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深圳复合地层Φ7m盾构掘进参数与地层相关性研究

李正  
【摘要】:我国华南沿海城市广泛分布有软硬不均的复合地层,盾构隧道在这类复合地层的施工存在很大的困难。深圳地铁11号线车公庙站~红树湾站(车~红区间)和南山站-前海湾站(南~前区间)首次采用国产Φ7m土压平衡盾构进行施工,本文在收集和整理这两个区间工程地质资料和盾构掘进参数的基础上,对盾构掘进参数与地层参数的相关性进行了研究,主要研究内容和取得的成果如下:(1)通过调研车~红与南~前两个区间的地勘资料,查明了隧道穿越的主要地层及分布,并对隧道沿线的人工堆积层、软弱土层、液化砂层、残积土层、差异风化复合地层、微风化岩突起、硬岩地层、断层破碎带、球状风化孤石等不良地层进行了详细统计,分析了不良地质条件对盾构施工的影响。(2)根据研究需要确定盾构掘进参数的选取方法,对车-红和南~前两个区间的主要掘进参数进行了选取和统计,分析了盾构掘进参数在各种不良地质条件下的变化规律,得到了不同地层条件下的盾构掘进参数的合理控制范围。(3)选取隧道穿越的典型复合地层,对比分析了复合地层条件下盾构推进速度、推进压力、总推力、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘功率、刀盘转速和贯入度的变化规律。(4)在分析各主要掘进参数相关性和影响盾构掘进地质因素的基础上,提出了推进速度的预测模型,建立了盾构掘进参数与埋深的关系:通过提出地层复合比的概念,探讨了复合比与掘进参数的关系。(5)选择典型断面地层参数检验了现有掘进参数预测公式的可靠性,采用BP人工神经网络方法建立了盾构掘进参数预测模型,基于依托工程区间典型地段的地层参数,用所建立的模型预测了复合地层条件下盾构掘进参数并对预测结果进行了评价。本文研究成果可为同类地层条件下07m盾构机的地质适应性评价和掘进施工提供重要指导。


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