В статье рассмотрены особенности проходки перегонных тоннелей в сложных горно-геологических условиях Метростроя Санкт-Петербурга с использованием современных тоннелепроходческих щитов компании Herrenknecht с гибридными исполнительными органами, оснащенными резцовым и шарошечным породоразрушающими инструментами. Проанализирована работа гибридного исполнительного органа при проходке по неоднородному забойному массиву, состоящему из кембрийской глины с прослойками известняка. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования виброактивных шарошек, графическое представление зависимости глубины их внедрения от осевого усилия и осевого усилия совместно с прикладываемой ударной нагрузкой (зависимости глубины внедрения интерпретируются линейной зависимостью). Теоретически и экспериментально подтверждено повышение интенсивности разрушения неоднородного забойного массива, состоящего из кембрийской глины и прослоек известняка при использовании виброактивных породоразрушающих инструментов (шарошек), при этом рост скорости проходки определяется в зависимости от числа их параметров. Рассмотрена конструкция, описаны принцип работы и методика силового расчета роторного исполнительного органа, оснащенного виброактивными шарошками, на основании которой построена номограмма зависимости крутящего момента и производительности тоннелепроходческого щита от скорости подачи исполнительного органа на забой.

The article discusses the features of running tunnels in difficult mining and geological conditions of the Saint Petersburg Metrostroy using modern tunnel boring shields of Herrenknecht company with hybrid executive bodies equipped with a incisors and rock cutters. The work of a hybrid executive body is analyzed when driving along a heterogeneous bottomhole massif consisting of Cambrian clay with limestone interlayers. Theoretical and experimental studies of vibroactive cones, a graphical representation of the dependence of the depth of their penetration on the axial force and axial force together with the applied shock load (the dependences of the penetration depth are interpreted as a linear dependence) have been carried out. An increase in the intensity of destruction of a heterogeneous bottomhole massif consisting of Cambrian clay and limestone interlayers using vibroactive rock-cutting tools (spiked roller) was theoretically and experimentally confirmed, while the growth of the penetration rate is determined depending on the number of their parameters. The design is considered, the principle of operation and the method of power calculation of a rotary executive body equipped with vibroactive cutters are described, on the basis of which a nomogram of the dependence of the torque and performance of the tunnel boring shield on the feed rate of the executive body to the bottom is built.