土壓平衡式盾構(gòu)施工閉塞問題的發(fā)生機(jī)理及防治措施研究.pdf

1、近些年來中國城市地鐵建設(shè)迅速發(fā)展,盾構(gòu)施工法作為一種安全而又環(huán)保的施工方法得到了廣泛的使用,另外在黃浦過江隧道,西氣東輸?shù)拇S隧道等工程也在使用盾構(gòu)隧道施工技術(shù).這其中土壓平衡式盾構(gòu)在中國的使用最為普遍,成為地鐵隧道施工技術(shù)的主流.土壓平衡式盾構(gòu)施工成功的關(guān)鍵是要將開挖面切削下來的土體在壓力艙內(nèi)調(diào)整成一種"塑性流動狀態(tài)".但是,如果地層是粘粒含量較少的卵石層、砂土地層、風(fēng)化巖地層,進(jìn)入壓力艙的土體就很難形成這種"塑性流動狀態(tài)",從而嚴(yán)重

2、阻礙施工進(jìn)程甚至造成施工事故,閉塞就是常見的一種施工障礙,已經(jīng)引相關(guān)方面的重視.目前關(guān)于閉塞的研究普遍存在幾個盲區(qū):1)對閉塞的定義,即究竟在盾構(gòu)的掘進(jìn)中哪些發(fā)生的現(xiàn)象是閉塞;2)閉塞的發(fā)生機(jī)理,即閉塞到底是如何發(fā)生的;3)影響閉塞發(fā)生的主要影響因素;4)閉塞發(fā)生后應(yīng)該如何有針對性的采取處理措施.對于以上四點(diǎn),國內(nèi)外的研究幾乎是空白,雖然在不少施工實(shí)例中出現(xiàn)過對閉塞現(xiàn)象的關(guān)注,但是沒有去探究它的發(fā)生條件、影響因素與壓力艙土體的內(nèi)在聯(lián)系,

3、對閉塞采取的防治更是普遍依靠工程經(jīng)驗(yàn),既影響工期又增加投資.該文針對以上種種問題,作了以下方面的工作:1)闡明了土壓平衡式盾構(gòu)壓力艙土體的初始狀態(tài)和理想狀態(tài),并對常見施工故障的機(jī)理進(jìn)行了簡單的分析;2)通過對盾構(gòu)壓力艙土體受力狀態(tài)分析,建立壓力艙土體成拱模型,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了壓力艙土體成拱系數(shù)λ的表達(dá)式;通過分析壓力艙土體成拱系數(shù)λ,探討了閉塞這種施工難題的發(fā)生機(jī)理和發(fā)生條件;對影響閉塞的一些相關(guān)參數(shù),分析了其敏感性,為有效的防治閉塞提