【摘要】：近年來,越江海盾構(gòu)隧道工程呈現(xiàn)出“高水壓、長距離、大直徑”的趨勢和特點,對盾構(gòu)隧道工程的安全問題提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。未來我國將采用盾構(gòu)法在深水區(qū)域挑戰(zhàn)超高水壓的越江海交通隧道,所面臨的水壓之高在國內(nèi)外越江海盾構(gòu)隧道工程中尚無先例。盾構(gòu)隧道工程中水壓的升高,將對盾構(gòu)機自身的密封防水問題提出更高的要求,盾尾密封作為其中一環(huán),是盾構(gòu)實現(xiàn)安全掘進的重要前提和保證。目前,盾尾密封主要采用在多道盾尾刷之間填充密封油脂的方式,而油脂密封性能的好壞也直接決定了盾尾密封能力,影響盾構(gòu)掘進安全。結(jié)合這一實際工程問題,本研究以高水壓下盾尾密封油脂的耐水壓密封性能為研究對象,采用油脂耐水壓密封試驗和計算流體動力學(xué)等方法,深入研究了盾尾密封油脂的耐水壓密封性能及其影響因素,主要開展工作如下:(1)自主設(shè)計研制了一套油脂耐水壓密封性動態(tài)檢測試驗裝置,可以實現(xiàn)0～4MPa水壓范圍內(nèi)的穩(wěn)定加壓和保壓,同時具備盾構(gòu)掘進的動態(tài)模擬功能,可為油脂提供多種狀態(tài)下的耐水壓密封試驗研究條件。(2)利用上述試驗裝置,針對幾種具有代表性的盾尾密封油脂開展了多種試驗條件組合下的油脂耐水壓密封試驗,對不同油脂的密封性能進行了橫向?qū)Ρ群投ㄐ栽u價,總結(jié)分析了盾尾密封油脂的密封方式和特性,同時結(jié)合試驗結(jié)果提出了評價盾尾密封油脂耐水壓密封性能的重要指標。(3)基于多種油脂的耐水壓密封試驗研究結(jié)果,選擇密封性能較好的盾尾密封油脂,借助油脂耐水壓密封試驗和流變試驗等方法,研究討論了實際盾構(gòu)施工過程中的動態(tài)邊界和溫度、水環(huán)境、泥沙雜質(zhì)等環(huán)境因素對盾尾密封油脂耐水壓密封性能的影響。(4)利用計算流體力學(xué)通用軟件FLUENT建立了高水壓下盾尾密封數(shù)值模型,結(jié)合油脂耐水壓密封試驗的研究結(jié)果,對盾尾密封油脂的密封方式和特性等進行了對比分析,同時研究討論了油脂材料粘度、油脂腔長度等因素對盾尾密封性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U455.43
【圖文】：

大學(xué)碩士學(xué)位論文家科技水平、工程技術(shù)水平的不斷進步，大型越江海隧道的優(yōu)成為很多沿江、沿海的城市和區(qū)域重要交通干線的選擇。逡逑對國內(nèi)外己建和在建的越江海盾構(gòu)隧道工程進行統(tǒng)計分析，發(fā)江跨海盾構(gòu)隧道的修建正在呈現(xiàn)以下特征和趨勢：逡逑越江海盾構(gòu)隧道的直徑越來越大逡逑外越江海盾構(gòu)隧道的直徑發(fā)展趨勢如圖１－１所示。社會經(jīng)濟的不通運輸效率的要求，而雙線隧道風(fēng)險較高，因此隧道直徑的逐的趨勢。雖然隧道直徑的增大為交通運輸效率的提高帶來了諸致了隧道工程修建難度和風(fēng)險的激增。逡逑２０－Ｉ邐邐邐逡逑

源于一條海底隧道的修建。］８０６年，法國工程師馬克？布魯內(nèi)爾（Ｍａｒｃ邋Ｉｓａｍｂａｒｄ逡逑Ｂｒｕｎｅｉ）受到蛆蟲利用分泌物腐蛀船底成洞的啟發(fā)，最早提出了盾構(gòu)掘進隧道的原逡逑理并注冊了專利，Ｂｒｕｎｅｉ申請的盾構(gòu)專利圖如圖１－３所示。１８１８年，布魯內(nèi)爾再逡逑次對盾構(gòu)的機械系統(tǒng)進行優(yōu)化，形成了全斷面螺旋式開挖的封閉式盾殼以及襯砌逡逑緊隨其后的的全構(gòu)，如圖１－４所示，可視為現(xiàn)代土壓盾構(gòu)的原型。逡逑煖逡逑＿岤逡逑圖１－３邋Ｂｒｕｎｅ丨申請的盾構(gòu)專利圖［１６１逡逑ｍ＾ｍ逡逑圖１－４螺旋式盾構(gòu)逡逑（２）盾構(gòu)法的分類逡逑盾構(gòu)法發(fā)展至今，己經(jīng)過多個階段的發(fā)展和優(yōu)化，形成了較為成熟和規(guī)范的逡逑盾構(gòu)技術(shù)。目前盾構(gòu)法分類主要依據(jù)其應(yīng)用的設(shè)計原理，根據(jù)穩(wěn)定開挖面的原理逡逑不同［１１］，盾構(gòu)可以分為開敞式盾構(gòu)、氣壓盾構(gòu)、泥水盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)和復(fù)合逡逑式盾構(gòu)等。目前，在實際工程項目中使用最多、最廣的是土壓平衡盾構(gòu)和泥水平逡逑衡盾構(gòu)｜１８］。逡逑土壓平衡盾構(gòu)機的機械結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置如圖１－５、１－６所示，盾構(gòu)機的刀盤和逡逑后部承壓隔板形成具有一定空間的渣土倉

【參考文獻】

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本文編號：2734687