硬岩地层悬臂掘进机铣挖施工适应性分析及应用研究--以贵阳市轨道交通1号线工程为例

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文硬岩地层悬臂掘进机铣挖施工适应性分析及应用研究—以贵阳市轨道交通1号线工程为例专业：岩土工程研究生：赵克明指导教师：宋战平教授摘要悬臂掘进机是一种适合隧道施工的部分断面掘进机，具有施工方便、连续掘进、无爆破振动、对围岩扰动小、岩石变形延迟发生、减少超挖、节约衬砌费用以及在地铁施工中有利于控制地面沉降等优点。本文以贵阳市轨道交通1号线为工程背景，对悬臂掘进机的适应性分级进行了研究，并对中人区间隧道钻爆法施工与悬臂掘进机铣挖施工进行了对比研究，与现场监测数据进行对比，说明悬臂掘进机铣挖法施工的合理有效性，对地铁施工有一定的实用价值

2、，主要工作和研究成果如下：（1）从现场情况出发，总结了采用悬臂掘进机施工的原因，分析了悬臂掘进机的截割机理和截割方式及悬臂掘进机铣挖法施工工艺流程，对西南岩质地层地铁隧道悬臂掘进机的施工特点及优缺点进行了分析和总结，提出了贵阳地铁隧道硬岩悬臂掘进机施工的可行性。（2）基于隧道施工稳定性和施工效率两方面，对悬臂掘进机适应性分级的影响因素进行分析，确定了岩石的单轴抗压强度、硬度和耐磨性、结构面发育程度和基本质量指标为悬臂掘进机适应性围岩分级的基本指标，对这些指标与悬臂掘进机工作条件之间的关系进行了分析，初步确定悬臂掘进机工作的适应范围。（3）在已有的BQ分级

3、和Q分级系统的基础上，考虑岩体—机械相互作用的因素，建立悬臂掘进机适应性围岩分级BQ机的概念，通过分析钻掘率、前进速率与BQ机之间的关系，采取适当的因素进行修正，得到更加适合悬臂掘进机的适应性分级，提出悬臂掘进机的适应性分级方法，以贵阳轨道交通1号线北延区间和火沙区间工程为例进行悬臂掘进机适应性的分级验证，并与实际施工月进尺进行对比，说明悬臂掘进机适应性分级的合理、有效性。（4）以贵阳轨道交通1号线中人区间隧道工程为例，基于提出的悬臂掘进机西安建筑科技大学硕士学位论文适应性围岩分级的BQ机分级方法，对该区间隧道工程进行了悬臂掘进机适应性分级研究，为区间工

4、程方案的确定提供了理论支撑；结合该区间工程的施工，采用数值模拟方法分析了悬臂掘进机铣挖法与钻爆法施工的影响特性，分析了两种方案施工过程中围岩的位移、应力及爆破震动影响等的变化；跟踪施工进行的现场监测进一步验证了中人区间隧道悬臂掘进机铣挖施工方案的优越性。关键词：悬臂掘进机；铣挖法；围岩分级；数值模拟；监控量测西安建筑科技大学硕士学位论文StudyontheadaptabilityanalysisandapplicationofBoom-typeroadheadermillingexcavationinhardrockstratum—TakingGuiya

5、ngRailTransitLine1asexampleSpecialty：GeotechnicalEngineeringName：ZhaoKe-mingInstructor：ProfessorSongZhan-pingABSTRACTBoom-typeroadheaderisapartoftunnelboringmachinesuitableforsoftrocktunnelconstruction，hastheadvantagesofconvenientconstruction，continuousexcavation，blastingvibratio

6、n，thesmalldisturbanceofsurroundingrockandrockdeformationdelayoccurrence，reducingoverbeaking，savingcostandlininganditisconducivetocontrolthemeritsofgroundsubsidenceinsubwayconstruction.ThispapertakesGuiyangRailTransitLine1astheengineeringbackground，adaptabilityclassificationofBoom

7、-typeroadheaderwasstudied，comparedtheconstructionoftheDrillingandblastingmethodandtheBoom-typeroadheaderisstudied.andcomparedwithfieldmonitoringdata，illustratetheadvantagesofBoom-typeroadheadermillingexcavationmethod，hascertainpracticalvalueforsubwayconstruction.Themainworkandres

8、earchresultsareasfollows:（1）Basedonthesi