目前,土壓平衡盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為軟土地層安全開挖隧道的主要裝備。這類盾構(gòu)機(jī)利用開挖后進(jìn)入帶壓土倉(cāng)內(nèi)的渣土作為支撐開挖面水土壓力的媒介物。通過螺旋輸送機(jī)將土倉(cāng)內(nèi)一定量的渣土往外排放,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)土倉(cāng)壓力的目的。在隧道開挖過程中,由螺旋輸送機(jī)平衡進(jìn)入土倉(cāng)和從土倉(cāng)外排的渣土,來建立施工時(shí)掌子面的土壓平衡狀態(tài)。隧道開挖過程中的施工安全有效控制和土壓平衡盾構(gòu)機(jī)工作性能的優(yōu)劣主要取決于開挖渣土的力學(xué)屬性。工程中通常需要注入膨潤(rùn)土泥漿、泡沫劑溶液、高分子聚合物和其它改良劑(如肥皂水、生石灰等)來調(diào)節(jié)渣土以改變挖掘渣土的性質(zhì),進(jìn)而形成塑性流體狀渣土,其中膨潤(rùn)土泥漿、泡沫劑溶液和高分子材料是三種主要的改良劑。有效的渣土改良極大地改善了機(jī)器性能并提高了通過螺旋輸送機(jī)渣土流動(dòng)的可控性,保障了盾構(gòu)施工安全。盡管在工程實(shí)踐中通常采用渣土改良方法,但是鑒于砂礫性渣土的低流動(dòng)性、高滲透性及大內(nèi)摩擦角性狀,目前工程界對(duì)于砂礫層渣土改良合理添加劑的認(rèn)知并不完全一致,并且經(jīng)常遇到與渣土力學(xué)性質(zhì)相關(guān)的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)操作相關(guān)的問題,嚴(yán)重影響了施工安全。鑒于此,本論文以實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合數(shù)值仿真技術(shù)、理論分析推導(dǎo)和模型機(jī)測(cè)試,開... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)

（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉｚｏｓｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／）?（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｐｐｒ．ｃｎ／ｘｗｚｘ／）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍａｘｉｍｕｍ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?ＥＰＢＳ?Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｈｉｎａ’ｓ?ｌａｒｇｅｓｔ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?ＥＰＢＳ??（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉｚｏｓｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／）?（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｐｐｒ．ｃｎ／ｘｗｚｘ／）??ＥＰＢＳ掘進(jìn)機(jī)屬于閉胸式隧道安全開挖設(shè)備，為隧道面提供支撐壓力，以穩(wěn)定??開挖面并減少挖掘過程中的地層體積損失和移動(dòng)，達(dá)到安全施工的目的。土壓平??衡盾構(gòu)機(jī)開挖隧道時(shí)刀盤旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)刀盤上刀具切削掌子面，渣土與刀具間的摩??擦磨損直接影響刀盤刀具的壽命，合理的換刀規(guī)劃可以有效減小停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)??土倉(cāng)擋板被千斤頂向前推進(jìn)時(shí)，渣土通過開口進(jìn)入渣土倉(cāng)。充滿土倉(cāng)的渣土將來??自盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏鬟f到隧道開挖面，從而可見進(jìn)入土倉(cāng)的渣土為支撐開挖面??水土壓力的介質(zhì)。螺旋輸送機(jī)從加壓土倉(cāng)中移除挖掘出的渣土。螺旋輸送機(jī)在挖??掘過程中起著重要作用，控制從土倉(cāng)排出的渣土的體積，并且當(dāng)渣土沿著螺旋槽??流到出渣口時(shí)能夠調(diào)節(jié)土倉(cāng)的壓力。??理想情況下，通過控制ＥＰＢＳ設(shè)備以使土倉(cāng)中的壓力等于或大于隧道開挖面處??的水土壓力。通過平衡進(jìn)入土倉(cāng)的渣土體積與螺旋輸送器排出的渣土體積來實(shí)現(xiàn)??穩(wěn)定開挖面的支撐壓力。這個(gè)目標(biāo)是通過刀盤的旋轉(zhuǎn)速度，盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速??

?砂礫的高透水性和低流動(dòng)性極易造成盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)保壓調(diào)壓排土功能失效，引??發(fā)土艙壓力急劇變化等問題，從而螺旋管內(nèi)渣土壓實(shí)固結(jié)導(dǎo)致掘進(jìn)困難（見圖１－４）、??開挖面失穩(wěn)（見圖１－５）和地層坍塌（見圖１－６）等事故（朱偉和陳仁俊，２００１；韓??寶清，２０１５；邱龔等，２０１５ａ）?［２＿４］。??．１?１Ｉｈ??圖卜４螺旋管內(nèi)渣土壓實(shí)?圖１－５開挖面失穩(wěn)??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ?ｍｕｃｋ?ｉｎ?ｓｐｉｒａｌ?ｇｒｏｏｖｅ?Ｆｉｇ．?１－５?Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ??麵??圖?１－６?地層ｉ丹塌（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎａｎｒｅｎｗｏ．ｎｅｔ／）??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｔｒａｔｕｍ?ｃｏｌｌａｐｓｅ?（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎａｎｒｅｎｗｏ．ｎｅｔ／）??未能形成塑性流體渣土的治理嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度和安全，特別是噴射出的??高溫渣土對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員傷害較大（張成，２００９；茅華，２０１４）?［５４］。因地下水大??量涌入、土艙壓力過高或渣土過稀等出現(xiàn)螺旋輸送機(jī)保壓調(diào)壓功能失效的情況，??時(shí)有報(bào)道（邢琦，２００５；王懷志，２０１２；茅華，２０１４；韓寶清，２０１５；李亞軍，??２０１５；康洪信，２０１５；寧小平，２０１６；鐘長(zhǎng)平等，２０１６）?［３＋｜２］。尤其需要指出的??是

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水平式螺旋輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)模型搭建和參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 劉威,唐倩,劉宗敏,梁平華.  食品與機(jī)械. 2019(06)
[2]談土壓平衡盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)的改造[J]. 李昌.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2019(07)
[3]高滲透地層土壓盾構(gòu)渣土改良試驗(yàn)研究[J]. 劉磊.  河南建材. 2019(02)
[4]基于DEM仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證的雙軸螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J]. 張恒宇,李艷潔,劉春飛,徐泳.  中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]基于Matlab的礦用螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 李文生.  現(xiàn)代機(jī)械. 2019(01)
[6]土壓盾構(gòu)在富水粉砂地層中濃泥渣土改良技術(shù)研究[J]. 莫振澤,王夢(mèng)恕,羅跟東,王輝,錢勇進(jìn).  隧道建設(shè)(中英文). 2018(12)
[7]復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良試驗(yàn)[J]. 李萬林.  山東交通科技. 2018(06)
[8]富水石英砂礫層盾構(gòu)施工的土體改良試驗(yàn)[J]. 程池浩,廖少明,陳立生,范明星,霍曉波.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[9]基于Fluent的螺旋輸送機(jī)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[J]. 鄭軍,何海波,侯海燕,羅紅梅.  煤礦機(jī)械. 2018(09)
[10]土壓平衡盾構(gòu)高黏土礦物渣土改良技術(shù)[J]. 韓月旺.  建筑機(jī)械化. 2018(08)

博士論文
[1]盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)承壓輸送機(jī)理研究及控制中的應(yīng)用[D]. 孟慶琳.大連理工大學(xué) 2012
[2]土壓平衡盾構(gòu)機(jī)密封艙壓力控制機(jī)理模型及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 上官子昌.大連理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]微型土壓平衡盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)數(shù)值分析及優(yōu)化研究[D]. 張文.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014
[2]富水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王懷志.華南理工大學(xué) 2012
[3]盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)密封及輸送特性研究[D]. 李剛.大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2940301