复合地层土压平衡盾构掘进参数模拟分析研究

李明阳，杨海涛，邹高明

(1．常州数尔精密机械有限公司，江苏常州 213135;2．广州市盾建地下工程有限公司，广州 510030;3．中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，武汉 430074)

0 引言

随着40台次盾构在广州和深圳地区复合地层100 km的实践，复合地层的概念逐步形成，复合地层盾构施工技术有了突破性的进展［1-2］。文献［3］针对广州地铁软硬不均地层的盾构施工，提出了复合盾构的设计思想，对复合盾构的功能及技术参数进行了研究，分析了刀盘、刀具与地质的适应性;文献［4］对孤石复合地层盾构施工技术进行了探索，总结出盾构通过孤石存在的问题和难点，并提出了针对性的解决方法;文献［5］对新加坡Kranji隧道不同风化程度的花岗岩软硬交互地层的盾构掘进过程中遇到的施工难点(如刀具与刀盘的过度磨损、开挖面失稳及地面塌陷、轴向推力控制困难等)进行了分析，并根据分析结果对其中的北线盾构进行了地质适应性调整。

相对于复合地层盾构技术的发展，复合地层特别是软硬交互地层的盾构掘进参数模拟与预测理论及方法研究，目前还处于薄弱阶段。但是，对用于全断面岩石地层的TBM隧道掘进的施工预测模型的研究，却一直是一个比较热门的研究课题［6］，其中最成功的预测模型是科罗拉多矿业学院提出的CSM模型和挪威科技大学提出的NTH模型［7］。

对于软弱地层，其掘进参数的预测模型与方法，国内外已有一些相关研究［8-13］。总结其思路，基本上是综合采用理论或经验公式、模型试验、现场试验、力学分析等方法，研究推力、扭矩、推进速度、刀盘转速、土仓(或切口)压力等掘进参数之间的相互关系，并取得了较好的实际应用效果。……