基于砂卵石地層的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、由于土壓平衡（EPB）式盾構(gòu)機(jī)施工安全可靠、效率高，因此在隧道和地鐵建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。砂卵石地層是諸多復(fù)雜地層之一，在我國(guó)分布比較廣，具有一定的代表性。本論文以砂卵石地層條件下盾構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)為目標(biāo)，對(duì)該地層條件下刀盤設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、刀具選型及布置、盾構(gòu)載荷配置等方面進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容可歸納為以下五部分。
　　第一部分，分析砂卵石地層的特點(diǎn)，結(jié)合該地層工程施工案例，給出砂卵石地層刀盤設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
　　第二部分，在分析刀盤的功能和失效

2、形式的基礎(chǔ)上，建立刀盤設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則和刀盤的強(qiáng)度、剛度計(jì)算模型。通過分析，得出云腿和軸承法蘭連接處是刀盤應(yīng)力最大位置，為刀盤性能評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。
　　第三部分，首先，在各類盾構(gòu)刀具功能和特點(diǎn)的分析基礎(chǔ)上給出了砂卵石地層刀具選型概要。其次，通過分析刀具破巖機(jī)理，建立切刀和滾刀的受力分析模型。再次，在采用阿基米德螺旋線進(jìn)行刀具布置的前提下，以刀盤受力和刀具壽命為研究目標(biāo)，對(duì)基于刀盤受力平衡和刀具磨損量均勻的切刀布置方法進(jìn)行了研究。最后，

3、結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)所用刀盤進(jìn)行切刀布置計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和實(shí)際布刀情況相一致，驗(yàn)證了砂卵石地層切刀布置方法的合理性。
　　第四部分，通過對(duì)砂卵石地層條件下刀盤推力和扭矩組成要素的分析，對(duì)盾構(gòu)推力和扭矩計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，建立了與地質(zhì)參數(shù)相關(guān)的計(jì)算模型，并與慣用算法進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明計(jì)算結(jié)果更加精確。在滿足盾構(gòu)施工要求的前提下有效避免材料的浪費(fèi)。
　　第五部分，首先，利用建立的刀盤強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線區(qū)間所用盾構(gòu)刀盤進(jìn)