北京地鐵砂卵石地層盾構(gòu)施工刀具磨損研究.pdf

1、砂卵石地層盾構(gòu)長(zhǎng)距離掘進(jìn)是國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)的難題。在這種地層施工,盾構(gòu)刀具磨耗嚴(yán)重,容易破損、脫落。掘進(jìn)中一旦出現(xiàn)這類情況,將導(dǎo)致刀盤(pán)扭矩上升,盾構(gòu)推進(jìn)困難,甚至無(wú)法施工,被迫開(kāi)艙換刀。這很易引起開(kāi)挖面坍塌,給整個(gè)工程的工期、造價(jià)帶來(lái)嚴(yán)重的影響,甚至威脅人的生命。因此,研究如何減少砂卵石地層刀具磨損,探明砂卵石地層不換刀可能掘進(jìn)的最長(zhǎng)距離很有意義。 刀具與圍巖的作用實(shí)際上屬于土壤一機(jī)械系統(tǒng)的相互作用。本文在詳細(xì)調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)理論研究成

2、果和工程實(shí)例的基礎(chǔ)上,以北京地鐵五號(hào)線18標(biāo)和四號(hào)線14標(biāo)為工程背景,利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論分析及室內(nèi)試驗(yàn)等手段從機(jī)械與土壤兩方面入手,對(duì)北京砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)刀具磨損的問(wèn)題進(jìn)行了研究,取得了下列研究成果： (1)系統(tǒng)分析了各種刀具的工作原理,及其磨損原因和影響因素。研究了刀盤(pán)、刀具形式及刀具的排列布置與各種土層的適用關(guān)系。在此基礎(chǔ)上得出了砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)應(yīng)選擇的刀盤(pán)形式,刀具布置方式,及刀具的幾何參數(shù)。 (2

3、)通過(guò)地勘資料和多組顆粒分析試驗(yàn)對(duì)北京砂卵石地層的性質(zhì)進(jìn)行了分析研究,研制出了一種高效環(huán)保的泡沫泥漿混合添加劑,施工實(shí)踐證明它能有效改良砂卵石地層的流塑性,降低刀盤(pán)扭矩,大大減少刀具磨損。 (3)對(duì)大量的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)回歸分析,得出了北京砂卵石地層的刀具磨損系數(shù),并結(jié)合施工實(shí)踐,得出土壓平衡盾構(gòu)在采用合理的刀盤(pán)形式、刀具配置及添加劑的基礎(chǔ)上,長(zhǎng)距離掘進(jìn)2000m左右不換刀是完全可能的。 (4)基于大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),