【正文】 換 T形鉆頭。 開挖礫層時圍巖中礫石越多，礫徑越大，切削刀的開挖力傳遞到開挖部位周圍，擾動的圍巖范圍就越大，特別是頂部大礫剝落 會引起地面沉降，所以應選擇開挖面穩(wěn)定的可靠施工方法。但泥土充填是否密實，均勻及開挖面土壓的正確檢測都非常重要，同時必須充分注意切削刀形狀，攪拌機械等機械的選擇。由千斤頂推力對這些泥漿加 壓，抵抗開挖面的坍塌力使開挖面穩(wěn)定，因此即使在坍塌性砂層開挖面也是穩(wěn)定的。這三個條件是： 開挖面水壓超過 106Pa 74μ m以下的土粒子含量低于 8% 均勻系數(shù) Uc 低于 6 在上部沒有覆蓋巖層，或覆土層薄且透水系數(shù)大的砂層開挖中，有可能出現(xiàn)地表逸泥，故需要加以注意。雖然泥水式盾構(gòu)機適用于從軟弱地基到砂礫層等廣泛的土層，但也有開挖面坍塌事故發(fā)生。但是，由于泥水式和土壓式盾構(gòu)施工方法的開發(fā)，作業(yè)環(huán)境等到改善，現(xiàn)在已可以安全施工。 砂質(zhì)土 過去，砂質(zhì)土是用盾構(gòu)施工方法難以處理的地層。為此，多采用中心軸支承方式，輪輻切削刀切削且攪拌效果好的泥土加壓盾構(gòu)機。 密封式盾構(gòu)機 一般，在開挖 全線整個開挖面都是洪積粘土的情況非常少，很多情況是夾層中夾有含水砂層，這時選用密封式盾構(gòu)機。在采用壓氣施工法且壓氣壓力較高的情況下，根據(jù)有關(guān)標準算出安全允許作業(yè)時簡非常重要。由于工程施工進度取決于開挖能力，所以研究與土質(zhì)相適應的開挖形式非常重要，對半機械式要注意開挖機械的選擇，而對機械式要注意面板開口率，刀頭形狀和配置等。通常，同時采用壓氣施工的方法。開挖面自穩(wěn)狀況的判斷，可根據(jù)布羅姆斯提出的方法及村山教授的開挖面穩(wěn)定理論公式推算。 洪積粘土 洪積粘土一般 N值大，含水率低，開挖面能夠自穩(wěn)。通常，在開挖腐殖質(zhì)土層時，一般要根據(jù)開挖面穩(wěn)定，維持盾構(gòu)機正確姿勢，防止 地基沉降。腐殖質(zhì)土層開挖必須選擇腐殖土不脫水的施工方法。此外，在沖積層中有一種特殊土層，即超軟弱的 腐殖質(zhì)土層，一般，腐殖質(zhì)土含水率達100%200%以上，有機物含量高，孔隙比大，濕容重為 ,粘著力小，此外，還具有壓縮變形量非常大，發(fā)生時間短，干縮量也非常大的性質(zhì)。根據(jù)隧道標準規(guī)范的盾構(gòu)篇，從應用實例和分析研究的結(jié)果看，即使含砂率和液限指數(shù)相同，由于粒徑，粒度分布不同，有時還是不能斷定可以還是不可以用它來施工，由于其適用土質(zhì)范圍狹窄，故應用時必須根據(jù)土質(zhì)調(diào)查結(jié)果進行充分的研究。 擠壓式盾構(gòu)機（閉胸式） 當整個開挖斷面和施工沿線均是 N值為 05的軟弱粉砂及粘土圍巖時，應采用擠壓式盾構(gòu)施工法。下面就以開挖面穩(wěn)定為中心，介紹盾構(gòu)機對每種主要土質(zhì)的適應性。選型取決于下列各項圍巖條件： 西南 交通大學本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 軟弱流動性的粘土； 易坍塌的砂，砂礫層； 含水砂層，礫層或互層中的承壓含水砂層和礫層； 含大礫石的地層 ； 估計埋有漂木和其他物質(zhì)的地層； 包括硬軟兩種土層的地層。盾構(gòu)機機型是工程成功與否的重要因素，選擇時必須注意如下幾點： 適用于本工程圍巖的機型； 可以合理使用的輔助施工方法； 滿足本工程施工長度和線形的要求； 后續(xù)設(shè)備，始發(fā)基地等施工設(shè)施能與盾構(gòu)機的開挖能力配套； 工作環(huán)境。微型盾構(gòu)機從 工作方式上也有土壓平衡式和泥水式等多種，挖掘方式有機械刀具也有高壓射流，由于洞 徑較小 (一般從 ~ 左右 )，襯砌不象大直徑隧洞用管片拼裝，而一般用預制管件由設(shè) 在豎井處的頂管裝置頂進，微型盾構(gòu)機掘進時的推力也來自頂管裝置。其推進 靠設(shè)在插刀和支承框架之間的液壓缸，將插刀以單插刀或成組插刀方式進行組合。 其工作方式及開挖面穩(wěn)定方法可根據(jù)沿開挖洞線上土質(zhì)情況的變化而進行轉(zhuǎn)換，因此 適應范圍較廣，如一種組合可根據(jù)需要從土壓平衡工作方式轉(zhuǎn)換到泥水加壓式工作方式， 土料輸送由螺旋輸料器轉(zhuǎn)換到由泥漿泵 及管道輸送。 土壓平衡式盾構(gòu)機 通過挖掘下來的土料作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開挖面之間形成泥土室， 刀盤旋轉(zhuǎn)開挖使泥土室土料增加，再由螺旋輸送機旋轉(zhuǎn) 將土料運出，泥土室內(nèi)土壓可由刀 盤旋轉(zhuǎn)開挖速度和螺旋輸料器出土量 (旋轉(zhuǎn)速度 )進行調(diào)節(jié)。 壓縮空氣式盾構(gòu)機還包括局部氣壓式盾構(gòu)機?？?采用人工、半機械或機械方法開挖。 目前國際上常用的盾構(gòu)機械可分為泥水加壓式和土壓平衡式兩大類，遇到較復雜的地 質(zhì)情況也可采用混合式盾構(gòu)機械。 （ 2）需要設(shè)備制造 、 氣壓設(shè)備供應 、 襯砌管片預制 、 襯砌結(jié)構(gòu)防水及堵漏 、施工測量 、 場地布置 、 盾構(gòu)轉(zhuǎn)移等施工技術(shù)的配合，系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)復雜。 （ 3）地面人文自然景觀受到良好的保護，周圍環(huán)境不受盾構(gòu)施工干擾；在松軟地層中，開挖埋置深度較大的長距離、大直徑隧道，具有經(jīng)濟、技術(shù)、安全、軍事等方面的優(yōu)越性。 盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點 西南 交通大學本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 2 頁 盾構(gòu)法隧道優(yōu)點： （ 1）在盾構(gòu)支護下進行地下工程暗挖施工，不受地面交通 、 河道 、 航運 、 潮汐 、季節(jié) 、 氣候等條件的影響，能較經(jīng)濟合理地保證隧道安全施工。自六十年代 開始，英國首創(chuàng)泥水加壓盾構(gòu)后， 日本在泥水加壓盾構(gòu)方面取得了很大進展，而且又出現(xiàn)了一種更新穎的土壓平衡盾溝。本世紀初，盾構(gòu)法在美國和蘇聯(lián)得到發(fā)展，二次世界 大戰(zhàn)后，特別是近二十年來，盾溝在歐洲和日本的發(fā)展速度很快。 6 第 2 章 盾構(gòu)類 機組成及原理 .......................................... 16 盾構(gòu) 機工作原理 .............................................. 16 盾構(gòu) 機的掘進 .......................................... 17 掘進中控制排土量與排土速度 ........................... 17 管片拼裝 ............................................. 17 盾構(gòu)機 組成 .............................................. 17 體 ................................................. 17 ................................................. 17 ............................................. 17 ............................................. 18 管片拼裝機 ............................................ 18 ............................................. 18 ........................................... 19 ............................................. 20 ............................................. 20 第 3 章 土壓平衡盾構(gòu)總體設(shè)計 ........................................ 22 盾構(gòu)的基本構(gòu)造 .............................................. 22 西南 交通大學本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 VII 頁 盾構(gòu)主體參數(shù) ................................................ 25 盾構(gòu)的外徑 D........................................... 25 盾構(gòu)的長度 L........................................... 26 盾殼的厚度δ .......................................... 29 盾尾密封 .............................................. 29 盾構(gòu)的重量 ............................................ 30 推進機構(gòu) .................................................... 31 推 力 .................................................. 31 盾構(gòu)千斤頂 ............................................ 32 鉸接機構(gòu) .................................................... 34 刀盤機構(gòu) .................................................... 35 螺旋輸送機參數(shù)的確定 ........................................ 40 砌塊拼裝機裝置參數(shù)的確定 .................................... 40 回轉(zhuǎn)機構(gòu) .............................................. 41 提升機構(gòu) .............................................. 42 平移機構(gòu) .............................................. 43 拼裝機構(gòu)總功率 ........................................ 44 第 4 章 土壓平衡盾構(gòu)推進系統(tǒng)設(shè)計 .................................... 44 液壓油缸各主要部件的材料選擇、工藝要求、構(gòu)造特點 ............ 44 推進機構(gòu)設(shè)計與布局 .......................................... 46 盾構(gòu)千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu) ...................................... 46 液壓千斤頂在盾構(gòu)內(nèi)應考慮因素 .......................... 47 千斤頂?shù)确?布置 ........................................ 47 推進系統(tǒng)各部分參數(shù)設(shè)計計算 .................................. 48 盾構(gòu)千斤頂?shù)陌惭b根數(shù) .................................. 48 千斤頂沖程 ............................................ 48 液壓系統(tǒng)壓力： ........................................ 49 效率 .................................................. 49 液壓缸的輸出力 vF ..................................... 49 液壓缸的輸出功率 N .................................... 49 液壓缸筒的內(nèi)徑 D ...................................... 50 活塞桿的直徑 d ........................................ 50 計算油缸需 要的工流量 Q ................................ 50 缸筒厚度的計算 ....................................... 50 缸筒底部的厚度 h ..................................... 51 缸蓋的厚度 t的確定 ................................... 51 最小導向長度 H 應滿足以下要求： ....................... 52 液壓缸活塞的寬度 B ................................... 52 缸蓋滑動面的長度 L ................................... 52 確定隔套的寬度 K ..................................... 53 結(jié)論 ............................................................... 54 致謝 ............................................................... 55 參考文獻 ........................................................... 56 西南 交通大學本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 1 頁 第 1 章