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富水砂层土压平衡式盾构螺旋输送机喷涌风险评价方法研究
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作者 曹铁军 曹阳 +4 位作者 孟世强 蒋沛峰 朱儒 朱君 曹占林 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期131-136,共6页
[目的]盾构在富水砂层中施工时,因地下水丰富、土体渗透性大,螺旋输送机极易发生喷涌,若控制措施不当,可能引发施工安全事故。因此,需对土压平衡式盾构在富水砂层中施工时螺旋输送机喷涌风险评价方法进行研究。[方法]建立了土仓-螺旋输... [目的]盾构在富水砂层中施工时,因地下水丰富、土体渗透性大,螺旋输送机极易发生喷涌,若控制措施不当,可能引发施工安全事故。因此,需对土压平衡式盾构在富水砂层中施工时螺旋输送机喷涌风险评价方法进行研究。[方法]建立了土仓-螺旋输送机压力梯度模型,将土压平衡式盾构的水流通道简化为二维平面问题;依据达西定律,认为土仓内的流体通过孔隙介质进行二维达西流动,而螺旋输送机内的流体则进行一维达西流动;结合边界条件,采用有限差分-解析解联合方法计算了土仓中一定水压条件下螺旋输送机出口处的水头-流量曲线,提出了螺旋输送机喷涌风险划分方法。根据螺旋输送机出口水流高度和涌水量,定义了4个临界状态和5个风险区域,分别为一级风险区、二级风险区、三级风险区、四级风险区和安全区,建立了螺旋输送机喷涌风险划分标准和喷涌风险分区分级方法。以南京地铁9号线穿越长江漫滩地区绿博园站—滨江公园站盾构区间为例,对该区间进行了螺旋输送机喷涌风险等级划分,形成了喷涌风险单元链。[结果及结论]该盾构区间存在6条螺旋输送机喷涌风险等级的施工单元链,包含3个风险等级,其中一级风险等级区段长约408 m,二级风险等级区段长约463 m,无喷涌风险等级区段长约241 m,占比分别为36.69%、41.64%和21.67%。在该区间施工时,螺旋输送机喷涌风险高,施工距离长,需要针对不同风险等级采用不同防喷涌措施,从而保证盾构施工安全高效。 展开更多
关键词 地铁 富水砂层 土压平衡式盾构 螺旋输送机 喷涌风险评价方法
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