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关于盾构机论文范文写作 土压平衡盾构机在硬岩中掘进适应性分析相关论文写作资料

主题:盾构机论文写作 时间:2024-03-18

土压平衡盾构机在硬岩中掘进适应性分析,本文是一篇关于盾构机论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

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[摘 要]广州市轨道交通七号线8标南村站~中间风机房盾构区间以硬岩为主,通过对盾构机的配置及相关参数的分析,结合盾构在硬岩段的掘进施工情况,探讨土压平衡盾构机在硬岩中掘进的适应性.

[关键词]盾构机;硬岩;掘进;适应性

一、工程概况

广州市轨道交通七号线8标南村站~中间风机房(不含)盾构区间,区间线路最小曲线半径R等于350米,线路纵断面为下坡,最大坡度.26%.,线路埋深12 04m~36.73m隧道顶覆土7.86m~32.55m.线路主要穿过<7>强风化泥质粉砂岩、<8>中风化泥质粉砂岩、<6Z>混合花岗岩全风化带、<7Z>混合花岗岩强风化带、<8Z>混合花岗岩中风化带、混合花岗岩微风化带等.

<8Z>中风化混合花岗岩:灰 、褐黄,细粒花岗变晶结构,条带状构造.裂隙发育,岩体破碎,岩芯呈碎块状局部短柱状,岩质较硬.天然单轴极限抗压强度值为11.43~58.30Mpa,平均值为26.76Mpa.<9Z>微风化混合花岗岩:浅灰、灰白色、青灰色,花岗变晶结构,条纹、条带构造.局部裂隙较发育,岩芯呈柱状,局部机械破碎呈碎块状,RQD为50-90%,岩质坚硬.天然单轴极限抗压强度值为26.4-107.3Mpa,平均值为73.0Mpa.

盾构区间左线长1678.269m,硬岩地层962.57m,占左线线路的57.35%;盾构区间右线长1703.560m,硬岩地层776.806m,占右线线路的45.6%.

地下水水位普遍较浅,局部埋藏较深,稳定水位埋深为1.0~3.6m,地下水位的变化和地下水的赋存、补给及排泄关系密切.每年5-10月为雨季,大气降水充沛,水位会明显上升,而在冬季因降雨减少,地下水位随之下降,年变化幅度为2.5-3.0m.

二、土压平衡盾构机情况

本标段选用的S475、S476两台盾构机先后于2008年8月、10月从广州海瑞克隧道机械有限公司出厂.两台盾构机均为液压驱动式土压平衡盾构机,具有高转速、大推力和大扭矩的特点,可以用于复合地层隧道掘进施工.盾体中盾和尾盾之间采用铰接连接,便于在曲线上掘进.盾构机配备有适用该标段地层掘进的刀具、渣土改良系统、完善的人仓和保压系统、同步注浆系统和二次注浆系统,且人仓位于中隔板的上部,以方便刀具更换.

2.1盾构机的构成

盾构机由主机及后配套辅助系统构成.主机包括刀盘、刀盘驱动、盾体、推进系统、操作室、人闸、螺旋输送机、管片拼装机等.后配套系统包括出渣系统、渣土改良系统、管片运输系统、同步注浆系统、液压系统、油脂系统、控制系统、供电系统、压缩空气系统、水循环系统和通风系统等.

2.2盾构机的相关参数

盾构机刀盘设计为辐条面板式,开口率为28%(全盘滚刀安装时),开挖直径为6280mm.配置64把齿刀,31把单刃滚刀,4把双刃滚刀,8把边刮刀,1把超挖刀.

其中单刃滚刀和双刃滚刀可以更换为羊角刀,刀盘有液压马达来驱动最大转速可达4.5mm,额定扭矩为4500KNm.脱困扭矩为5300KNm.

盾构机的管片设计为外径6000mm,内径5400mm,管片长度1500mm.

渣土运输系统为螺旋输送机加皮带输送.螺旋输送机最大扭矩224KNm.理论出土量385m/h3,通过卵石尺寸直径290mm.

盾构推进系统有10组双油缸和10组单油缸组成,总推力可达34210KN,行程为2000mm.

管片拼装系统为液压驱动式拼装机,有6个自由度,可以正负200度旋转.

人闸系统有两个主副人仓保压系统组成,工作压力可达3bar.有良好的保压性能,可以进行带压作业.

盾尾密封装置为三道钢丝刷组成的两腔式油脂密封.

盾尾和中盾的铰接密封为橡胶唇形密封,可通过调节压紧块来调整密封压力,并有紧急气囊可在唇形密封失效时紧急充气防止铰接渗漏.

同步注浆系统有两台KSPl2泵(每台泵注浆能力为10m3/h)实现同步注浆,在盾尾有4个+4个备用注浆口.

盾构机配有一套二次注浆系统,可实现双液浆或单液浆的注入.

渣土改良系统有泡沫系统和泥浆(膨润土)注入系统组成,两个系统相互独立.泡沫注入口刀盘4个,压力仓壁4个,螺旋输送机6个,最大泡沫注入量10m3/h.膨润土刀盘有4个注入点,泵流量10m3/h.

装机总功率约为1630KW,总长度约为80m.

三、盾构机的适应性分析

3.1刀盘及刀具的适应性分析

本区间盾构机多次通过<8Z>混合花岗岩中风化带、混合花岗岩微风化带地层.<8Z>中风化混合花岗岩:天然单轴极限抗压强度值为11.43~58.30MDa,平均值为26.76Mpa.<9Z>微风化混合花岗岩:天然单轴极限抗压强度值为26.4~107.3MDa,平均值为73.0Mpa.施工过程中,经取芯实测岩石抗压强度值122MDa,石英含量高达40~45%.

(1)刀盘结构设计为带有进料口的切割式圆盘,带有4条支撑臂的厚壁法兰板支座用来连接主驱动和刀盘,在刀盘后部装有一个旋转接头装置,将盾体内的泡沫剂等液体供给旋转的刀盘.刀盘设计充分考虑了本段岩石较硬的特点,在磨损较多的部位,如刀盘进土口、刀盘开挖面、搅拌棒、刀盘边缘等处,大量堆焊了网格状耐磨硬质合金.并在刀盘轮缘上设计了3道耐磨合金环,大大提高了刀盘的耐磨性能和使用寿命.

(2)在本标段地层下,刀盘上安装有64把齿刀,8把边刮刀,31把单刃滚刀,4把双刃滚刀,1把超挖刀.我部采用标准钢刀圈滚刀,滚刀的承载力为25t,适应掘进的岩石强度为50~150MPa,高于本标段岩石的最高强度.刀具在刀盘上的超前量较大,正面滚刀的超前量为175mm,齿刀超前量为140mm,滚刀高出齿刀35mm.以便在硬岩地段掘进时保护齿刀和刮刀.滚刀和齿刀层次间距为40mm,滚刀的轨迹间距为10~100mm,利于硬岩的破碎.该刀具配置能满足对地层的破岩要求.

结论:关于盾构机方面的论文题目、论文提纲、世界上最大盾构机直径论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

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