盾构掘进参数的意义与相互关系

第 34 周工作报告曾凡宇一、工作概述（一）工程现阶段进展香港路土体加固，赵家条站盾构始发工作，惠济路与赵家条段收尾段推进与接受准备工作。（二）主要工作内容了解盾构推进各参数之间的关系，探讨工程实际中出现的问题与盾构参数的选定之间的因果关系。分析统计数据并与相关论文做对比，观察盾构出洞过程。下文将所见所得分类逐一叙述。二、盾构掘进参数的意义与相互关系（一）盾构掘进各参数的概念1. 掘进参数的选择依据地质情况判断，盾构机当前状态，地面监测结果反馈，盾构机姿态。2. 掘进（1） ）推进油缸的压力：控制盾构机前进和转向。（2） ）推进油缸的行程：指油缸伸出的伸长量。（3） ）速度：即掘进速度，以总推力和刀盘扭矩为参考量。（4） ）总推力：推进油缸的总推力。（5） ）出土量： 43 方，可由盾构机开挖直径得出。精品资料2.刀盘（1） ）转速与扭矩：正常情况转速参考扭矩。 3.环流（略）4.土舱压力其设定应由工程师决定， 有以下两个原则： 密封土舱内的土压力应可以维持刀盘前方开挖面的稳定， 不致于因土压偏低造成土体塌陷、地下水流失； 也不致于因土压偏高造成土体表面隆起、 地表建筑设施破坏等。 密封土舱内的土压力应尽可能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，最大限 度地降低掘进成本。（2） ）调整：若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：加快螺旋输送机的转速，增加出渣速度，降低渣仓内渣土的高度；适当降低推进油缸的推力；降低泡沫和空气的注入量， 适当的排出一定量的空气或水。若压力小时可以采取相反措施。（二）统计分析1. 扭矩与总推力的统计关系表精品资料图 1图 2分析：（1） ）图 1 两者基本吻合线性关系。可见是符合直接经验的。（2） ）图 2 中刀盘转速的波动变化程度最小，与施工过程中的人为控制情况相吻合；掘进速度、 贯入度的波动程度最大， 应是由于地质情况的差距而对掘进产生了重要影响。同时，除了出洞阶段，两者的波动基本同步，而出洞阶段的不同是由于自身的特殊性。2. 由各项参数频数分布直方图得均近似服从正态分布精品资料3. 刀盘转速与掘进速度的关系图 3可得两参数间匹配特性很弱，因此在实际工程中，其设定主要由各个因素考量的施工经验得出，人为控制因素比较大。4.刀盘扭矩与刀盘转速的关系之前图表指出推进速度随着刀盘转速的增大而增大，且大部分转速趋于恒定，而其推进速度也稳定在某个值附近。再做其两者散点图：图 4成正比关系。但是在散点图上呈现微弱的方向关系。分析原因是操作人员在大扭矩开挖地层中降低刀盘转速，由此出现两者反向增长的现象。5.扭矩与掘进速度的关系图 5刀盘扭矩与推进速度之间近似呈指数形式增加。而推进速度与总推力近似呈线性关系， 意味着此时总推力也是增大的。当千斤顶的推进速度增加， 千斤顶的推力和扭矩也同时增加，这是一个动态的问题。附表： 掘进中参数的参考范围参数名称一般 正 常 范围参数名称一 般 正 常 范围参数名称一 般正 常 范围刀盘转速1.7 2.0rpm1 号土仓压力0 1.8bar2 号铰接位移10 140mm刀盘扭矩220bar 以下2 号土仓压力0.8 2.5bar5 号铰接位移10 140mm螺旋机转速4.0 10rpm3 号土仓压力0.8 2.5bar10 号铰接位移10 140mm螺旋机扭矩螺旋 机舱 门位120bar 以下2004 号土仓压力5 号土仓压力1 3bar1 3bar13 号铰接位移10 140mm1号泡沫液体流移800mm量a 组油缸推力60 140bar螺旋机前舱门土1 3bar2号泡沫液体流压量b 组油缸推力80 160bar螺旋机后舱门土0bar3号泡沫液体流压量c 组油缸推力100 180bar4号泡沫液体流d 组油缸推力80 160bar量1号泡沫气体流量推进速度02号泡沫气体流铰接力80mm/min0100bar量3号泡沫气体流量4号泡沫气体流量（三）各参数与控制工程质量的