To investigate the evolution process and damage characteristics of complex geology during tunnel boring machine (TBM) tunneling, a micro TBM model test system suitable for complex geological conditions is developed. The system comprises a microtunneling device, multifunctional rock box, microtunneling machine position translation device, quadruple hydraulic system, and microtunneling machine tunneling control system. The system can realize the adjustable advance speed of 0~50 mm/min, the adjustable speed of the cutterhead of 0~10 r/min, the maximum torque of the cutterhead of 1 000 N·m, and the maximum safe driving distance of the cutterhead of 1 100 mm. Furthermore, it can perform halfsection visual tunneling and fullsection high groundstress simulation tunneling and obtain the change law of tunnel stress during TBM tunneling in complex geology in advance, providing a reliable reference for TBM tunneling in complex geology with large buried depth and high groundstress on site.

Key words: long and large tunnel, complex geology, micro tunnel boring machine, test system, simulation test

赵海雷, 曾垂刚, 王利明, 潘东江, 杨振兴, 赵自记, 李宏波. 适用于模拟复杂地质条件的微型TBM试验系统研制及应用[J]. 隧道建设, 2022, 42(9): 1561-1569.

ZHAO Hailei, ZENG Chuigang, WANG Liming, PAN Dongjiang, YANG Zhenxing, ZHAO Ziji, LI Hongbo. Development and Application of a Micro Tunnel Boring Machine Test System Suitable for Simulating Complex Geological Conditions[J]. Tunnel Construction, 2022, 42(9): 1561-1569.

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