土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析

窦正磊，李大华，张自光

(安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230000)

随着地下轨道交通的发展，盾构施工技术也得以快速发展。现阶段隧道施工广泛使用土压平衡盾构，土压平衡盾构存在出土率高、适用地层的范围较广等优点，在掘进时能够有效地维持土体的稳定从而降低对地表沉降的影响。因此，充分了解土压平衡盾构掘进时存在的平衡关系以及各施工参数间的相关性是专家广泛关注的问题。

针对土压平衡盾构的平衡状态及参数的相关性，国内外学者结合理论和实验分析对此做出了大量的研究：胡国良等研究发现可通过实时调整推进速度或输送机转速，进而控制土仓压力维持在设定的范围内，从而达到土压平衡状态；王洪新等建立了土压平衡盾构掘进的数学物理模型，进一步推导出盾构各施工参数间的相关性；周冠南分析螺旋输送机排土及保压作用时，总结出土仓内外压力及进、出土量的平衡可通过对排土量的控制来实现；邢彤等通过模型试验分析了刀盘扭矩与刀盘开口率、土仓压力、推进力的关系；江华等以北京地铁9号线为背景讨论了辐条式与面板式在大粒径卵砾石地层施工时参数的关键性特征。

上述研究提出了通过改变输送机转速或推进速度来控制排土量的思路，但对其土量平衡状态分析则不够全面，并且参数的相关性大多数是基于模型试验进行验证的，忽略了地层的复杂性，因此不能为实际盾构施工提供较高的参考价值。……