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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (9): 2037-2045.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.09.017
蒋兴起1, 2, 3, 王将4, 卓政威1, 2, 金大龙1, 2, *, 李兴高1, 2, 李思煌3, 孙嫚5
JIANG Xingqi1, 2, 3, WANG Jiang4, ZHUO Zhengwei1, 2, JIN Dalong1, 2, *, LI Xinggao1, 2, LI Sihuang3, SUN Man5#br#
摘要: 为解决土压平衡盾构施工中渣土物理力学性质检测依赖人工取样、周期长、难以及时指导施工的问题,提出一种适用于盾构施工现场的渣土状态自动化检测方法。研制基于十字板剪切试验原理,集自动取样、剪切检测、数据处理及自动清土于一体的自动化检测设备;
基于已有理论关系,构建渣土剪切强度与坍落度之间的换算方法,并开发自动化控制程序,实现渣土剪切强度、坍落度、温度及有害气体浓度等参数的在线快速检测。依托天津地铁8号线鞍山西道站—南丰路站区间盾构工程开展现场应用试验,完成设备调试及自动化流程验证,对比分析不同工况下渣土状态参数与盾构刀盘转矩、总推力等掘进参数的响应关系。结果表明: 1)设备可实现连续掘进过程中的自动取样与在线检测,单次检测全流程耗时410~420 s(其中剪切检测耗时约20
s); 2)现场12组代表性工况检测剔除剪切板启停阶段数据后,稳定阶段数据均值处理能够有效降低检测波动,获得稳定的检测结果; 3)渣土坍落度与盾构掘进参数具有良好的对应关系,随着坍落度增大,刀盘转矩与总推力整体呈下降趋势,且刀盘转矩对坍落度的变化更为敏感。研究表明,该自动化检测设备能有效评价渣土改良效果并反映掘进负载变化,可为盾构施工参数的动态优化提供参考。