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隧道建设（中英文） ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (8): 1404-1412.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.08.015
齐志冲， 吕旦， 贺飞， 徐光亿
QI Zhichong, LYU Dan, HE Fei, XU Guangyi
摘要： 为解决硬岩隧道掘进机在硬岩地层掘进时遇到的掘不动、掘进慢等难题，研发出一种掘进机搭载辅助破岩系统，即在现有硬岩掘进机开挖系统的基础上集成水射流破岩技术，在水射流与滚刀共同作用下进行破岩。针对水刀辅助破岩技术的搭载及应用进行研究： 1）系统介绍辅助破岩系统的搭载设计理念，并对其配套的射流系统泵站、输送系统、喷射系统等进行工作原理和性能参数介绍。2）采用模拟现场工况试验的方法，实现水刀辅助破岩技术搭载的试验研究，得到破岩效果指标参数与高压水射流参数之间的关系。3）基于水刀辅助破岩搭载技术现场应用情况，采用实时采集数据的方法，得到应用过程中的试验方法、试验数据、掘进效果、环境温度、系统功率、存在问题等结果，并提出相应的解决措施。4）基于辅助破岩技术的现场工业性试验，提出辅助破岩技术的优化改进方向。结果表明： 硬岩掘进机水刀辅助破岩技术的搭载及应用可行，270 MPa水压耦合掘进时场切深指数均值下降约38.1%，转矩切深指数下降约16.9%，破岩效果显著提升。然而，高压水系统的搭载带来隧道内温度的升高、高压水系统管路异常磨损2方面的问题，从而影响设备的正常掘进，是提升水刀辅助破岩搭载技术应用性的重点努力方向。
