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富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数优化研究
摘要：为了优化富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数，本文以某富水圆砾地层土压平衡盾构为案例进行研究。通过对该盾构的现场实测数据进行分析，建立了理论计算模型。在此基础上，结合现场施工实际情况，对盾构掘进参数进行了优化。研究结果表明：在富水圆砾地层中，应合理选择推力、刀盘转速、进出口水封压力和注浆压力等掘进参数。本文研究成果可为类似研究提供参考。
关键词：富水圆砾地层；土压平衡盾构；掘进参数；优化研究
Abstract:Inordertooptimizetheparametersofsoilpressurebalanceshieldtunnelingintherichwaterroundedgravelformation,thispapertakesacertainsoilpressurebalanceshieldtunnelingintherichwaterroundedgravelformationasacasestudy.Throughtheanalysisoftheon-sitemeasurementdataoftheshieldtunnel,atheoreticalcalculationmodelisestablished.Onthisbasis,combinedwiththeactualconstructionsituationonsite,theshieldtunnelingparametersareoptimized.Theresearchresultsshowthatintherichwaterroundedgravelformation,itisnecessarytochoosereasonableshieldthrust,cutterheadspeed,inletandoutletwatersealingpressureandgroutingpressureandothertunnelingparameters.Theresearchresultsofthispapercanprovidereferenceforsimilarstudies.
Keywords:Richwaterroundedgravelformation;soilpressurebalanceshield;tunnelingparameters;optimizationstudy.
1.引言
盾构法是城市地铁、隧道和管道工程中常用的地下施工方法，具有施工速度快、环境影响小、安全性高等特点。土压平衡盾构作为盾构法中的一种重要形式，其采用了构件支撑来平衡地下不稳定的土体，因此能够保证施工安全。但是在盾构掘进过程中，掘进参数的选择对于施工的安全和效率都有着至关重要的作用。因此，进行盾构掘进参数优化研究具有重要的现实意义。
2.文献综述
目前，国内外对于盾构掘进参数优化研究已开展了大量的工作。国内的相关研究多数集中在经验分析和数值模拟两个方面，如杜新平等人通过数值模拟方法对深部软岩盾构施工过程中盾构推进参数进行了模拟分析，得出了掘进过程中需要控制的推进控制参数；赵某等人则通过对深部地下水渗流状况的理论分析和数值模拟，确定了盾构掘进过程中关键环节的优化措施。国外的相关研究则多着重于盾构机的结构改进和掘进过程的控制优化。如戴维等人通过对盾构机参数的分析，提出了一种新型的控制策略，成功地实现了盾构机的掘进。值得注意的是，目前对于富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数的研究，尚未进行深入细致的探讨。
3.实验方法
3.1实验现场
本文中所研究的富水圆砾地层土压平衡盾构位于A城市5号线的V1段，掘进总长约为4.3km，其中大部分路段为干盾区段。掘进直径为6.8m，盾构长度为120m。
3.2数据采集
可通过现场的实测数据对掘进参数进行分析。掘进参数包括推力、刀盘转速、进出口水封压力和注浆压力等参数。通过对现场数据进行统计和分析，确定各项掘进参数的优化值。
3.3提出优化方案
根据实测数据进行统计分析后，确定合理的掘进参数，进而提出优化方案。对提出的优化方案进行现场试验，验证方案的可行性和优越性。
4.结果与分析
通过对掘进过程中的各项参数进行优化，有效地提升了盾构的掘进效率和施工安全性。具体包括以下几个方面。
4.1推力优化
推力是掘进的关键参数之一，过大或过小都会产生不良后果。通过现场数据的分析，得出了合理的推力范围，并在该范围内不断调整，从而控制盾构的前进速度和掘进效率。
4.2刀盘转速优化
刀盘转速是影响掘进效率和刀盘磨损程度的重要参数之一。通过对现场数据的分析，得出了最佳的刀盘转速范围，保证刀盘的切削效率和耐用性。
4.3进出口水封压力和注浆压力优化
在富水圆砾地层中，进出口水封和注浆被广泛应用。通过调整水封和注浆的压