摘要:影响盾构机推进速度的掘进参数

在盾构机隧道施工中，涉及到盾构机推进速度的施工参数有十多个，且各参数之间还存在着错综复杂的关系，同时，各参数还受到外界诸多因数的影响、控制。其中与设备本身存在关联的掘进参数主要有6个，即刀盘转速、刀盘扭矩、刀具贯入度、土仓渣土压力、总推力、螺旋输送机转速。
1、刀盘转速
盾构机掘进是利用刀盘的转动带动刀盘上的刀具切削土体。刀具具有切削开挖面土体以及将切削下来的渣土送进土仓功能。在施工过程中，刀盘转速的选择，需要考虑刀具有效切削土体的能力、渣土进入土仓的流畅性、土仓内渣土改良的情况以及掌子面的稳定性因素，因此刀盘转速的选取直接影响着推进速度。
2、刀具贯入度
刀具贯入度是评价一台盾构机掘进性能的关键指标之一。刀具贯入度与刀盘转速的乘积为盾构机的推进速度，其物理意义就是刀盘旋转一圈刀具插入土体的深度。当增加刀具贯入度时，刀盘每旋转一圈切削的土体就增加，推进速度就变大，但伴随着而来的刀盘扭矩就会增加，单位时间内进入土仓的渣土量也增加，相应的土仓渣土压力、螺旋输送机转速也会随之改变。刀具贯入度值不能太大，也不能太小，太大会增加刀盘扭矩，增加主驱动的负担；太小会影响掘进效率。
3、刀盘扭矩
在施工中，只有合理控制刀盘扭矩，才能确保刀盘刀具对所遇到的地层土体进行有效切削，才能保证盾构机顺利的推进，刀盘扭矩间接的影响着盾构机的推进。刀盘扭矩是判断盾构机掘进能力的重要指标之一。刀盘扭矩值的大小与地层条件、刀盘类型及盾体直径等参数有关，主要由刀具切削地层时抗切削扭矩、刀盘正面与掌子面之间的摩擦扭矩、刀盘外围与隧道洞壁的摩擦扭矩以及刀盘结构筋板与渣土搅拌阻力扭矩等组成。
4、盾构机总推力
总推力是由推进系统提供，是用来克服施工掘进过程中掌子面、土仓渣土分别作用在盾构机刀盘、土仓隔板的阻力及盾体周围土体作用在盾体表面上的摩擦阻力。总推力是盾构机掘进的动力源。
5、螺旋机输送机转速
螺旋输送机是土压平衡盾构机的主要组成部分，主要功能有①土仓内渣土的排出；②调整螺旋轴转速，控制渣土排出速度，维持土仓渣土压力值的稳定。因此，螺旋输送机转速直接影响着盾构机的推进速度。
6、土仓渣土压力
土仓渣土压力即土仓内渣土的压力值，其值直接关系着施工地面的沉降值。在施工中，在刀盘转速稳定的情况下，进渣量与刀具贯入度成正比，出土量与螺旋输送机转速成正比。因此，土仓渣土压力值由刀盘切削下的渣土量、螺旋输送机的排查量以及施工渣土改良方式决定。它是监测地面沉降监控的关键指标，是盾构机施工中的重要掘进参数，间接地影响盾构机的推进速度。