复合地层盾构下穿建筑物渣土改良与滚刀寿命预测研究

摘要

随着城市的高速发展，我国各大中城市地铁建设进入高峰期，盾构法因其高效、安全性高、对周围环境影响小等特点而被广泛的使用。在市区经常会遇到盾构下穿建筑的情况，下穿时降低地面沉降，保证建筑物的安全成为重中之重。渣土改良和换刀地点的选取是保证盾构顺利下穿的关键技术。
　　本文根据深圳地铁7号线福民站~皇岗口岸站盾构区间地质情况，确定改良剂、试验样土和渣土改良试验设计，通过坍落度、渗透和电机搅拌试验，得出不同地质情况的最佳泡沫添加比。将试验结果应用到现场进行验证，通过对比渣土改良前后，渣土温度、盾构停机后土仓压力变化和渣土状态，得出试验结果可靠。
　　将试验结果应用到盾构掘进渣土改良中，并记录正面滚刀的磨损量。根据滚刀的工作原理和磨损机理，建立滚刀寿命预测模型；对比滚刀磨损的实测值和模型预测值，两者相差不大，证明该模型是合理的；通过该模型，得出不同安装半径正面滚刀的最大掘进距离，并找出所有滚刀中最短掘进距离。再根据下穿建筑物段的长度、滚刀最短掘进距离和盾构停机影响范围，确定了最佳换刀地点。
　　盾构下穿时，对地面建筑物沉降、隧道拱顶沉降和水平收敛进行监测，监测结果满足规范要求，盾构顺利掘进，建筑物安全，说明盾构下穿前各项工作准备较充分，渣土改良泡沫添加比和滚刀寿命预测模型准确。
　　本文提出的渣土改良方案和滚刀寿命预测模型，降低了盾构下穿建筑物的风险。研究成果可以很好的与实际盾构施工结合起来，为今后类似工程起到指导作用。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2土压平衡盾构的基本构造和施工原理

1.3土压平衡盾构土体改良技术

1.4刀具寿命预测

1.5土体改良和刀具磨损预测国内外研究现状

1.6研究内容及方法

2依托工程概况

2.1工程简介

2.2工程地质情况

2.3水文地质情况

2.4 隧道设计及盾构选型

2.5 地层特性分析

2.6 本章小结

3 渣土改良试验研究

3.1 土体改良技术理论基础

3.2 渣土改良剂确定

3.3 试验样土的选取

3.4 渣土改良试验设计

3.5 泡沫添加比确定

3.6 现场试掘进验证

3.7 本章小结

4 滚刀寿命预测模型

4.1盘形滚刀分类

4.2盘形滚刀失效形式及原因

4.3预防滚刀非正常磨损的措施

4.4滚刀破岩过程及磨损机理

4.5滚刀寿命预测模型

4.6滚刀寿命预测模型实例验证

4.7本章小结

5 施工监测

5.1地面建筑物沉降监测

5.2隧道拱顶沉降和水平收敛监测

5.3本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果