机械法联络通道用掘进机始发接收密封装置研究

摘要

为解决机械法联络通道掘进机在破除联络通道与主隧道相交处始发接收洞门时因压力泄露而产生的地层失稳、涌水涌砂等问题,对常规联络通道施工方法进行分析研究,并基于土压平衡掘进机的掘进原理,研究设计了一种机械法联络通道用掘进机始发接收密封装置。建立了密封装置扭转剪切与轴向拉伸复合力学模型及关键参数强度校核模型,并利用ANSYS仿真平台对其进行力学性能分析,同时将该装置应用于宁波某联络通道项目。研究结果表明:1)理论仿真分析为合理选取钢套筒外径和壁厚提供了参考依据;2)设计的密封装置结构等效应力大多在100MPa以下,满足强度、刚度等施工荷载要求;3)在始发接收密封装置内建立一定压力以稳定掌子面的方法对于实际施工有积极效果;4)机械法联络通道施工时使用始发接收密封装置能有效缩短工期,提高安全可靠性,同时也可为类似工程设计及施工提供一定参考。