束合管幕方形顶管机多刀盘系统设计及应用

管幕法在世界范围内已有较为广泛的应用,但新式的束合管幕法在地下工程施工中的工程实践较少,对于束合管幕法掘进设备的刀盘系统也鲜有学者研究。为进一步研究束合管幕法掘进机刀盘系统,基于上海轨道交通L14武定路站工程使用的需求,设计具有全断面切削能力的2种规格的行星多刀盘方形顶管机。通过对2种规格的刀盘进行整体设计,并针对扭矩与齿轮进行校核计算和切削轨迹的分析,确定顶管机刀盘系统的安全性。最后,对现场实际应用测得的数据进行分析,验证行星刀盘系统在土体切削过程中优化设计的效果,可为今后类似工程的刀盘系统设计提供参考。

浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析

为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果进行统计分析,得到以下结论:1)本工程采用的减阻措施有效降低了管节受到的地层摩擦阻力,实际总推力为理论值的40%左右;2)刀盘直径和安装高度对刀盘转矩影响较大,多数刀盘转矩均值小于额定转矩的一半,说明刀盘额定转矩有较大的优化空间;3)顶管掘进过程中盾壳受到较大的地层挤压力,土舱内渣土压力也显著大于地层侧向土压力,停机后上述压力均有较大幅度降低;4)顶管掘进后地表横向沉降槽呈“盆”状,隧道两侧0.5倍开挖宽度内的地层沉降较大。