土压平衡盾构改良砂卵石土的输送性能研究

作者：杨益; 李兴春; 李兴高^*; 蔡志勇; 刘**

来源：隧道建设 (中英文), 2021, S2: 299-305.

• 土压平衡盾构
• 砂卵石地层
• 渣土改良
• 输送性能
• 离散元法

大直径盾构在砂卵石地层中掘进时,易出现开挖面失稳、排土不畅、螺旋输送机卡死以及卵石沉舱等工程问题;而且,砂卵石地层易造成盾构刀盘及螺旋输送机转矩过大等情况。因此,对砂卵石土的流动性改良要求愈加苛刻。本文通过室内试验,得到砂卵石土的合理改良参数;以试验结果为依据,采用离散元法标定了改良砂卵石土的流动特性;并采用软件Solid Works建立土舱和螺旋输送机三维模型;利用离散元软件EDEM模拟改良砂卵石土在土舱及螺旋输送机内的输送性能。通过计算得出以下结论:1)当采用20%泡沫注入比对砂卵石土进行改良时,塌落度值为14.8 cm,流动性和保压能力均较为理想。2)土舱内渣土流速以螺旋机开口为顶点呈现倒三角形分布,土舱中间的倒三角区域流速较快,在2～8 cm/s,而土舱两侧的渣土流速较慢,速度基本在2 cm以下。3)螺旋输送机内颗粒压力远小于土舱内的压力,说明砂卵石土流动性欠佳,螺旋叶片阻隔了大部分的土舱内压力。4)砂卵石颗粒的运动与螺旋叶片并不同步,颗粒速度较叶片转速更慢,导致螺旋输送机的出渣效率在44.5%～47.7%。

• 单位
  中交隧道工程局有限公司; 北京交通大学; 建筑工程学院; 北京市政建设集团有限责任公司