南水北调东干渠某标段土压平衡盾构施工关键技术研究

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1、中文图书分类号：U455.44密级：公开UDC：624学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：南水北调东干渠某标段土压平衡盾构施工关键技术研究论文作者：苑庆韦学科：土木工程指导教师：龚秋明论文提交日期:2015.07.02UDC：624学校代码：10005中文图书分类号：U455.44学号：S201204107密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：南水北调东干渠某标段土压平衡盾构施工关键技术研究英文题目：KEYTECHNOLOGICALSTUDYOFEARTHPRES

2、SUREBALANCESHIELDCONSTRUCTIONINATUNNELSECTIONOFTHESOUTHTONORTHWATERDIVERSIONPROJECTOFBEIJING论文作者：苑庆韦学科：土木工程研究方向：岩土工程申请学位：工学硕士指导教师：龚秋明教授所在单位：建筑工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

3、包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：苑庆韦日期：2015.07.02关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：苑庆韦导师签名：龚秋明日期：2015.07.02摘要摘要随着我国城市隧道工程的迅速发展，土

4、压平衡盾构法以施工速度快、劳动强度低、对环境影响小、施工经济等优点得到了广泛的应用,成为软土地基隧道施工的首选，并在技术和经济上取得了良好的效果。但是在土压平衡盾构施工过程中仍然存在着一些问题，如盾构机推进速度、推力、舱内土压、刀盘转速、出土量和螺旋输送机转速间的相互关系、刀盘阻塞及出土不畅、土仓压力如何取值才能使掌子面保持平衡、同步注浆压力与注浆量控制、施工过程中的地层位移等。本文以北京市南水北调东干渠某标段土压平衡盾构施工为工程背景，对施工过程中开挖渣土改良、掌子面压力取值和地层位移变化规律进行了研究。具体研究

5、内容及获得的结论如下：①渣土改良实验。设计了一系列渣土改良室内试验，分别对细中砂和粉质粘土进行土体改良优化试验，得到细中砂最佳泡沫注入比为8%，粉质粘土的最佳泡沫注入比为30%，并根据现场混合地层细中砂和粉质粘土的体积不同确定最佳泡沫注入比参数为22%。②掌子面压力理论计算。运用不同的土仓压力计算理论，得到优化后盾构开挖面压力取值范围为100-150KPa。③地层位移变化监测。对地表位移、土体竖向位移、土体水平位移和盾构机实时工作参数进行了监测。得到地层竖向位移变化过程分为三个阶段，隆起阶段、快速沉降阶段、缓慢沉降

6、阶段；隧道方向水平位移变化也分为三个阶段，先向盾构前进方向变化、然后再反方向变化、最后又向盾构前进方向变化；盾构机总推力、土仓压力和刀盘扭矩成正相关关系，盾构参数的变化对地层位移有着明显的影响。④地层位移变化数值模拟。本文运用FLAC3D软件对实际监测段盾构施工过程地层位移变化进行数值模拟计算。模拟得到的地层位移变化规律与实际位移变化规律相似。本文的结论对实际工程具有参考意义，可以为类似地层土压平衡盾构施工提供借鉴。关键词：土压平衡盾构；渣土改良；土仓压力；地层位移；数值模拟IABSTRACTABSTRACTWit

7、htherapiddevelopmentofurbantunnelproject,EPBshieldmachineinconstructionspeed,lowlaborintensity,lessimpactontheenvironment,constructionandeconomicadvantageshavebeenwidelyusedasthepreferredsoftgroundtunnelconstruction,andtechnicalandeconomicgoodofthegoodresultsa

8、chieved.ButintheEPBshieldconstructionprocesstherearestillsomeproblems.Mainlyinclude:therelationshipbetweentheshieldmachineforwardspeed;thrust,cabinearthpressure,cutterspeed,excavat