بررسي تأثير پارامترهاي اپراتوري بر ميزان مصرف ابزار برشي در قطعه شمالي-جنوبي خط 7 متروي تهران

Evaluation of operational parameters effect on cutter consumption in Tehran Metro Line 7

سايش ابزار برشي، كله حفار، نقاله مارپيچ و ساير بخشهاي ماشين يكي از چالش هاي اصلي حفاري مكانيزه در زمينه اي نرم ميباشد. سايش ابزار و قطعات ماشين، تأثير مستقيم بر روي مقدار پيشروي و حفاري، قيمت تمام شده و برنامه زمانبندي تونلهاي مكانيزه در زمينه اي نرم دارند. در ماشينهاي EPB-TBM سينه كار تونل بوسيله هواي فشرده و مواد حفاري شده پايدار ميشود، از آنجائيكه در پايدارسازي سينه كار از هواي فشرده با فشار بيش از اتمسفر استفاده ميشود، لذا عمليات بازديد، تعويض و تعمير ابزار برشي در اين شرايط را به نام عمليات هايپرباريك تعريف مينمايند. اين عمليات علاوه بر پرهزينه و زمانبر بودن، خطرناك و طاقت فرسا ميباشد. يكي از عوامل مؤثر بر ميزان مصرف ابزار برشي، پارامترهاي اپراتوري ميباشد. در اين مقاله تأثير اين پارامترها بر ميزان مصرف ابزار برشي در 6498 متر از قطعه شمالي- جنوبي تونل مترو خط 7 تهران مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين مسافت از تونل تعداد 1169 ابزار برشي مصرف شده است كه از اين تعداد 654 عدد ريپر، 357 عدد اسكريپر و 153 عدد ديسك ميباشد. نتايج اين بررسي نشان ميدهد كه كاهش فشار سينهكار تونل، نيروي پيشران و گشتاور كله حفار موجب كاهش مصرف ابزار برشي ميشود. همچنين نرخ نفوذ كم باعث چرخيدن بيشتر ابزار بر روي سينه كار و درنتيجه مصرف بيشتر ابزار ميشود. در نهايت نتايج نشان ميدهد كه بهبود پارامترهاي بهسازي خاك موجب كاهش شديد مصرف ابزار برشي ميشود.

Wear of cutting tools, cutterhead, inner parts of the cutting chamber, and conveyance system has become a major problem in soft ground tunneling. It has a significant impact on tunneling operation, schedule and cost, especially in abrasive soils. In soft ground tunneling, cutterhead inspection and tool maintenance are performed under pressurized conditions or ‘‘hyperbaric interventions’’ when the tunnel is under the groundwater table. Consequently, the tool inspection and maintenance in soft ground tunneling is a time consuming, dangerous and costly step. This paper investigates the operational parameters on tool wear of an EPB-TBM used in Tehran metro line 7 over the initial 6498 m of tunnel. In this project, the number of cutting tools replaced were 1169, including 654 rippers, 357 scrapers and 153 disc cutters. The results of this study show that by increasing TBM thrust, earth pressure and torque, the cutter consumption significantly increases. Also, the low penetration rate at higher face pressure, increases the wear of cutting tool. Furthermore, soil conditioning plays an important role in controlling cutter wear.