掘削渣土的高效排出是土壓平衡式盾構機掘進所關注的重難點之一。砂卵石地層由于卵石含量高（含局部大漂石）、卵石抗壓強度大且具有強滲透性，其渣土排放將面臨磨耗高、排土困難、易誘發(fā)噴涌等難題。本項申請以探明砂卵石地層土壓平衡盾構的排土機制為目標，采用理論分析與數(shù)值模擬研究軸式及帶式螺旋出土器排土過程中渣土顆粒的流動規(guī)律，建立出土器內渣土顆粒運行軌跡及姿態(tài)的描述方程；采用排土試驗研究排土過程中螺旋出土器渣土壓力、孔隙水壓力的沿程分布特性，探明渣土流塑性、抗?jié)B性、螺旋出土器參數(shù)等因素對渣土壓力、孔隙水壓力沿程分布的影響；結合盾構機室內掘進模型試驗和現(xiàn)場施工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，提出滿足砂卵石地層土壓平衡盾構機高效掘進所需的渣土性能、推進速度、排土速度等排土參數(shù)。本項申請對于我國在砂卵石地層條件下的地鐵建設和城市地下空間開發(fā)利用，具有重要的指導作用，并顯得非常必要和緊迫。

排土機是露天礦連續(xù)開采與半連續(xù)開采工藝的關鍵設備。在連續(xù)開采系統(tǒng)中，排土機與斗輪挖掘機配合作業(yè)，斗輪挖掘機在系統(tǒng)頭部，而排土機則在最尾部。排土機廣泛地應用在世界各國的露天礦中，從近幾年的發(fā)展趨勢來看，設備大型化的速度明顯放慢，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。目前將注意力集中在改進設備結構、節(jié)約能源、提高自動化程度、改善工作環(huán)境的舒適性和提高環(huán)境保護措施等方面。

排土機是在露天礦開采或土石方工程作業(yè)中，將帶式輸送機系統(tǒng)運送過來的表土或剝離物排放于排土場的主要設備。履帶行走機構可以自由行走，排料臂可以回轉和俯仰，與地面帶式輸送機組成連續(xù)排土系統(tǒng)，不僅效率高，而且成本低。

1、圖1為我國生產的PL-1000型排土機的結構，它主要由受料臂、排料臂、立柱、變幅機構、上部回轉機構、底座和履帶行走機構等組成。

對于通過能力為15000m³/h的中小型排土機來說，主要采用雙帶式輸送機的設計方案，除了在受料臂下設有支承車外，還可以坐在軌道上運行的卸料車上。

2、對于大型排土機，采用雙帶式輸送機式的結構不能滿足工作要求，并會使設備的服務質量變得太大，所以采用三條帶式輸送機的排土機，其受料臂支承在履帶式轉載機上。我國生產的用在元寶山連續(xù)開采系統(tǒng)中的A2Rs-45000·60型排土機是國內目前最大的排土機，其結構如圖2所示。

它采用三條帶式輸送機系統(tǒng)，由主機、受料臂機構和連接橋三部分組成。主機的行走裝置采用三支點三履帶機構，可以自由行走。主機還有排料臂及其上面的帶式輸送機、回轉機構、下部機構、塔架、配重臂架和司機室等。受料臂機構包括兩組單履帶行走支承車、受料臂及其上面的帶式輸送機、提升機、修理間、休息室和衛(wèi)生間等。連接橋部分包括連接橋結構和轉載帶式輸送機等。

是為進行露天礦排土場的設計、選址和了解排土場使用現(xiàn)狀等進行的測量工作。包括測定排土場的面積和高度、計算排土場的接受能力、在現(xiàn)場標定排土場境界、進行排土場的碎部測量以及對排土場的下沉和變形進行觀測。