兰州地铁下穿黄河富水砂卵石层盾构掘进关键技术研究
发布时间：2021-01-29 03:59
随着现代城市的发展,城市轨道交通能有效缓解交通拥堵问题,在城市地铁的建设中,盾构施工技术具有工期短、自动化程度高、安全性好以及对周边环境影响小等优点,在现今地铁的建设中应用最广泛。兰州地理位置独特,呈现东西狭长分布,黄河穿城而过,城市建设沿西岸展开,兰州市轨道交通1号线穿越东西向,其中盾构隧道下穿黄河段（奥体中心世纪大道、迎门滩马滩区间）成为全线重点控制工程,盾构隧道下穿黄河富水砂卵石地层,盾构管片受荷机制与普通盾构隧道差异较大、力学特征复杂;卵石含量大,强度高,对刀具磨损大;土体渗透性大、易离析,施工过程中注浆浆液容易遇水稀释,胶凝时间长、早期强度低、注浆效果难评价;施工过程中风险因素多,风险等级不清,相应的防范对策不易提出等问题,针对本文针对上述问题,开展的主要工作如下:（1）通过对盾构刀盘的磨损机理以及刀具的切削机理分析,针对兰州轨道交通区间隧道下穿黄河段所处的富水砂卵石地层条件,刀盘的结构形式应选择复合式刀盘,刀具在砂卵石地层中以滚压破岩为主、切削破岩为辅的破岩方式。并对刀盘扭矩的影响因素进行总结,得到刀盘扭矩的数学模型。（2）对刮刀...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
兰州市轨道交通中心城区线网图
兰州交通大学博士学位论文3图1.3 迎门滩-马滩区间位置示意图迎门滩~马滩区间的人工填土包括路基填土、局部人为取砂坑、建筑场地的回填土、湿地公园人工湖开挖堆土，取砂坑边沿较浅，中部较深，厚度约为0m～14.5m，取砂坑边沿距离线路较近，结构疏松，对隧道洞壁稳定有不利影响，卵石的石英含量为71.61%，如表1.1。卵石的单轴抗压强度为47MPa～110MPa，饱和单轴抗压强度为36MPa～80MPa，大粒径卵石的分布不均匀、强度差异大对隧道盾构法施工影响较大[6]。表1.1迎门滩~马滩区间卵石石英含量统计表试样编号 L-13 L-13 L-13 L-13 L-13 L-13石英含量(%) 64.13 67.63 97.52 72.26 55.85 72.26平均值 71.61奥体中心~世纪大道区间，卵石层分布随机，成层规律不明显，据现场了解到卵石的最大粒径为60cm左右（见图1.4所示）
平均值 71.61奥体中心~世纪大道区间，卵石层分布随机，成层规律不明显，据现场了解到卵石的最大粒径为60cm左右（见图1.4所示），卵石的石英含量为86.92%，如表1.2，天然单轴抗压强度为72～163MPa，饱和单轴抗压强度为59～132MPa[4-5]；图1.4奥体中心~世纪大道区间大粒径卵石表1.2奥体中心~世纪大道区间卵石石英含量统计表试样编号 L-7 L-8 L-9 L-10 L-11 L-12石英含量(%) 69.74 97.94 98.50 61.32 98.64 95.42平均值 86.92奥体中心~世纪大道区间<2-10>卵石层胶结均较差。<3-11>卵石层上部顶板存在一
【参考文献】：
期刊论文
[1]兰州地铁下穿黄河段同步注浆参数控制研究[J]. 杨成,杨志团,赖远明,王旭,刘德仁,罗涛. 兰州交通大学学报. 2019(02)
[2]兰州地铁下穿黄河砂卵石地层中盾构刀具破岩的数值计算[J]. 杨成,赖远明,王旭,高建强,魏周斌. 振动与冲击. 2018(08)
[3]兰州地铁下穿黄河段同步注浆的浆液试验研究[J]. 杨成,徐朝辉,赖远明,王旭. 硅酸盐通报. 2018(01)
[4]富水大粒径砂卵石地层盾构施工适应性研究[J]. 王国富,王建,路林海,李克金,孙捷城,唐卓华. 施工技术. 2017(19)
[5]基于ABAQUS的岩石节理特征对滚刀破岩影响研究[J]. 吴玉厚,田军兴,孙健,何冬梅,张弛,刘敏,赵海峰. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]黏土地层盾构隧道临界注浆压力计算及影响因素分析[J]. 叶飞,苟长飞,毛家骅,杨鹏博,陈治,贾涛. 岩土力学. 2015(04)
[7]沉管隧道接头力学模型及刚度解析表达式[J]. 禹海涛,袁勇,刘洪洲,李贞新. 工程力学. 2014(06)
[8]盾构隧道管片环纵向接头抗弯刚度值的不动点迭代确定方法[J]. 夏才初,曾格华,卞跃威. 岩石力学与工程学报. 2014(05)
[9]盾构管片接头非线性转动刚度研究[J]. 吴全立,王梦恕,董新平. 土木工程学报. 2014(04)
[10]沉管隧道接头刚度模型研究[J]. 刘鹏,丁文其,杨波. 岩土工程学报. 2013(S2)
博士论文
[1]基于数字样机的全断面掘进机功能仿真与优化设计关键技术研究[D]. 李刚.东北大学 2013
[2]盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究[D]. 周海鹰.大连理工大学 2011
[3]注浆理论研究及其在公路工程中的应用[D]. 罗恒.中南大学 2010
[4]砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D]. 黄清飞.北京交通大学 2010
[5]基于壳—弹簧模型的盾构衬砌管片受力特性研究[D]. 黄正荣.河海大学 2007
硕士论文
[1]水下隧道盾构施工风险管理研究[D]. 肖春春.兰州交通大学 2017
[2]强透水砂卵石地层盾构管片受力特性研究[D]. 张雪金.西南交通大学 2016
[3]TBM刀盘受力分析及盘形滚刀破岩机理研究[D]. 王超.沈阳建筑大学 2013
[4]地铁盾构隧道管片接头的理论分析及应用研究[D]. 张鹏.北京交通大学 2011
[5]盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站管片—结构接头连接研究[D]. 蔡恒.北京交通大学 2010
[6]铁路盾构隧道管片结构接缝力学行为研究[D]. 任玲.西南交通大学 2010
[7]砂卵石地层土压平衡盾构掘进引起的土体变形及控制方法[D]. 赵旭伟.吉林建筑工程学院 2010
[8]粉土粉砂地层盾构掘进参数优化预测研究[D]. 郭建涛.北京交通大学 2010
[9]城市浅埋暗挖法隧道风险辨识及控制技术研究[D]. 郑知斌.北京市市政工程研究院 2009
[10]盾构机刀具磨损与布局问题分析研究[D]. 裴瑞英.天津大学 2009
本文编号：3006232
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
兰州市轨道交通中心城区线网图
兰州交通大学博士学位论文3图1.3 迎门滩-马滩区间位置示意图迎门滩~马滩区间的人工填土包括路基填土、局部人为取砂坑、建筑场地的回填土、湿地公园人工湖开挖堆土，取砂坑边沿较浅，中部较深，厚度约为0m～14.5m，取砂坑边沿距离线路较近，结构疏松，对隧道洞壁稳定有不利影响，卵石的石英含量为71.61%，如表1.1。卵石的单轴抗压强度为47MPa～110MPa，饱和单轴抗压强度为36MPa～80MPa，大粒径卵石的分布不均匀、强度差异大对隧道盾构法施工影响较大[6]。表1.1迎门滩~马滩区间卵石石英含量统计表试样编号 L-13 L-13 L-13 L-13 L-13 L-13石英含量(%) 64.13 67.63 97.52 72.26 55.85 72.26平均值 71.61奥体中心~世纪大道区间，卵石层分布随机，成层规律不明显，据现场了解到卵石的最大粒径为60cm左右（见图1.4所示）
平均值 71.61奥体中心~世纪大道区间，卵石层分布随机，成层规律不明显，据现场了解到卵石的最大粒径为60cm左右（见图1.4所示），卵石的石英含量为86.92%，如表1.2，天然单轴抗压强度为72～163MPa，饱和单轴抗压强度为59～132MPa[4-5]；图1.4奥体中心~世纪大道区间大粒径卵石表1.2奥体中心~世纪大道区间卵石石英含量统计表试样编号 L-7 L-8 L-9 L-10 L-11 L-12石英含量(%) 69.74 97.94 98.50 61.32 98.64 95.42平均值 86.92奥体中心~世纪大道区间<2-10>卵石层胶结均较差。<3-11>卵石层上部顶板存在一
【参考文献】：
期刊论文
[1]兰州地铁下穿黄河段同步注浆参数控制研究[J]. 杨成,杨志团,赖远明,王旭,刘德仁,罗涛. 兰州交通大学学报. 2019(02)
[2]兰州地铁下穿黄河砂卵石地层中盾构刀具破岩的数值计算[J]. 杨成,赖远明,王旭,高建强,魏周斌. 振动与冲击. 2018(08)
[3]兰州地铁下穿黄河段同步注浆的浆液试验研究[J]. 杨成,徐朝辉,赖远明,王旭. 硅酸盐通报. 2018(01)
[4]富水大粒径砂卵石地层盾构施工适应性研究[J]. 王国富,王建,路林海,李克金,孙捷城,唐卓华. 施工技术. 2017(19)
[5]基于ABAQUS的岩石节理特征对滚刀破岩影响研究[J]. 吴玉厚,田军兴,孙健,何冬梅,张弛,刘敏,赵海峰. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]黏土地层盾构隧道临界注浆压力计算及影响因素分析[J]. 叶飞,苟长飞,毛家骅,杨鹏博,陈治,贾涛. 岩土力学. 2015(04)
[7]沉管隧道接头力学模型及刚度解析表达式[J]. 禹海涛,袁勇,刘洪洲,李贞新. 工程力学. 2014(06)
[8]盾构隧道管片环纵向接头抗弯刚度值的不动点迭代确定方法[J]. 夏才初,曾格华,卞跃威. 岩石力学与工程学报. 2014(05)
[9]盾构管片接头非线性转动刚度研究[J]. 吴全立,王梦恕,董新平. 土木工程学报. 2014(04)
[10]沉管隧道接头刚度模型研究[J]. 刘鹏,丁文其,杨波. 岩土工程学报. 2013(S2)
博士论文
[1]基于数字样机的全断面掘进机功能仿真与优化设计关键技术研究[D]. 李刚.东北大学 2013
[2]盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究[D]. 周海鹰.大连理工大学 2011
[3]注浆理论研究及其在公路工程中的应用[D]. 罗恒.中南大学 2010
[4]砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D]. 黄清飞.北京交通大学 2010
[5]基于壳—弹簧模型的盾构衬砌管片受力特性研究[D]. 黄正荣.河海大学 2007
硕士论文
[1]水下隧道盾构施工风险管理研究[D]. 肖春春.兰州交通大学 2017
[2]强透水砂卵石地层盾构管片受力特性研究[D]. 张雪金.西南交通大学 2016
[3]TBM刀盘受力分析及盘形滚刀破岩机理研究[D]. 王超.沈阳建筑大学 2013
[4]地铁盾构隧道管片接头的理论分析及应用研究[D]. 张鹏.北京交通大学 2011
[5]盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站管片—结构接头连接研究[D]. 蔡恒.北京交通大学 2010
[6]铁路盾构隧道管片结构接缝力学行为研究[D]. 任玲.西南交通大学 2010
[7]砂卵石地层土压平衡盾构掘进引起的土体变形及控制方法[D]. 赵旭伟.吉林建筑工程学院 2010
[8]粉土粉砂地层盾构掘进参数优化预测研究[D]. 郭建涛.北京交通大学 2010
[9]城市浅埋暗挖法隧道风险辨识及控制技术研究[D]. 郑知斌.北京市市政工程研究院 2009
[10]盾构机刀具磨损与布局问题分析研究[D]. 裴瑞英.天津大学 2009
本文编号：3006232
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3006232.html
