盾构施工控制对刀盘扭矩及地表沉降影响试验研究

作者:黄大维; 石海斌; 徐长节; 罗文俊; 熊昊; 李雪
来源:铁道学报, 2022, 44(11): 154-160.
DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2022.11.019

摘要

盾构施工控制合理与否直接关系到开挖面稳定及施工安全,施工控制不当将影响盾构机的工作状态,进而加大对周围环境扰动。通过自主研发的缩尺模型盾构机开展试验研究,分析盾构渣土输出对刀盘扭矩及地表沉降的影响,结果表明:盾构施工过程中的出土率直接影响土舱内的饱满度,进而影响刀具与开挖面相互作用的占比,当出土率小于1时,出土率越大,刀盘与开挖面的摩阻系数越大,刀盘扭矩也越大;刀盘开口率越大,刀盘与开挖面的相互作用面积越小,因此刀盘扭矩越小;当出土率小于1时,出土率对地表沉降影响较小;当出土率大于1时,出土率增大导致地表沉降增加显著;由于刀盘开挖直径大于盾壳外径,由此将导致一定的地表沉降。基于盾构渣土输出控制的重要性,最后提出对盾构渣输出质量进行实时监测的建议;在松散软弱地层中施工时,建议盾构机刀盘不必大于盾壳外径。

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