【正文】 present. One of the most accepted method to predict the cutting rate of any excavating machine is to use, cutting power, specific energy obtained from full scale cutting tests and energy transfer ratio from the cutting head to the rock formation as in the following equation (Rostami et al., 1994。由 McFeatSmith and Fowell 曲線產(chǎn)生的另一組數(shù)據(jù)更加符合少過(guò)渡、少薄弱層的規(guī)則底層。 4 . 機(jī)械 的 施工方法 為了減少對(duì)地面 鐵路 高速公路和公路 的影響，工程選擇了機(jī)械開(kāi)挖方法。 然而 ，根 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察 ， 地層的傾斜 有利于切削運(yùn)動(dòng)，在隧道中泥土很易涌出。而在干燥的斜井掘進(jìn)中，清理工作要占用 13%的時(shí)間，而在潮濕的斜井掘進(jìn)中，要占用 20%的時(shí)間。 以及 . 雖然 2 區(qū) 的 薄疊層石灰?guī)r 和 5 區(qū) 的 薄膜疊層 綠脫石 有 相 似的 厚度，但 5 區(qū) 的 瞬時(shí)切割速度 是 較低 的 , 25 solid bank m3 /小時(shí) ， 這可能要?dú)w因于 綠脫石 ,或 干燥 的環(huán)境 . 六區(qū) 的 層狀泥質(zhì)灰?guī)r 的 厚度大于 60 厘米 . 因此 ,根據(jù)以往的研究 (Bilgin 等 . 1988 年 , 1990 年 , 1996 年 , 1997 年 ) 可以斷定 , 迭片結(jié)構(gòu)并 不 能增 加瞬時(shí)切割速度 . 大家都知道 ,只有 裂隙間距小于 10 厘米 的巖層才能增加 瞬時(shí)切割速度 . 整個(gè)工程中， 聯(lián)合型斷面的影響 也 同樣 存在 . 因?yàn)樵?6 個(gè)區(qū)中的 RQD 值是 相似 的（如 表 3 所示），所以 接縫 對(duì) 掘進(jìn) 性能的影響是無(wú)法 推斷 的 . 掘進(jìn)機(jī) 利用時(shí)間 的 影響 機(jī)器使用時(shí)間 與 瞬時(shí)切割速度 同等 重要 , 由于每天 的效 率 與 機(jī)器使用時(shí)間 ,每日工作時(shí)間 , 隧道斷面和瞬時(shí)切削率 等因素直接 相關(guān) 。 瞬時(shí)削減 速 率 ( ICR ) ,是指的是 掘進(jìn)機(jī)的 產(chǎn)率實(shí)際切削時(shí)間 。 挖掘過(guò)程進(jìn)行了橫向直落通過(guò)沉積地層包括干 路段 ( 0~50 里 ) 和 濕路段 (里程 50150 里 ) . 挖掘工作是由一臺(tái) 90kW 的 HerrenknechtSM1 掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行的，開(kāi)挖直徑是 米 。 他們還報(bào)告說(shuō) 刀具的磨損大體上 可以 用 核心切削試驗(yàn) 來(lái) 預(yù)測(cè) . 基于核心切削試驗(yàn) 的巖石切削性能 分類 是不太確切的，因?yàn)?巖石裂隙 的效果不能被很好的預(yù)測(cè)。 Roadheader performance prediction。 Fowell and Johnson, 1982。 掘進(jìn) 機(jī)的 瞬時(shí)切割速度 用 一些地質(zhì)和巖土工程的因素 來(lái) 解釋 . 設(shè)備利用系數(shù)的 影響因素也 被 詳細(xì)解釋 . 2 .隧道工程 的 描述 Hereke 隧道 ,位于土耳其南部城市 Kocaeli（ 伊斯坦布爾旁邊 ），為了 Nuh 碼頭 and Nuh 水泥廠之間的 物質(zhì)的運(yùn)輸而建造。刀具的 耙角度 為 5? ， 刀具寬度為 毫米 . 地質(zhì)信息測(cè)試的 結(jié)果列于表 2 . 6 . 掘進(jìn)機(jī)的性能分析 Hereke 隧道 工程花了 2 個(gè)月的時(shí)間， 平均每日推進(jìn) 米 。 濕粘帶 的 影響 3 區(qū) 的涌 水 量也是 11 升 /分鐘 . 3 區(qū) 的 樣本 同 2 區(qū) 的也 有相同的強(qiáng)度 . 然而 , 根 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察 ,3 區(qū) 的巖層更粘，會(huì)發(fā)生粘刀的 現(xiàn)象， 因此 ,造成 瞬時(shí)切割速度 的巨大差異 ,2 區(qū)的 50 solid bank m 3 /小時(shí)和 3 區(qū)的 20 solid bank m 3 /小時(shí) . 取自 3區(qū) 的 樣本有 32OAl 含量 % ,吸水率 % , 塑 性極 限為 29% ,液限為 43% . XRD 分析表明 , 3 區(qū) 的 粘土 是由綠脫石 和高嶺石 組成的 . 圖 4 表示，新型的 切割刀具和粘在刀具上的濕粘土。 大多數(shù)的性能預(yù)測(cè)模型 是針對(duì)水平 隧道 的。因?yàn)?隧道的傾斜 ，在重力的作用下，切削面上，粘土脫落更加容易。 工人們工作兩班導(dǎo)，每天工作 12 小時(shí) , 每周工作 7 天 . 每個(gè)班，在掘進(jìn)工作面上的工人至少有 7 個(gè)人。 SEOPT 是 最優(yōu)比能，單位是 kWh/m3 ,k 是能量傳遞系數(shù) ,取決于 具體采用的挖掘 機(jī)械 . Rostami 等 ( 1994 ) ,極力強(qiáng)調(diào)如果 比 能價(jià)值方程 是 在最佳條件下用現(xiàn)實(shí)中刀 具，在大尺寸線切削試驗(yàn) 得到的，那么， 預(yù)測(cè)值削減率是比較 重要 的 . Rostami 等 ( 1994 )指出 ,對(duì)于普通掘進(jìn)機(jī) k在 化，而對(duì)于 TBM型 掘進(jìn)機(jī) ,k在 到 中變化 . Bilgin 等 ( 2020 年 )在他們的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究 中證明 ,掘進(jìn) 機(jī)械 的性能在 一定程度 上受到泥土 和 過(guò)載載荷的影響 . Copur 等 ( 2020 )證 明在最佳切削條件 進(jìn)行大尺寸 切削試驗(yàn) 得到的比能與 巖石單軸抗壓強(qiáng)度和 Brazilian 抗拉強(qiáng)度密切相關(guān)。 核心切削試驗(yàn) 。 掘進(jìn)機(jī)性能預(yù)測(cè) 。 Rostami and Ozdemir, 1996提出 )求得能量從切割刀具傳遞到巖層的 轉(zhuǎn)換比例 OPTSEPkICR ? (4) 其中， ICR 是瞬時(shí)產(chǎn)率 ， P 是 挖掘 機(jī)械 的 切削功率 ，單位是 千瓦 。 通風(fēng) 是 用柔性的管道和兩個(gè) 鼓風(fēng)機(jī)來(lái)完成的 . 負(fù)壓 風(fēng)機(jī) 被安放在前排的掘進(jìn)機(jī) 工作面上 .另一個(gè) 風(fēng) 機(jī) 被安 排 掘進(jìn)機(jī)馬達(dá) 處 . 采掘下的巖土 通過(guò)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和輸送機(jī)尾部的 轉(zhuǎn)運(yùn)裝置 傾倒 到 容量 4m3 的礦 車 中 ,平均 裝運(yùn)時(shí)間 為 57 分鐘 , 在斜井段 ，礦車由絞車來(lái)牽引 , 平均牽引速度為 11 米 /分鐘 . 采掘下的巖土被運(yùn)到地面以后，通過(guò)皮帶輸送機(jī)被運(yùn)到 Nuh 水泥廠，作為制造水泥的原材料被利用。 . 隧道傾角 的 影響 同 1 區(qū) 相比， 五區(qū) 的巖石 具有相同抗壓強(qiáng)度和 比 能值 ，但 瞬時(shí)切割速度 卻 超過(guò) 了一區(qū)的兩 倍 ， 為 25 solid bank m3 /小時(shí) 。 總時(shí)間 的 913 %花費(fèi)在 了 等待材料 . 在多粘土區(qū)， 切削 刀具 因粘 土的影響 ,導(dǎo)致延誤了 5%的時(shí)間 . 在整個(gè) 工程中， 約 1517%的總工作時(shí)間是用在 了 機(jī)械故障維修 . 8 . 結(jié)論 瞬時(shí)切削 速 率機(jī)床和 機(jī)器工作 時(shí)間 的 預(yù)測(cè) ,決定 著 每天 的進(jìn)度，在整個(gè)工程的時(shí)間安排上 發(fā)揮 著重要的 作用 ， 因此 , 也決定了整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)性。 2 區(qū)和 4 個(gè)有 相近 的巖土性質(zhì) , 雖然 ,在四區(qū) 涌 水 量 是 升 /分鐘 ，只有 四區(qū) 涌 水 量的 三分之一 . 它在 瞬時(shí)切割速度值 上的影響是巨大的 , 4 區(qū)的 瞬時(shí)切割速度 （ 31 solid bank m3 /小時(shí) ）卻是 2 區(qū)的（ 50 solid bank m3 /小時(shí) ） . 地質(zhì)層狀的影響 地質(zhì)層狀對(duì) 瞬時(shí)切割速度 是有 影響 的 . 2 區(qū) 的 薄層灰?guī)r層 的 厚度 在 2至 的范圍內(nèi)變化 . 二區(qū) 的 瞬時(shí)切割速度達(dá)到平均 速度 50 solid bank m3 /小時(shí) ， 這是 整個(gè)工程中的 最高的 速 率 ， 如表 3 所示 。 本文作者 記錄了此期間 的 相關(guān)數(shù)據(jù) ,包括機(jī)器性能和巖土參數(shù) 等。地面上 有鐵路 ,公路和高速公路 ，所以說(shuō) 隧道是避免交通混亂 的 最佳的選擇 。 Fowell et al., 1994)測(cè)得的比能。英文原文 Abstract The factors affecting the performance of 90 kWshielded roadheader is investigated in detail in a tunnel excavated for NuhCement Factory. The first part of the tunnel is horizontal and the second part is inclined with 9_ and excavated uphill. Tunnel passes through a formation of the Upper Cretaceous age with nodular marl, carbonated claystone, thin and thick laminated limestone. Water ingress changes from 0 to 11 l/min. In six different zones it is found that the rock pressive strength changed from 20 to 45 MPa, tensile strength from 1 to 4 MPa, specific energy from 11 to 16 MJ/m3, plastic limit from 15% to 29%, liquid limit from 27% to 43% and water absorption from 4% to 18% in volume. Detailed in situ observations show that in dry zones for the same rock strength the inclination of the tunnel and the strata help to increase the instantaneous cutting rate from 10 to 25 solid bank m3/cutting hour. The effect of water on cutting rate is dramatic. In the zones where the plastic limit and the amount of Al2O3 is low, instantaneous cutting rate increases from 34 to 50 solid bank m3/ cutting hour with increasing water content from to 11 l/min. However, in the strata having high water absorption characteristic and high amount of Al2O3, cutting rate decreases considerably due to the sticky mud, causing problem to the cutterhead. Excavation, muck loading and support works are performed separately due to safety concerns in the wet and inclined sections which reduced the machine utilization time from 38% to 8%. The information gathered is believed to form a sound basis in contributing the performance prediction of roadheaders in difficult ground conditions. _ 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved. Keywords: Tunnel excavation。 McFeatSmith and Fowell (1977, 1979)進(jìn)行的 詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 表明， 核心切削試驗(yàn) 得到的比能值 和中型和重型掘進(jìn)機(jī) 的 切割 速 率 分別存在著密切的關(guān)系。掘進(jìn)工程的 承辦 公司是 STFA Co. 隧道 包括 水平段 50 米 , 和 225 米斜井段 (包括 9 個(gè)上山段 )。掘進(jìn)機(jī)的性能數(shù)據(jù)被連續(xù)記錄，包括瞬時(shí)切割速度 , 機(jī)器使用和停工時(shí)間 。 在另一方面 , 地層 的 化學(xué)組成 同樣 影響 著 瞬時(shí)切割速度 。 除了 清理工作造成的 停工 ， 另一些來(lái)自傾 斜隧道 干濕區(qū) 的工作組織安排等