杨延栋 孙振川 张 兵 闫长斌

1. 盾构及掘进技术国家重点实验室， 郑州, 450001 2. 中铁隧道局集团有限公司， 广州, 511458 3. 郑州大学土木工程学院， 郑州, 450001

0 引言

随着我国交通、能源、水利等领域基础设施建设的全面展开，越来越多的长大山岭隧道(洞)采用岩石隧道掘进机(tunnel boring machine， TBM)修建，但TBM在极硬岩地层掘进时效率低、刀具消耗大，刀具磨损评价是长期困扰TBM施工的世界性难题。

目前研究成果表明，对滚刀磨损评价的方法主要包括三种。一是理论模型评价方法，文献[1-5]基于滚刀微观磨粒磨损机理建立了滚刀磨损评价预测模型，该类方法确定磨粒磨损系数和滚刀载荷困难；文献[6-8]基于能量磨损理论建立了滚刀磨损评价预测模型，该类方法确定能量磨损率和滚刀滑移距离困难。二是实验评价方法，文献[9-10]通过缩尺滚刀实验揭示了滚刀磨损影响规律，但未能提出评价滚刀磨损具体方法。三是基于现场数据统计规律的评价方法，文献[11-15]针对现场TBM刀具磨损数据建立了滚刀磨损规律，但多针对特定工程，通用性无法保证。理论模型评价方法的关键参数选取困难，难以直接应用于TBM施工刀具磨耗评价与预测；实验评价方法的测试标准不统一，且需要专用的实验设备，应用推广难度大；基于现场数据统计规律的评价方法多针对单一工程，缺乏普遍适用性。

影响滚刀磨损的因素主要包括地质、机械、材料等，其中地质因素是关键决定性因素。细观层面上，岩石的矿物成分以及造岩矿物间的结合力影响滚刀的磨损；……