發(fā)布時間：2022-01-09 09:00

　　國內地鐵施工分為區(qū)間隧道施工和地鐵站臺施工,區(qū)間隧道施工以盾構法為主,地鐵站臺施工以明挖法、礦山法為主。施工過程難以充分發(fā)揮盾構施工優(yōu)勢,也降低了地鐵施工效率。為此,基于國外地鐵站臺盾構法施工思路,提出了在地質圍巖自穩(wěn)性較好的地鐵站臺采用盾構法,但不借助管片襯砌的施工方案,并針對盾構無管片推進進行了研究,完成了盾構輔助推進裝置的方案設計,隨后對裝置進行了有限元分析以及輕量化設計,并借助遺傳算法對裝置在隧道內的裝配序列進行了規(guī)劃。論文的主要內容如下:1、針對圍巖自穩(wěn)性較好的地鐵站臺施工,提出了盾構不借助管片實現隧道開挖,并完成了盾構輔助推進裝置的方案設計;基于設計方案,對裝置的工作原理以及部件組成進行簡要介紹;結合廣州某地鐵站臺地質參數,對裝置進行了選型及參數計算。2、基于地鐵站臺地質分析,確定了盾構輔助推進裝置的三種計算工況;基于ANSYS軟件,在三種計算工況下,對連接柱部件、撐靴架等關鍵結構進行力學性能分析;基于有限元結果分析,確定了最危險的計算工況,并對應力集中的結構提出改進意見。3、基于最危險計算工況,采用ANSYS軟件對撐靴架結構進行了輕量化設計;采用分組、分階段的輕量化思路,... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

連體盾構機示意圖

西南交通大學碩士研究生學位論文第7頁第2章盾構輔助推進裝置方案設計在圍巖自穩(wěn)性較好的地鐵站臺，要盾構機不借助管片襯砌進行隧道開挖，盾構輔助推進裝置必須能夠為盾構機提供足夠大的推進反力。目前，土壓平衡盾構不借助管片實現隧道開挖在國內尚屬首次，沒有類似的原理方案可以借鑒。因此，本章基于提出的盾構輔助推進裝置設計方案，簡要介紹裝置的工作原理及組成，并基于站臺地質參數，對裝置進行選型及參數計算，為類似盾構輔助推進裝置的設計提供參考。2.1盾構輔助推進裝置的工作原理盾構輔助推進裝置的單次推進循環(huán)包含4個階段，如圖2-1所示：（1）撐靴油缸伸出，撐靴板撐緊洞壁，實現裝置與隧道洞壁的“固定連接”；（2）推進系統(tǒng)油缸伸出，撐緊在盾構輔助推進裝置前端，將撐靴板與洞壁圍巖的摩擦力作為盾構推進反力；（3）推進系統(tǒng)油缸回縮，撐靴油缸回縮，撐靴板與洞壁圍巖的撐緊狀態(tài)解除。盾構的前移距離被稱為單次推進行程；（4）采用輔助走形小車承載撐靴部件，利用鋼繩、電動葫蘆等手段，將裝置前移至盾構指定位置，隨后拆除輔助走形小車。此時，盾構輔助推進裝置的單次推進循環(huán)結束。此后，裝置不斷重復該循環(huán)，直到地鐵站臺隧道開挖結束。圖2-1一次推進循環(huán)的四個工作階段

西南交通大學碩士研究生學位論文第8頁2.2盾構輔助推進裝置的主要組成盾構輔助推進裝置首先需要在隧道外解體為多個待裝配零部件，利用管片小車等運輸工具將待裝配的零部件運輸到指定的裝配區(qū)域，隨后利用拼裝機等吊裝手段完成零部件的裝配過程。在完成地鐵站臺的開挖后，在隧道內將裝置進行解體，隨后利用管片小車運輸到隧道外。從結構功能的角度出發(fā)，盾構輔助推進裝置的組成部分包含：頂環(huán)部件、連接柱部件、撐靴部件，如圖2-2所示。圖2-2盾構輔助推進裝置的組成2.2.1頂環(huán)部件頂環(huán)部件為鋼板焊接結構，將推進系統(tǒng)油缸推力傳遞給連接柱部件。頂環(huán)部件主要由頂環(huán)A、斜柱以及頂環(huán)B組成，如圖2-3所示。圖2-3頂環(huán)部件及其組成零件頂環(huán)A的圓環(huán)尺寸和管片襯砌圓截面尺寸相同，推進系統(tǒng)油缸位置環(huán)形分布在頂環(huán)A中心區(qū)域，使得頂環(huán)A上的油缸推力分布相對均勻，如圖2-4所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3578391