文档介绍：同济大学交通运输工程学院
博士学位论文
砂卵石地层土压平衡盾构的适应性研究
姓名:宋天田
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:周顺华
20080601
摘要鉴于砂卵石地层与普通软土地层和复合地层蚪嬖诘牟钜欤疚耐过理论分析计算、实测数据及室内试验、实例研究等多种方法对砂卵石地层中根据砂卵石地层的成因、主要特点及砂卵石地层和一般的软土的物理力学特征的差异。结合砂卵石地层中的┕ぐ咐治隽嗽诟玫夭阒蠩掘进工作面“土压支撑率”及推力油缸的“推力不协调度”的概念,并建立了各指根据盾构掘进的实际情况,对掘进过程进行简化,对蚪滩捎昧压状态”三种情况进行了计算。计算主要结论如下:也发现,土仓内的水平应力分布在中部出现“凸起”现象,说明了土仓中部易敛智昂笥αΨ植继氐阒饕N#姘迩胺降乃接αζ毡楦哂谕敛趾蟛分比值相对较小。一方面说明了靠压力隔板上的应力来控制工作面的控制平衡应力是不合适的。另一方面说明了刀盘面板的存在是发生应力比增大的主要原奥咽夭阒械拿姘迨紼的土压支撑率只有%左右,远低于软土地层中的%。计算表明,盈压率越高,土压支撑率越低,渣土流动性愈差,土压支撑率愈低。在砂卵石地层中应尽量增大土压支撑率,以减小盾构的消耗和提根据掘进机理及特点提出了诟玫夭愕闹鞫允视Ψ椒ā4拥杜炭?形式、主轴承设计、开口率及厚度、同步注浆系统、刀具设计、刀盘扭矩的功根据砂卵石地层蚪砑笆导示蚪榭觯玫搅硕跃蚪俣燃暗杜氖视π越辛搜芯俊V饕Q芯抗ぷ魅缦拢的主要问题。提出了蚪摹巴敛钟α嬖蛳凳、“土仓前后水平应力比标的计算方法。离散元方法计算分析。分别对掘进的“盈压状态”、“理想平衡状态”及“欠凇坝棺刺下耐敛钟αΨ植汲氏盅厥虻牟痪确植嫉奶氐恪“土仓应力规则系数”的值仅为左右,远小于在软土地层中的。同时发生渣土的结块问题。压力隔板的水平应力。土仓前后应力比在刀盘面板对应部分较大,刀盘开口部因。高掘进效率。率配备等方面提出了适应性的设计方法。
扭矩影响的因素。采用主要影响参数建立了掘进速度及刀盘扭矩的回归模型。根据模型分析了对掘进速度及刀盘扭矩起影响因素的程度。为掘进速度及刀盘扭矩的优化提供了参考,并为建立施工参数的优化模型提供了基础。针对谏奥咽夭愕氖导适┕さ男枰#岢隽艘惶自凉芾淼牧鞒谭法,并针对性的开发了一套配套的室内试验方案。最后,对本研究方向需要进一步研究的工作做了探讨。关键词:城市轨道交通,隧道工程,土压平衡盾构,砂卵石地层,掘进机理,离散单元法,适应性,施工参数摘要Ⅱ
.甌.,瑆,琱,.痜琺.,簎.,痶籺,瓼,瑃%...甈,
瓵簎琧琩簍,瑃,,..,.,瑃琫,甌琽
学位做作者躲高妒泖占年翵同济大学学位论文原创性声明研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
脚月学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名:
.ィ咽:./%,砾石:%.ィ砂粒:%.ァ5ジ雎咽ブ峥寡骨慷—,平均第乱研究背景及研究意义在城市地区修建地铁隧道时,传统的施工方法主要是明挖法和矿山法施工,这两种施工方法对施工环境影响大且公害严重,尤其是当隧道需穿越河流、建窃诘乇硪韵碌夭阒胁捎枚芄够法隧道技术具有环境友好、掘进速度较快、隧洞成型质量较好、工作环境较好、铁道、公路隧道、水工及市政隧道等方面得到广泛应用。土压平衡盾构:改良后的渣土向开挖面施加平衡压力,实现开挖面的平衡、稳定。相对泥水加现已成为诸如地铁隧道及其他城市地下工程的主流隧道工法。在软土地层中的土压平衡盾构的选型设计及掘进技术,都已基本成熟巧复合地层中也有较深入研究⋯。砂卵石地层是和以上两种完全不同的地层状况,该地层的特点有:地层结构松散,卵石及漂石含量高、渗透系数大、单个城市快速轨道交通线网规划,成都地铁号线地下线路总长达本上都将采用盾构法施工。成都地铁隧道主要穿越.,.地层的卵石地层,根据勘查及实际开挖出来的渣土情况,对卵石粒径分析显示:漂石在该种地层中进行盾构施工,台北捷运、意大利都灵地铁及日本的地铁、筑物时,传统的施工方法更