21世紀(jì)是隧道及地下空間大發(fā)展時(shí)代，中國作為世界最大隧道施工市場，TBM/盾構(gòu)施工技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用及相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。山東天工巖土工程設(shè)備有限公司作為全國釬鋼釬具協(xié)會副理事長單位、中國工程機(jī)械協(xié)會掘進(jìn)機(jī)械分會理事單位、北京設(shè)備協(xié)會盾構(gòu)機(jī)專門委員會會員單位，在盾構(gòu)刀具如何控制施工成本、施工最優(yōu)配置及施工過程中出現(xiàn)的問題、提高TBM/盾構(gòu)施工技術(shù)及施工管理水平等研究方面做了很好的實(shí)踐性開拓。山東天工巖土工程設(shè)備有限公司自主研發(fā)的盾構(gòu)刀具已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)中大城市的地鐵、隧道建設(shè)領(lǐng)域，同時(shí)由山東天工起草編制的盾構(gòu)刀具行業(yè)的第一份行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《盾構(gòu)機(jī)切削刀具》JB/T 11861-2014，也將于2014年10月1日開始運(yùn)行。第四屆“2014 隧道（TBM/盾構(gòu)）施工暨刀具應(yīng)用技術(shù)研討會”由山東天工巖土工程設(shè)備有限公司聯(lián)合中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院于2014年8月30日在沈陽舉辦。
業(yè)界云集，走進(jìn)隧道（TBM/盾構(gòu)）施工暨刀具應(yīng)用技術(shù)研討會
本屆研討會由山東天工巖土工程設(shè)備有限公司、中南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中國土木工程協(xié)會隧道及地下工程分會風(fēng)險(xiǎn)管理專業(yè)委員會聯(lián)合主辦，聞鼎傳媒《橋梁與隧道》全媒體提供宣傳報(bào)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(shè)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(gòu)設(shè)備生產(chǎn)廠家、TBM/盾構(gòu)行業(yè)知名專家學(xué)者參加此次大會。借此機(jī)會聚焦隧道施工市場前景，提高TBM/盾構(gòu)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(shè)步伐，實(shí)現(xiàn)設(shè)備企業(yè)、施工單位與業(yè)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(nèi)TBM/盾構(gòu)行業(yè)內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家教授進(jìn)行專題報(bào)告，開展學(xué)術(shù)、技術(shù)研討和一系列經(jīng)驗(yàn)交流，為建設(shè)單位與行業(yè)專家提供了溝通平臺，共聚一堂探討如何優(yōu)化TBM/盾構(gòu)施工技術(shù)，提高刀具使用效率，交流與學(xué)習(xí)，集百家智慧，共同促進(jìn)中國隧道行業(yè)的發(fā)展。
百家智慧， 探討隧道（TBM/盾構(gòu)）施工暨刀具應(yīng)用技術(shù)發(fā)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(jīng)理張自太、廣州盾建地下工程技術(shù)有限公司總工程師張厚美、石家莊鐵道大學(xué)徐明新教授、深圳天奧盾構(gòu)工程技術(shù)有限公司（原山西萬家寨引黃工程管理局）副總經(jīng)理鄭智強(qiáng)、同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院薛亞東教授、山東天工巖土工程設(shè)備有限公司研究院副院長張學(xué)強(qiáng)、中國水電六局LXB引水工程四段三標(biāo)總工程師吳根生、中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院博士生導(dǎo)師夏毅敏教授。與會專家分享自己研究領(lǐng)域的重大工程項(xiàng)目及先進(jìn)技術(shù)，各方人士通過此次會議得到了最前沿的信息。
針對大家關(guān)心的TBM/盾構(gòu)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，石家莊鐵道大學(xué)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(guān)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(jù)統(tǒng)計(jì)，用于刀具的費(fèi)用可以占到掘進(jìn)施工費(fèi)用的1/3，刀具更換時(shí)間占總施工時(shí)間的比值高達(dá)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(guān)系到施工效率的發(fā)揮和工程投入的回報(bào)。”山東天工巖土工程設(shè)備有限公司研究院副院長張學(xué)強(qiáng)在《TBM滾刀基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與地層適應(yīng)性研究》指出 “當(dāng)巖石強(qiáng)度高到一定程度，就有了與刀圈鋼體相較量的能力，‘兩強(qiáng)相遇，必有一傷’，刀圈的強(qiáng)度在質(zhì)量上占有絕對的優(yōu)勢，但是巖石在總量上的優(yōu)勢卻也毋庸置疑，量變引發(fā)的質(zhì)變，刀圈的失效不可避免的會出現(xiàn)。拋開巖石節(jié)理發(fā)育情況、強(qiáng)度、掘進(jìn)參數(shù)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(nèi)應(yīng)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(guān)于現(xiàn)在發(fā)展勢頭正好的刀具破巖過程的仿真技術(shù)，中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院博士生導(dǎo)師夏毅敏教授提到“PFC能夠觀測切削過程的應(yīng)力分布和接觸力鏈分布，刀具作用下巖體應(yīng)力最大的位置集中在刀尖前方的一片區(qū)域，且隨著刀具位置的移動而移動，刀具尖端的破壞作用最為明顯。模擬雙刀切削巖石過程，記錄巖體動態(tài)變化特性。隨著切深的增加，巖體裂紋數(shù)目迅速增加，且拉裂紋比剪裂紋數(shù)目更多，說明巖石的張拉破壞呈現(xiàn)出主導(dǎo)趨勢。”
廣州盾建地下工程技術(shù)有限公司總工程師張厚美在《TBM/盾構(gòu)刀盤滾刀損壞機(jī)理的力學(xué)分析與應(yīng)用研究》指出“驅(qū)動滾刀自轉(zhuǎn)的主動力矩是由滾刀破巖所受到的切削力產(chǎn)生的，當(dāng)主動力矩小于滾刀所受到的轉(zhuǎn)動阻力矩時(shí)，即產(chǎn)生偏磨；滾刀所受荷載與貫入度成正比，當(dāng)貫入度太大時(shí)，將導(dǎo)致滾刀過載，使刀圈或軸承損壞，掘進(jìn)過程應(yīng)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(jìn)中應(yīng)及時(shí)更換磨損刀具。”同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院地下建筑與工程系薛亞東教授《TBM滾刀破巖過程與機(jī)理的試驗(yàn)》表示“目前，我國已是TBM需求最大國家，占全球50%。現(xiàn)階段我國西部、西南部以及山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，鐵路交通、公路交通、水利水電、大規(guī)模的調(diào)水工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)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(nèi)對TBM的市場需求量巨大。”一位業(yè)內(nèi)人士指出，“國內(nèi)市場未來對掘進(jìn)機(jī)的需求將達(dá)到250臺左右。”關(guān)于隧道施工問題及措施管理，深圳天奧盾構(gòu)工程技術(shù)有限公司（原山西萬家寨引黃工程管理局）專家鄭智強(qiáng)表示“施工方按照合同規(guī)定系統(tǒng)的進(jìn)行施工地質(zhì)工作，增派TBM施工有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師，依據(jù)標(biāo)書的地質(zhì)資料，地質(zhì)工程師與掘進(jìn)工程師等共同編制TBM掘進(jìn)施工手冊，根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇不同的掘進(jìn)參數(shù)，在施工中不斷總結(jié)、完善和規(guī)范掘進(jìn)施工手冊；施工中地質(zhì)工程師跟蹤觀察判別圍巖地質(zhì)條件，同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)編錄、測繪、取樣等，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件變化及時(shí)報(bào)告現(xiàn)場監(jiān)理，共同按合同規(guī)定的現(xiàn)行《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)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(jù)香港地鐵經(jīng)驗(yàn)提出深圳地鐵三期盾構(gòu)隧道施工展望，隧道專家吳根生先生通過多張圖表、數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合了巖石強(qiáng)度、圍巖完整性、節(jié)理發(fā)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(jié)論：刀具與圍巖條件的適應(yīng)性至關(guān)重要。這不僅是施工企業(yè)考慮的成本問題，也是技術(shù)裝備制造業(yè)今后重點(diǎn)研發(fā)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(gòu)機(jī)使用的科學(xué)化管理問題，充分借鑒香港地鐵經(jīng)驗(yàn)，特別指出了一些盾構(gòu)機(jī)的核心技術(shù)、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(shù)有限公司專家張厚美先生結(jié)合廣州市隧道建設(shè)現(xiàn)狀，通過分析TBM與盾構(gòu)刀具消耗對比情況，總結(jié)滾刀損壞的主要形式及原因，全面結(jié)合多個(gè)公式計(jì)算滾刀破巖的臨界貫入度，讓人耳目一新、受益匪淺。