程守业 谭 昊 荆国业

（天地科技股份有限公司建井研究院，100013，北京∥第一作者，工程师）

随着各地地铁建设的发展，沉积层盾构施工已经得到广泛应用。目前以岩石地层为主的城市轨道交通地下工程普遍采用钻爆法施工［1］。钻爆法施工噪声和震动影响无法避免，且炸药管理风险高。因此，采用机械化破岩方式能有效降低安全风险［2］。目前滚刀破岩成本相对较高，影响了机械掘进在岩石地层地铁建设的推广，因此提高滚刀破岩效率，降低滚刀破岩成本有重要意义。

目前研究滚刀破岩效率和成本的试验方法主要包括科罗拉多矿业学院的直线破岩模拟（LCM）方法和挪威科技大学研究的钻进指数（DRI）方法。其中，LCM方法主要是通过滚刀的直线破岩试验，从滚刀角度进行个体研究，再通过单一滚刀需要的推力和扭矩，设计整个刀盘的推力和扭矩参数。而DRI法则是直接通过对掘进机施工的进度和现场的岩石条件进行记录，通过对先期数据的学习，来预测将要进行施工地区的推力和刀盘布置参数。本文通过煤矿深井建设国家工程实验室的滚刀直线破岩模拟试验装置，进行了新设计的直径385 mm耐压单刃盘型滚刀破碎北京房山地区花岗片麻岩试验，取得不同推力和截距下的切入深度和岩石破碎量的曲线，分析不同参数下的单位体积岩石破碎功，对滚刀性能和最优的钻进参数进行评价。

1 试验装置和方法

1.1 滚刀直线破岩模拟试验装置

直线破岩模拟方法最早由科罗拉多矿业学院使用，已经成为美国、土耳其、日本等国的掘进机选型、参数设计及刀盘设计的主要参考方法之一。……