施工過程中隧道塌方災(zāi)害常有發(fā)生,開展因塌方受困于隧道內(nèi)人員的快速營救是救險工作的首要任務(wù)。大口徑鉆機(jī)法是目前隧道塌方救援中較為先進(jìn)、快速、高效、安全的機(jī)械化救援方法。由于采用大口徑鉆機(jī)隧道塌方救援經(jīng)驗(yàn)較少和在不同類型塌方體鉆具受力性能研究的不足,在救援過程中經(jīng)常遇到鉆機(jī)鉆進(jìn)動力不足造成“卡鉆”現(xiàn)象。本文針對中鐵二局昆明應(yīng)急救援隊(duì)引進(jìn)的FS-120CZ大口徑鉆機(jī),通過現(xiàn)場試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法,開展了鉆具埋深（鉆進(jìn)位置）、鉆進(jìn)速度、塌方體含石量及孤石對鉆進(jìn)過程中鉆具受力性能的影響規(guī)律及鉆進(jìn)過程優(yōu)化控制研究。主要研究工作和成果如下:（1）根據(jù)大口徑鉆機(jī)的現(xiàn)場試驗(yàn),對鉆機(jī)的就位條件和操作流程進(jìn)行了總結(jié),對鉆機(jī)鉆具的受力監(jiān)測曲線進(jìn)行了分析。分析了鉆具各個部分的受力與鉆進(jìn)位移的關(guān)系,以及隧道塌方體類型和鉆進(jìn)速度對鉆具受力的影響,并重點(diǎn)探討了鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)“卡鉆”的原因。（2）以三維顆粒流程序(PFC^3D)為平臺,提出了大口徑鉆機(jī)鉆進(jìn)過程的數(shù)值模擬方法。建立了隧道塌方體模型的自由落體生成方法;采用CAD建模并導(dǎo)入PFC^3D生成剛性鉆具模型的技術(shù)手段模... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國內(nèi)隧道工程塌方事故統(tǒng)計

（a）楊坡莊隧道塌方事故 （b）洪亮營隧道塌方事故圖 1.2 隧道塌方事故現(xiàn)場Fig. 1.2 The scene of tunnel collapse accident當(dāng)隧道塌方發(fā)生后，救援人員應(yīng)及時掌握被掩埋人員的位置、人數(shù)、現(xiàn)場分布信息，采用安全、合理、有效的救援措施。但目前隧道塌方事故發(fā)生后，一般由事故單位、業(yè)主或者上級單位組建救援指揮部，調(diào)集附近施工隊(duì)伍和半專業(yè)的應(yīng)急救援隊(duì)伍參與救援，由于缺乏對隧道塌方原因的科學(xué)分析、先進(jìn)的救援裝備、有效的組織，救援過程往往是人員一哄而上，再加上救援方法也缺乏比選，這造成大量的人力財力的浪費(fèi)。更為嚴(yán)重的是，由于缺乏對救援方法的科學(xué)分析，有時會造成次生塌方，將原本有希望救出的被困人員再次掩埋，造成救援失敗。隧道發(fā)生塌方事故以后，救援人員應(yīng)該根據(jù)塌方情況、水文地質(zhì)、塌方體特點(diǎn)，選擇科學(xué)的救援方法。目前國內(nèi)的救援方法主要有豎井法、明挖法、小導(dǎo)坑救援法、頂管法以及大口徑鉆機(jī)救援法等[11]，見圖 1.3，其中大口徑鉆機(jī)救援法

（a）小導(dǎo)坑救援法 （b）頂管法 （c）大口徑鉆機(jī)法圖 1.3 各種救援方法應(yīng)用現(xiàn)場圖Fig. 1.3 The scene of various rescue method application（a）DTH 潛孔錘鉆頭 （b）外鉆筒 （c）螺旋桿圖 1.4 大口徑鉆機(jī)鉆具組成圖Fig. 1.4 The composition of large diameter rig drill tools equipment鑒于此，本文就大口徑鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中鉆具的受力性能展開研究。研究過程采用現(xiàn)場試驗(yàn)+數(shù)值模擬的方法，根據(jù)大口徑鉆機(jī)在砂土類和巖質(zhì)類兩類塌方體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]隧道塌方特征分析和預(yù)報預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 蔣濤.北京交通大學(xué) 2016



本文編號：3130098