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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (S2): 365-370.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.S2.033
朱英, 李建斌*, 曹宸旭, 年俊杰, 尤卫星
ZHU Ying, LI Jianbin*, CAO Chenxu, NIAN Junjie, YOU Weixing
摘要: 为解决非爆破、小里程、非圆截面硬岩隧道掘进中TBM 因机身过长适配性差,悬臂掘进机硬岩作业性价比低的设备难题,满足该类隧道高效、安全、灵活的掘进需求,开展悬臂 TBM 硬岩设备研发与性能验证。研究突破传统滚刀“挤压破岩”单一路径,融合 TBM 滚刀刀盘稳定破岩与悬臂掘进机摆动破岩的优势,提出“悬切破岩”创新原理,据此设计多种适配悬臂 TBM 的硬岩刀盘,并结合刀盘结构特性,研发悬切破岩与胀裂辅助新型联合施工工法; 同时,以圆锥形硬岩刀盘为对象,开展多作业模式下的物理模型试验,实时监测破岩过程参数,并对试验产生的岩渣进行粗糙度指数分析,验证设备与工法的适配性。结果显示: 1)悬臂 TBM 可适应小曲率隧道转向及矩形、马蹄形等非圆截面作业,施工无爆破震动; 2)悬臂TBM利用岩石 “抗压不抗剪” 特性,在硬岩地层的掘进效率显著高于传统悬臂掘进机。