浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究

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1、万方数据中图分类号卫21UDC鱼2垒学校代码!Q堇三三密级公珏浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究StudyonFaceStabiJLityandThnneUngParametersofShaUowSlurl’yShield-DriVenTunnelinPe珊eableCompositeStrata国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CBOl3802)中铁隧道集团科研项目作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：曹成勇土木工程隧道与地下工程土木工程学院施成华副教授彭立敏教授论文答辩日期二哟答辩委员会主席中南大学201

2、4年5月万方数据学位论文原创性声明10舢咖删舢Ⅲ舢0Ⅷ10Y2685231本人郑重声明，所呈交的学位论文是本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，除了论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，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：耍运国日期：盈缸年』月监日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并

3、向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：导师签名墼万方数据硕士学位论文摘要浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究摘要：近年来，泥水盾构被越来越广泛地应用于城市地铁的越江隧道建设中。然而，针对复杂地质、高水压、埋深浅等特殊状况，如何探清泥水盾构泥膜形成过程的力学机理、保证透水地层盾构开挖面的稳定性、选择合适的盾构掘进参数等，是当前亟待需解决的问题。本文以南昌市轨道交通1号

4、线一期工程秋水广场站～中山西路站区间隧道为工程背景，以国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013802)和中铁隧道集团科研项目为依托，采用理论分析、数值模拟、现场测试以及数理统计等方法，针对浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性与掘进参数等问题进行了较系统的研究。论文主要完成的研究工作如下：(1)从泥水盾构泥膜形成机制入手，建立泥膜形成过程的力学分析模型，推导了泥膜厚度增长速率、泥水盾构开挖面处泥浆滤液流速和单位时间内滤失量的计算公式，并通过对其主要影响因素分析，得到了不同参数下泥膜厚度、开挖面泥浆滤液流速和单位时间内滤失量等的影响规律。(2)基于极限上

5、限法理论，建立浅埋透水地层泥水盾构开挖面稳定性的理论分析模型，推导了考虑渗流条件下浅埋透水地层泥水盾构隧道极限支护压力的计算公式。结合工程实例，采用数值模拟验证了理论计算方法合理性，进而通过对盾构开挖面极限支护压力影响因素的分析，得到了不同参数下盾构开挖面极限支护压力的影响规律。(3)采用数理统计的方法对复合地层泥水盾构掘进参数进行统计分析，获得了不同地层下泥水盾构掘进参数的变化范围以及沿区间纵向的变化规律，并给出了泥水盾构掘进参数的合理控制范围。(4)通过多元回归分析，得到了不同地层段盾构掘进速度和刀盘扭矩的回归数学模型，并将现场实测数据与拟合值对比分析，得出该回归

6、数学模型合理，可以作为盾构掘进速度和刀盘扭矩的预测模型。图59幅，表25个，参考文献85篇关键词：浅埋；透水；复合地层；泥水盾构；泥膜；开挖面稳定；掘进参数分类号：624；620Ⅱ万方数据硕士学位论文StudyonFaceStabili锣andTIIlnneIingPammetersofShaUowSlurrvShield-Driven1'IInnelinPermeabIeCompositeStrataAbstract：Illrecentyears，slur珂shieldismoreandmorewidelyusediIlthecollS仃uctionofriver-

7、crossillgtu皿elsforurbaIlsubway．However，fkillgthespecialconditionsofcomplicatedgeology，highwaterpressure，shallowburieddep吐landsoon'howt0fi雕u．eoutmecha血calmechanismofslurIVmenlt咖efIonnartion口rocessf．orslurryshield，mdkesuref-acestabil毋inwa土erpenneables仃ata，aIldchoosetu珈1eliIlgpara