摘要：为揭示泥水盾构管路材料在渣浆冲蚀下的磨损规律,利用自主设计的试验装置,通过室内试验测试渣浆的磨蚀特性,分析泥浆黏度、砂石体积分数、泥浆相对静压、浆体流速以及冲击方向对靶材磨蚀的影响。试验表明:1)泥浆黏度在工程现场允许范围内的变化,对含有小粒径渣土泥浆的磨蚀特性影响可以忽略不计;2)随着砂石体积分数的增加,特别是在高泥浆流速状态下,对磨片的磨蚀作用大幅度增加;3)泥浆相对静压的增加使得携带小粒径渣土的泥浆对磨片具有更强的冲蚀磨损;4)垂直于旋转方向的磨片磨蚀率大于平行于旋转方向的磨片磨蚀率。

摘要：为了探究复合地层盾构掘进时滚刀的荷载与开挖面岩石强度、切削速度、刀圈贯入度之间的关系以及滚刀在不同地层界面处的受力特征,开展了复合地层盾构滚刀掘进试验,采用原型滚刀分工况对多种材料组成的开挖面模型进行掘进试验,同时采集滚刀的荷载数据。研究结果表明:滚刀在依次切削粉质黏土、M2.5水泥砂浆、C15混凝土与C30混凝土时的荷载整体上呈阶梯上升的趋势,并始终处于波动状态;滚刀的荷载会随刀间距的增大有一定程度的增大,但增幅较小;滚刀在切削不同材料时的荷载随刀圈贯入度的增大呈近似的线性增大趋势,当切削脆性材料时该规律尤为明显;较大的材料刚度和滚刀贯入度使得被切材料发生更大的弹性变形,从而使得滚刀对材料做功以及材料破碎时的能量释放量都较大,造成滚刀荷载的波动幅度也有一定程度的增大;当刀盘转速增大时,滚刀荷载也呈增大趋势,增大幅度会随着刀盘转速的增大逐渐趋缓,其原因是切削速率的增大造成被切材料动态强度增大。

摘要：泥水盾构因其对复杂环境条件的适应性较好而广泛应用于隧道工程。目前针对盾构始发井狭小的情况,工程中多采用分体始发保障盾构机顺利入洞。关于盾构分体始发的研究目前多集中于对设备阶段,缺乏全过程的研究,因此,依托北京南水北调配套工程泥水盾构分体始发施工案例,从泥水盾构分体始发全过程施工角度出发,提炼了泥水分体始发3个关键步骤:一是洞门密封建舱、二是盾构掘进-台车转接施工、三是二次转接断电情况下长时间保压。同时,通过对泥水盾构分体始发过程中总推力、扭矩、二次转接保压时切口压力变化进行分析以及对地表沉降的实时监控,得到地表累计沉降量不超过2 mm。因此,以3个关键步骤为主要研究内容的分体始发可以很好解决场地狭小问题。另外,素混凝土端头墙可很好解决富水大粒径砂卵石地层中端头加固质量不好问题,保证分体始发过程中短套筒密封安全性。撕裂刀刀盘破除地连墙或素混凝土墙时,扭矩增幅较大,反力架装置应优化设计。

摘要：泥浆环流系统是泥水盾构的重要组成部分,渣石与泥浆通过排浆管路泵送至地面泥水分离工厂实现固液分离。湍流脉动、大粒径岩渣碰撞等所致激励容易诱发排浆管路剧烈振动,导致接头频繁漏浆,严重影响施工进度。以北京市南水北调团九二期二标泥水盾构工程为背景,对泥浆环流、黏土地层、上软下硬地层和全断面硬岩地层掘进过程中排浆管路振动进行现场实测,以实测数据为基础,对不同地层条件下排浆管路3个方向振动的时域和频域特性进行分析,论述管路振动的诱发机理和变化趋势,相关结论可为类似工程环流管路的设计提供依据。