悬臂式掘进机铣挖法隧道掘进工艺及适应性研究
发布时间：2021-11-28 09:53
大连滨海大道同香山庄隧道段地质条件复杂,围岩软弱,节理发育,地表存在建筑物群,对施工的扰动控制要求很高,因此该段工程要求采用悬臂式掘进机进行开挖。悬臂式掘进机铣挖隧道施工法,对围岩扰动小,施工相对安全且铣挖面光滑平整,有利于施做支护。然而采用悬臂式掘进机铣挖法施工也存在着围岩强度适应性低,工艺流程不合理,配套工艺不完善等问题,难以发挥悬臂式掘进机的优势。为了解悬臂式掘进机铣挖法的隧道的适应性,本文结合大连滨海大道同香山庄隧道段工程实际,以控制隧道施工对围岩扰动为研究出发点,兼顾工程施工效率及工程造价,利用有限差分岩土计算软件FLAC3D,对本段隧道全断面施工的5种步序路径及另外3种工法进行模拟分析,研究不同工法及步序路径的围岩变形规律。主要研究工作及取得的成果有:（1）在国内外软弱围岩隧道施工技术以及铣挖法施工技术的研究成果上,对影响悬臂式掘进机铣挖隧道施工适应性的因素进行了讨论,提出适用于悬臂式掘进机铣挖法的围岩分级方法。（2）采用FLAC3D对隧道的铣挖施工进行仿真模拟,以梯度荷载释放法模拟悬臂式掘进机施工过程,分析比较不同步序路径对围岩的扰动,得出最佳步序路径为水平循环步序路径。...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２岩石掘进机类型示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??
形成碎碴土。将截割头在作业时的运动形式分为截割和进给，研究单个截齿的岩石??截割过程，可将截齿截割破岩的过程分为四个典型阶段??变形阶段如图２．１?（ａ）所示。将截齿的齿尖视为具有一定曲率，是一个类球体，根??据赫兹剪应力分布理论可知，在岩石和截齿齿尖接触点上的剪应力将为零，该点附近岩??石上的剪应力，随着离接触点距离增加，先增后降，最大值会在附近岩石上的某点达到，??最大拉应力则出现在齿尖和岩石接触面的上边界旁边的某点。??裂纹发展阶段如图２．１?（ｂ）所示。随着截割力逐渐增大，截齿作用在岩石上，对岩??石的产生的拉应力达到并大于岩石抗拉强度时，接触点上的岩石将会在拉应力的作用下??被拉开，从而出现赫兹裂纹；当作用在接触点上的剪应力大于岩石的抗剪强度时，该处??的岩石会被错开，从而出现剪切裂纹。??压密核形成阶段如图２．１?（ｃ）所示。随着截割力的继续增加，剪切裂纹和赫兹裂纹??将进一步发生扩展
图２．２铣挖实验??Ｆｉｇ．?２．２?Ｍｉｌｌｉｎｇ?ａｎｄ?Ｄｉｇｇｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铣挖法在软弱围岩短小隧道群中的应用[J]. 毛佳兴. 国防交通工程与技术. 2017(05)
[2]隧道下穿南明河施工方案比选研究[J]. 李红卫,陈发达. 公路交通科技(应用技术版). 2017(09)
[3]浅埋暗挖隧道铣挖开挖方法研究[J]. 方华,顾鑫杰. 工程建设. 2017(03)
[4]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[5]EBZ260悬臂式掘进机自动化改造[J]. 许秀芳,王亮,安栋. 煤矿机械. 2017(02)
[6]铣挖施工技术在大断面软岩隧道施工中的应用[J]. 赵慧君,李永. 公路. 2016(08)
[7]铣挖法隧道围岩分级方法研究[J]. 吴东鹏,杨新安. 现代隧道技术. 2016(04)
[8]EBZ135悬臂式掘进机装运系统的设计与研究[J]. 黄丽琴,廉自生. 机械工程与自动化. 2015(05)
[9]铣挖机在城市暗挖隧道施工中的应用[J]. 杜以臣. 铁道建筑技术. 2015(02)
[10]我国隧道掘进机产业现状与发展展望[J]. 俞琚. 建设机械技术与管理. 2015(01)
博士论文
[1]浅埋隧道围岩稳定性分析与施工关键技术研究[D]. 项志敏.中南大学 2012
硕士论文
[1]隧道铣挖法铣挖参数及施工振动数值模拟研究[D]. 肖杨.西南交通大学 2016
[2]掘进机镐形截齿磨损机理及其影响因素研究[D]. 宇祺.太原理工大学 2016
[3]软弱破碎巷道围岩深浅承载结构力学分析及稳定控制[D]. 张小波.安徽理工大学 2014
[4]矿山法修建城市隧道的施工力学行为及工程环境影响研究[D]. 钟广.中国铁道科学研究院 2013
[5]深部开采围岩稳定性影响因素和合理支护分析[D]. 刘杭杭.安徽建筑大学 2013
[6]软弱围岩隧道铣挖与钻爆开挖联合施工技术研究[D]. 王新明.中南大学 2012
[7]高应力硬岩镐形截齿截割破岩研究[D]. 李勇.中南大学 2012
[8]TBM法与钻爆法技术经济对比分析[D]. 周小松.西安理工大学 2010
[9]软弱破碎围岩地铁隧道掘进机施工力学研究[D]. 骆驰.西南交通大学 2009
[10]厦门国际旅游码头小半径大断面隧道修建技术研究[D]. 肖勇刚.西南交通大学 2009
本文编号：3524210
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２岩石掘进机类型示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??
形成碎碴土。将截割头在作业时的运动形式分为截割和进给，研究单个截齿的岩石??截割过程，可将截齿截割破岩的过程分为四个典型阶段??变形阶段如图２．１?（ａ）所示。将截齿的齿尖视为具有一定曲率，是一个类球体，根??据赫兹剪应力分布理论可知，在岩石和截齿齿尖接触点上的剪应力将为零，该点附近岩??石上的剪应力，随着离接触点距离增加，先增后降，最大值会在附近岩石上的某点达到，??最大拉应力则出现在齿尖和岩石接触面的上边界旁边的某点。??裂纹发展阶段如图２．１?（ｂ）所示。随着截割力逐渐增大，截齿作用在岩石上，对岩??石的产生的拉应力达到并大于岩石抗拉强度时，接触点上的岩石将会在拉应力的作用下??被拉开，从而出现赫兹裂纹；当作用在接触点上的剪应力大于岩石的抗剪强度时，该处??的岩石会被错开，从而出现剪切裂纹。??压密核形成阶段如图２．１?（ｃ）所示。随着截割力的继续增加，剪切裂纹和赫兹裂纹??将进一步发生扩展
图２．２铣挖实验??Ｆｉｇ．?２．２?Ｍｉｌｌｉｎｇ?ａｎｄ?Ｄｉｇｇｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铣挖法在软弱围岩短小隧道群中的应用[J]. 毛佳兴. 国防交通工程与技术. 2017(05)
[2]隧道下穿南明河施工方案比选研究[J]. 李红卫,陈发达. 公路交通科技(应用技术版). 2017(09)
[3]浅埋暗挖隧道铣挖开挖方法研究[J]. 方华,顾鑫杰. 工程建设. 2017(03)
[4]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[5]EBZ260悬臂式掘进机自动化改造[J]. 许秀芳,王亮,安栋. 煤矿机械. 2017(02)
[6]铣挖施工技术在大断面软岩隧道施工中的应用[J]. 赵慧君,李永. 公路. 2016(08)
[7]铣挖法隧道围岩分级方法研究[J]. 吴东鹏,杨新安. 现代隧道技术. 2016(04)
[8]EBZ135悬臂式掘进机装运系统的设计与研究[J]. 黄丽琴,廉自生. 机械工程与自动化. 2015(05)
[9]铣挖机在城市暗挖隧道施工中的应用[J]. 杜以臣. 铁道建筑技术. 2015(02)
[10]我国隧道掘进机产业现状与发展展望[J]. 俞琚. 建设机械技术与管理. 2015(01)
博士论文
[1]浅埋隧道围岩稳定性分析与施工关键技术研究[D]. 项志敏.中南大学 2012
硕士论文
[1]隧道铣挖法铣挖参数及施工振动数值模拟研究[D]. 肖杨.西南交通大学 2016
[2]掘进机镐形截齿磨损机理及其影响因素研究[D]. 宇祺.太原理工大学 2016
[3]软弱破碎巷道围岩深浅承载结构力学分析及稳定控制[D]. 张小波.安徽理工大学 2014
[4]矿山法修建城市隧道的施工力学行为及工程环境影响研究[D]. 钟广.中国铁道科学研究院 2013
[5]深部开采围岩稳定性影响因素和合理支护分析[D]. 刘杭杭.安徽建筑大学 2013
[6]软弱围岩隧道铣挖与钻爆开挖联合施工技术研究[D]. 王新明.中南大学 2012
[7]高应力硬岩镐形截齿截割破岩研究[D]. 李勇.中南大学 2012
[8]TBM法与钻爆法技术经济对比分析[D]. 周小松.西安理工大学 2010
[9]软弱破碎围岩地铁隧道掘进机施工力学研究[D]. 骆驰.西南交通大学 2009
[10]厦门国际旅游码头小半径大断面隧道修建技术研究[D]. 肖勇刚.西南交通大学 2009
本文编号：3524210
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