1、近年來，隨著我國城市地鐵建設(shè)的迅速發(fā)展，盾構(gòu)施工法作為一種安全高效的隧道挖掘技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。其中土壓平衡式盾構(gòu)法又以其技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，成為地鐵施工技術(shù)的主流。土壓平衡式盾構(gòu)順利施工的前提是要將壓力艙內(nèi)土體攪拌成均勻的狀態(tài)，因而壓力艙內(nèi)設(shè)有用于攪拌的刀盤梁以及攪拌翼板，這導(dǎo)致了土壓平衡式盾構(gòu)的刀盤扭矩是其它閉胸式盾構(gòu)的2～3倍。在現(xiàn)代隧道施工長距離、大直徑的趨勢下，刀盤扭矩過大已成為限制土壓平衡式盾構(gòu)發(fā)展的一個主要因素，得到了

2、工程界的重視。 在實際施工中，采用土體改良降低土壓平衡式盾構(gòu)刀盤扭矩的方法已經(jīng)得到了較普遍的應(yīng)用，但目前還主要依賴于工程經(jīng)驗，相關(guān)的理論研究還相對落后。由于對土體改良降低扭矩的機理不明確，盾構(gòu)機生產(chǎn)商在針對實際隧道工程計算盾構(gòu)機刀盤所需的裝備扭矩時往往沒有考慮這一影響因素，從而造成了經(jīng)濟(jì)上不必要的浪費。 本文針對以上的問題，作了以下方面的工作： (1)針對土壓平衡式盾構(gòu)機刀盤的特點，深入地分析了壓力艙內(nèi)刀盤扭矩，

3、推導(dǎo)了土壓平衡式盾構(gòu)機刀盤扭矩各主要組成部分的計算公式，建立了盾構(gòu)機刀盤扭矩的力學(xué)模型；利用所建模型，通過分析得到影響刀盤扭矩的關(guān)鍵性土性參數(shù)。 (2)針對盾構(gòu)土體改良技術(shù)，在盾構(gòu)用氣泡劑與土體性質(zhì)適應(yīng)性理論研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制了針對砂性土和粘性土的氣泡添加劑。 (3)結(jié)合工程實際，采用自制的氣泡對砂性土進(jìn)行了試驗研究，分析氣泡性質(zhì)、氣泡混合土性質(zhì)以及氣泡混合土所需攪拌扭矩之間的關(guān)系；通過對試驗結(jié)果的分析，得出氣泡穩(wěn)定