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高强度基岩爆破预处理泥水盾构掘进特征研究
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U455.43[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院, [2]北京城建设计发展集团股份有限公司, [3]中铁隧道集团有限公司
  • 相关基金:国家科技支撑计划课题(2012BAK24B02);国家自然科学基金项目(51008309)
中文摘要:

泥水盾构在高强度基岩地层中掘进,盾构自身刀具无法有效破岩,采用基岩爆破预处理的控制钻爆法能严格控制破碎碴块体量,提高刀具破岩能力,但盾构施工过程中,掘进参数与岩石之间关系非常复杂。以台山核电站取水隧道为背景,对现场获得的工作数据进行挖掘,分析基岩爆破前后地层中盾构刀盘推力、刀盘扭矩及掘进速度的参数的选用特点。在此基础上,引入参数转换量FPI、TPI指数及比能进行研究,研究表明,未经处理基岩地层,岩石强度过高,刀盘推力先达到最大值,但切深很浅,扭矩很难发挥最大能力;经爆破处理后,基岩岩体受到不同程度破碎,盾构机推力及扭矩能有效发挥其功能,掘进效能提高。因此,在盾构机的工作负荷范围内,应依据基岩岩体破碎效果,调整刀盘推力和扭矩,使之更好地适应地层,力争达到高效安全的掘进目的。

英文摘要:

The shield cutter cannot effectively break the rock with the slurry shield tunneling in the high-strength granites, while pretreatment of the bedrock by controlled blasting can strictly control the broken block size to enhance stronger rock breaking capacity, but the relationship between tunneling parameters and rock is very complicated during shield construction. Based on the intake tunnel of Taishan Nuclear Power Station, the field parameters are studied to analyze selection features of thrust force and torque of cutter head and tunneling rate. On this basis, the parameter conversion indices FPI, TPI and specific energy are introduced for analysis. The results show that the rock is too hard in the high-strength granites, the thrust force is close to its peak value, however the penetration is lower, it is too difficult to give full play of the torque capacity of the cutter head. The bedrock is destroyed by blasting to a certain extent, thus the slurry shield can take full advantage of its torque force as well as the thrust. In this situation, the tunneling performance is improved. Therefore the thrust and torque are adjusted to better adapt to the strata within the workload scope of the shield machine according to the fragmentation effect of blasting so as to achieve efficient and safe excavation.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826