文档介绍：2 2 2
1 1
1
Ξ
第 24 卷第 1 期地下空间 Vol. 24 No. 1

2004 年 3 月 UNDERGROUND SPACE Mar. 2004
文章编号:1001 831X(2004) 01 0036 05
盾构法隧道施工中盾构控制滞后效应的研究
2 2
1 1 1 2
2谈小龙, 朱伟, 秦建设, 杉本光隆
(1 河海大学岩土所,南京 210098 ; 2 日本长岗科技大学)
摘要:盾构机的姿态控制是其在隧道施工作业中的一项重要问题。在分析盾构法隧道
施工中盾构机受力情况的基础上,引进盾构机运动力学模型,通过现场资料实测值与计算值对
其进行了验证,并应用此模型研究了盾构机行为控制与运动响应之间的滞后效应,得到一些有
用的结论,为盾构施工中的姿态控制提供了有意义的依据。
Ξ关键词: 盾构法; 姿态控制; 滞后效应; 运动力学模型
中图分类号:U455 43 文献标识码:A
体,使其进入压力舱,并通过排土器输送至后备台
引言
1 车。目前在隧道工程中应用较为普遍的盾构机有
在应用盾构法进行隧道施工时,盾构机姿态控两种:土压平衡式盾构机和泥水式盾构机,我国目
制是施工成败的关键技术,其好坏不但对隧道轴线前土压平衡式盾构机应用较为广泛,两种盾构机的
的控制具有重要的意义,而且对施工中后续工作的主要区别在于前方刀盘的布置及稳定开挖面的压
顺利进行起着至关重要的作用。施工中盾构机姿力舱内泥水介质形成方式不同。
态控制主要通过设置区域内千斤顶的作用,同时结
合超挖装置及铰接千斤顶的应用得以实现。但是
由于盾构施工中姿态控制措施的实现具有一定的
滞后效应,也就是说,盾构机推进操作方式的变化
与其自身发生线路变化之间存在一个时间上、距离
上的滞后,这一现象我们称为盾构滞后效应。为了
防止过大偏离的发生必须进行超前操作,就是在到
达变线区间之前预先对操作方法进行调整,目前完
全凭盾构机驾驶员的经验来提前发出姿态控制指
令,具有很大的任意性,这也是目前盾构法隧道施
工中盾构机“蛇行”现象[1] 普遍存在的根本原因。
本文通过研究盾构施工中的盾构机受力状况,引进
运动力学模型,使用运动力学模型研究了施工过程
中盾构机运动的滞后效应。
2 盾构运动力学模型[2][3]
2. 1 盾构法施工简介
盾构法是通过盾构机前方刀盘切削开挖面土
图 1 盾构运动学模型示意图
收稿日期:2003 12 29(修改稿)
作者简介:谈小龙(1977 ) ,男,江苏人,硕士,主要从事隧道盾构施工技术研究。
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
<
1 1 1
1 1
1 1 1 1 1
1 1
2004 年第 1 期谈小龙等:盾构法隧道施工中盾构控制滞后效应的研究 73
2. 2 盾构机受力分析运动轨迹。
盾构姿态的控制研究以盾构机作为分析主体,
运动力学模型适用性的验证[4]
其主要受力荷载状况如下。(见图 1) 3
2 2 1 自重力 f1 为了验证计算程序 3DSSPC ,本文首先结合深
自重力包括盾构机自重,开挖舱内土体自重。圳地铁一期工程购物公园到香蜜湖区间隧道