掘削渣土的高效排出是土压平衡式盾构机掘进所关注的重难点之一。砂卵石地层由于卵石含量高（含局部大漂石）、卵石抗压强度大且具有强渗透性，其渣土排放将面临磨耗高、排土困难、易诱发喷涌等难题。本项申请以探明砂卵石地层土压平衡盾构的排土机制为目标，采用理论分析与数值模拟研究轴式及带式螺旋出土器排土过程中渣土颗粒的流动规律，建立出土器内渣土颗粒运行轨迹及姿态的描述方程；采用排土试验研究排土过程中螺旋出土器渣土压力、孔隙水压力的沿程分布特性，探明渣土流塑性、抗渗性、螺旋出土器参数等因素对渣土压力、孔隙水压力沿程分布的影响；结合盾构机室内掘进模型试验和现场施工监测数据分析，提出满足砂卵石地层土压平衡盾构机高效掘进所需的渣土性能、推进速度、排土速度等排土参数。本项申请对于我国在砂卵石地层条件下的地铁建设和城市地下空间开发利用，具有重要的指导作用，并显得非常必要和紧迫。

排土机是露天矿连续开采与半连续开采工艺的关键设备。在连续开采系统中，排土机与斗轮挖掘机配合作业，斗轮挖掘机在系统头部，而排土机则在最尾部。排土机广泛地应用在世界各国的露天矿中，从近几年的发展趋势来看，设备大型化的速度明显放慢，趋于稳定状态。目前将注意力集中在改进设备结构、节约能源、提高自动化程度、改善工作环境的舒适性和提高环境保护措施等方面。

排土机是在露天矿开采或土石方工程作业中，将带式输送机系统运送过来的表土或剥离物排放于排土场的主要设备。履带行走机构可以自由行走，排料臂可以回转和俯仰，与地面带式输送机组成连续排土系统，不仅效率高，而且成本低。

1、图1为我国生产的PL-1000型排土机的结构，它主要由受料臂、排料臂、立柱、变幅机构、上部回转机构、底座和履带行走机构等组成。

对于通过能力为15000m³/h的中小型排土机来说，主要采用双带式输送机的设计方案，除了在受料臂下设有支承车外，还可以坐在轨道上运行的卸料车上。

2、对于大型排土机，采用双带式输送机式的结构不能满足工作要求，并会使设备的服务质量变得太大，所以采用三条带式输送机的排土机，其受料臂支承在履带式转载机上。我国生产的用在元宝山连续开采系统中的A2Rs-45000·60型排土机是国内目前最大的排土机，其结构如图2所示。

它采用三条带式输送机系统，由主机、受料臂机构和连接桥三部分组成。主机的行走装置采用三支点三履带机构，可以自由行走。主机还有排料臂及其上面的带式输送机、回转机构、下部机构、塔架、配重臂架和司机室等。受料臂机构包括两组单履带行走支承车、受料臂及其上面的带式输送机、提升机、修理间、休息室和卫生间等。连接桥部分包括连接桥结构和转载带式输送机等。

是为进行露天矿排土场的设计、选址和了解排土场使用现状等进行的测量工作。包括测定排土场的面积和高度、计算排土场的接受能力、在现场标定排土场境界、进行排土场的碎部测量以及对排土场的下沉和变形进行观测。