泥水盾构材料消耗量与地质条件相关性研究——以武汉市某地铁越江段为例

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随着中国经济的发展,我国的城市化进程不断加快,现有的交通基础设施难以满足人们日常出行的需要。地铁建设的发展,不仅方便人们出行,同时符合绿色、低碳、可持续的要求。近年来,盾构施工法被广泛应用于地铁区间施工之中。盾构的实质是与土体之间的相互作用,故本文选取地质条件这一重要因素,分析泥水盾构主要材料消耗量与地质条件之间的相关性。  通过广泛的文献阅读,发现泥水盾构各项材料的消耗与地质条件存在关联性,但缺乏系统的分析研究和印证,因此本文针对地质条件这个重要的影响因素展开深入的研究。一方面,从消耗机理的角度,分析论证了盾构施工中油脂、注浆量以及刀具的消耗量与地质条件的相关性;另一方面,选取最小二乘理论,以武汉市地铁八号线越江区间为例,对盾构材料消耗量与地质条件相关性进行定量分析;通过将实际的岩体进行地层划分,并应用截面法,求得每个子区间的土石方体积。以土石方体积与盾尾油脂和主轴承油脂的消耗量以及注浆量为变量进行最小二乘回归分析,同时对刀具消耗量与地层的关联性进行分析。基于对材料消耗量与地质条件的相关性分析,提出应用霍尔三维结构模型,对材料消耗量进行系统地动态地控制。  基于理论研究和实例分析,得到了泥水盾构材料消耗量与地质条件存在很强的相关性的结论,其中,地质条件越复杂,硬岩体积量越大,那么盾尾油脂、主轴承油脂的消耗量就越大,注浆量也越大,也推出了盾构施工的同步注浆量、盾尾油脂消耗量与主驱动油脂消耗量的预测模型,为日后的研究提供经验和参考。同时,还分析了刀具消耗量与地质条件的关联性,得到不同类型刀具在不同地层下的变化情况,为以后刀具的管理提供借鉴。
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