深入隧道施工 ，“挖掘”技術
　　--山東天工巖土工程設備有限公司

　　21世紀是隧道及地下空間大發展時代，中國作為世界大隧道施工市場，TBM/盾構施工技術得到越來越多的應用及相關企業的關注。山東天工巖土工程設備有限公司作為全國釬鋼釬具協會副理事長單位、中國工程機械協會掘進機械分會理事單位、北京設備協會盾構機專門委員會會員單位，在盾構刀具如何控制施工成本、施工優配置及施工過程中出現的問題、提高TBM/盾構施工技術及施工管理水平等研究方面做了很好的實踐性開拓。山東天工巖土工程設備有限公司自主研發的盾構刀具已經成功應用于國內中大城市的地鐵、隧道建設領域，同時由山東天工起草編制的盾構刀具行業的份行業標準《盾構機切削刀具》JB/T 11861-2014，也將于2014年10月1日開始運行。第四屆“2014 隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術研討會”由山東天工巖土工程設備有限公司聯合中南大學機電工程學院、同濟大學土木工程學院于2014年8月30日在沈陽舉辦。

第四屆 隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術研討會舉行

　　業界云集，走進隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術研討會

　　本屆研討會由山東天工巖土工程設備有限公司、中南大學、同濟大學、中國土木工程協會隧道及地下工程分會風險管理專業委員會聯合主辦，聞鼎傳媒《橋梁與隧道》全媒體提供宣傳報道支持。中國建筑工程總公司、中國交通股份有限公司、中國水電建設股份有限公司、中國中鐵股份有限公司、中國鐵建股份有限公司、TBM/盾構設備生產廠家、TBM/盾構行業知名專家學者參加此次大會。借此機會聚焦隧道施工市場前景，提高TBM/盾構在施工中的工效，加快我國軌道交通、地下空間與隧道工程的建設步伐，實現設備企業、施工單位與業主的多方共贏。

　　本屆研討會在沈陽碧桂園瑪麗蒂姆酒店有限公司成功召開，研討會邀請國內TBM/盾構行業內具有豐富經驗的專家教授進行專題報告，開展學術、技術研討和一系列經驗交流，為建設單位與行業專家提供了溝通平臺，共聚一堂探討如何優化TBM/盾構施工技術，提高刀具使用效率，交流與學習，集百家智慧，共同促進中國隧道行業的發展。

　　百家智慧， 探討隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術發展與革新

　　出席本屆研討會的專家：港鐵軌道交通（深圳）有限公司副總經理張自太、廣州盾建地下工程技術有限公司總工程師張厚美、石家莊鐵道大學徐明新教授、深圳天奧盾構工程技術有限公司（原山西萬家寨引黃工程管理局）副總經理鄭智強、同濟大學土木工程學院薛亞東教授、山東天工巖土工程設備有限公司研究院副院長張學強、中國水電六局LXB引水工程四段三標總工程師吳根生、中南大學機電工程學院博士生導師夏毅敏教授。與會專家分享自己研究領域的重大工程項目及先進技術，各方人士通過此次會議得到了前沿的信息。

　　針對大家關心的TBM/盾構應用中出現的問題，石家莊鐵道大學徐明新教授在《TBM滾刀失效形式及原因分析》中指出“盤形滾刀是TBM專用破巖利器，也是TBM刀盤的關鍵部件和易損部件。滾刀失效對TBM施工的成本、速度和效率有重大影響。據統計，用于刀具的費用可以占到掘進施工費用的1/3，刀具更換時間占總施工時間的比值高達1/3。滾刀的失效形式分為正常磨損與非正常磨損，刀具磨損的原因分析和刀具使用管理的水平直接關系到施工效率的發揮和工程投入的回報。”山東天工巖土工程設備有限公司研究院副院長張學強在《TBM滾刀基礎設計與地層適應性研究》指出 “當巖石強度高到一定程度，就有了與刀圈鋼體相較量的能力，‘兩強相遇，必有一傷’，刀圈的強度在質量上占有的優勢，但是巖石在總量上的優勢卻也毋庸置疑，量變引發的質變，刀圈的失效不可避免的會出現。拋開巖石節理發育情況、強度、掘進參數等外在因素，單就刀圈本身的制作工藝來講，刀圈的材料選擇（材料特性）、制坯工藝（成型方法）、熱處理工藝（內應力）、制造精度（加工缺陷）、裝配精度（過盈量）等問題也會對刀圈崩刃，或者斷裂有著非常大的影響。”關于現在發展勢頭正好的刀具破巖過程的仿真技術，中南大學機電工程學院博士生導師夏毅敏教授提到“PFC能夠觀測切削過程的應力分布和接觸力鏈分布，刀具作用下巖體應力大的位置集中在刀尖前方的一片區域，且隨著刀具位置的移動而移動，刀具尖端的破壞作用為明顯。模擬雙刀切削巖石過程，記錄巖體動態變化特性。隨著切深的增加，巖體裂紋數目迅速增加，且拉裂紋比剪裂紋數目更多，說明巖石的張拉破壞呈現出主導趨勢。”

　　廣州盾建地下工程技術有限公司總工程師張厚美在《TBM/盾構刀盤滾刀損壞機理的力學分析與應用研究》指出“驅動滾刀自轉的主動力矩是由滾刀破巖所受到的切削力產生的，當主動力矩小于滾刀所受到的轉動阻力矩時，即產生偏磨；滾刀所受荷載與貫入度成正比，當貫入度太大時，將導致滾刀過載，使刀圈或軸承損壞，掘進過程應控制滾刀的貫入度；其它條件相同情況下，滾刀荷載隨刀尖寬度增加近似成線性增加，隨著刀刃磨損，滾刀荷載急劇增長，故硬巖掘進中應及時更換磨損刀具。”同濟大學土木工程學院地下建筑與工程系薛亞東教授《TBM滾刀破巖過程與機理的試驗》表示“目前，我國已是TBM需求大國家，占全球50%�，F階段我國西部、西南部以及山區經濟發展需要，鐵路交通、公路交通、水利水電、大規模的調水工程等基礎設施建設已經全面鋪開，大直徑、大埋深、長距離全斷面隧道工程越來越多地采用TBM施工。”“未來十年，國內對TBM的市場需求量巨大。”一位業內人士指出，“國內市場未來對掘進機的需求將達到250臺左右。”關于隧道施工問題及措施管理，深圳天奧盾構工程技術有限公司（原山西萬家寨引黃工程管理局）專家鄭智強表示“施工方按照合同規定系統的進行施工地質工作，增派TBM施工有經驗的地質工程師，依據標書的地質資料，地質工程師與掘進工程師等共同編制TBM掘進施工手冊，根據不同地質條件選擇不同的掘進參數，在施工中不斷總結、完善和規范掘進施工手冊；施工中地質工程師跟蹤觀察判別圍巖地質條件，同時進行地質編錄、測繪、取樣等，發現地質條件變化及時報告現場監理，共同按合同規定的現行《水利水電工程地質勘察規范》判定圍巖類別。”

　　港鐵軌道交通（深圳）有限公司專家張自太根據香港地鐵經驗提出深圳地鐵三期盾構隧道施工展望，隧道專家吳根生先生通過多張圖表、數據的分析，結合了巖石強度、圍巖完整性、節理發育性和石英含量等多種因素，深入分析隧洞工程施工中刀具的使用情況，得出了結論：刀具與圍巖條件的適應性至關重要。這不僅是施工企業考慮的成本問題，也是技術裝備制造業今后重點研發的課題；港鐵軌道交通（深圳）有限公司專家張自太先生具體地講述了盾構機使用的科學化管理問題，充分借鑒香港地鐵經驗，特別指出了一些盾構機的核心技術、核心部件，讓在場很多嘉賓感悟良多；廣州盾建地下工程技術有限公司專家張厚美先生結合廣州市隧道建設現狀，通過分析TBM與盾構刀具消耗對比情況，總結滾刀損壞的主要形式及原因，全面結合多個公式計算滾刀破巖的臨界貫入度，讓人耳目一新、受益匪淺。

　　完美落幕，成功提供隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術交流平臺

　　會議后，與會嘉賓進入圓桌討論環節，圍繞“提高TBM/盾構與刀具的配置在施工中的工效”這一主題展開交流討論，各方之間的交流為大會完美落下帷幕。

　　2014隧道（TBM/盾構）施工暨刀具應用技術研討會成功召開，大會期間各方交流為今后行業發展指明方向，針對施工過程中出現的問題也提出了解決方法，中國隧道行業借此次機遇全新發展。大會感謝中國中鐵、中國水電、中國建筑工程總公司等各方的支持，此次大會通過媒體進行傳播，使更多人關注并了解大會，同時對隧道施工及刀具應用有更深的了解。