复合地层盾构机推进速度SVM预测模型研究

在复合地层盾构法隧道施工中,如何提高盾构机推进速度一直是盾构机设计、施工人员研究的重点。以长沙轨道交通1号线五一广场到营盘路隧道工程为研究背景,现场采集盾构机掘进参数,应用SVM,建立了"五营"区间复合地层盾构机推进速度的预测数学模型,并对模型进行检测,检测结果表明该预测模型对推进速度预测的平均相对误差≤7%,验证了该模型对推进速度预测的有效性。     

盾构区间下穿过街通道磨桩方案研究

以南京地铁5号线盾构区间下穿夫子庙过街通道为工程背景,针对盾构机全断面穿越大量密排方桩这一工程难题,通过对线路平面和纵断面的优化调整、复合盾构机与软土盾构机的选型研究,并结合过街通道的结构形式、静压方桩的构造特点、工程地质条件、水文地质条件、路面交通和现状管线,对拔桩方案与磨桩方案进行比选。研究表明,该过街通道地处秦淮河漫滩地貌单元且临近夫子庙景区,地质条件差,交通繁忙,管线复杂,左右线共计38根方桩侵入区间隧道,拔桩方案实施难度较大,故推荐采用磨桩方案。并采取刀盘和螺旋输送机改造、盾构实施方案优化、地面预埋袖阀管注浆加固等技术措施,以保障盾构区间顺利穿越市政过街通道。     

基于BP神经网络的盾构前方障碍物预测研究

通过对盾构机的千斤顶总推力,刀盘马达总扭矩和推进速度进行BP神经网络构建,实现了对无障碍物以及素混凝土桩、钻孔灌注桩、工法桩等障碍物的分类和预测,特别是以三种参数同时作为输入特征进行识别时,平均准确率达到99.45%。通过在实际工程中的应用,证明基于BP神经网络的盾构前方障碍物分类预测方法有效,可以为后续的障碍物处理措施提供可靠依据。     

通用环管片点位确定条件下千斤顶行程差范围计算及其对盾构机推进过程的控制

为保证已计算出点位的待拼装管片可以顺利安装,基于盾构机与当前环管片和待拼装管片的空间位置关系,建立盾尾间隙改变量的计算模型;通过计算1环管片推进结束后盾构机千斤顶行程差和待拼装管片点位导致的盾尾间隙改变量,结合当前环管片拼装后盾构机的实际轴线与设计轴线的位置关系,给出管片点位确定条件下设定"盾尾间隙允许值"的千斤顶行程差范围计算方法;根据计算结果控制盾构机的推进过程。以宁波城市轨道交通2号线1期工程为例,验证了计算方法的可行性。根据工程实例,进一步给出了点位确定条件下保持盾尾间隙不变这种特殊情况下的行程差计算方法和计算结果;在实际工程中,可参考特殊情况下的计算结果选择合适的千斤顶行程差,控制盾构机的推进过程。     

基于盾构掘进参数的LVQ神经网络地层识别

以苏州4号线2标及2号线东延伸线5标地铁工程为背景,分析了盾构机的掘进参数:千斤顶推力、推进速度、刀盘扭矩、螺旋机转速和同步注浆量在不同地层条件下的变化规律。提出了基于盾构机掘进参数的学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络地层识别方法。建立了以盾构机五个掘进参数作为输入,地层特性编码为输出的数学模型,通过每种地层100组训练样本对模型进行训练,通过57步训练,训练样本误差控制在0.1以内,并用每种地层50组检验样本进行检验,地层总体识别率达到82.7%。     

复杂地质条件下泥水盾构过群桩施工技术研究

研究目的:盾构直接切断桩基施工存在诸多不确定性,该技术在目前还不够成熟,本文以实际工程为依托,总结盾构直接过桩的经验和各个施工环节的技术参数,为进一步研究盾构直接过桩技术提供参考和依据,同时为类似工程做直接参考。研究结论:通过对软弱地层中盾构过群桩施工技术的研究,得出:(1)控制住切口压力波动值小于0.1 bar;(2)进排浆流量差与推进速度相匹配,控制超挖量;(3)推力在9 500～100 000 kN范围之间;(4)推进速度控制在10～20 mm/min,同时刀盘转速为1.0～1.2 rpm是合适的,控制刀盘扭矩在0.9～1.2 MN.m范围之间。     

CFG工艺性试验桩的施工工艺及参数的确定

京沪高速铁路要求较高，设计速度目标值为350km／h；路基工后沉降控制要求严，在路基设计方面考虑采用CFG桩进行地基处理，本文通过凤阳试验段CFG试验，从机械选型、坍落度、提钻速度上分析了对成桩的影响，试验得出：长螺旋钻、闸筏泵适用该区域CFG桩，坍落度160mm～200mm，混合料搅拌时间控制在60～120s，提钻速度2m～2．5m／min；试桩成果在凤阳试验段上得到很好的应用，有效确保成桩质量，可在今后京沪高速铁路施工中作为重要的参考资料。     

软流塑地层盾构切削钢筋混凝土 桩基工程实践

为实现软流塑地层盾构连续穿越大直径钢筋混凝土群桩,以绍兴地铁 2 号线切桩工程为例,从盾构机的 选型、参数控制、切混凝土及切钢筋机理、刀具磨损等方面分析了撕裂刀对钢筋混凝土桩基的切削效果。主要结 论为：1) 采用 MJS (metro jet system,全方位高压喷射注浆)地层预加固技术和 3 层刀布置技术顺利完成软流塑 地层盾构切桩任务;2)“慢推速、中转速、小扭矩、严控浆、早补强、勤量测”盾构施工控制准则,适宜软流塑 地层盾构磨桩施工;3) 钢筋存在剪拉、弯拉和纯剪 3 种破坏形式,剪拉和纯剪破坏各占 47%和 25%,满足预 期目标;4) 钢筋主要缠绕在中心区刀梁孔洞处和 R≤2 025 mm 范围内,长度以小于 3 m 居多,以弯拉破坏为 主;5) 刀具破损率及磨耗量均随轨迹半径增大而增加,2 500 mm 为刀具磨损陡增的临界值;6) 基于现有刀具 磨损状态,预计可继续切削 1 根直径 1 m 全断面工程桩。     

地铁隧道下穿高速铁路联络线路基安全影响分析

为研究地铁盾构法隧道穿越高速铁路联络线路基的沉降问题,铁路行车对地铁隧道结构产生的安全问题以及地铁隧道施工过程中的安全控制措施,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,对南京地铁4号线下穿京沪高铁联络线路基段进行探讨和分析。结果表明:在地层损失率不大于8‰并考虑铁路行车限速的情况下,地铁隧道下穿高铁路基引起的线路变形满足高铁静态管理标准要求,并给出盾构机的掘进参数建议值。为达到地铁盾构隧道施工对铁路的影响最小,保证施工期间铁路的安全运营,提出施工期间高铁运营速度应控制在120 Km/h以内,盾构机应匀速不间断掘进,推进速度应控制在1.0~1.5 cm/min,每日推进5~6环。     

土压平衡盾构机水平近接既有建筑物桩基础施工技术

穗莞深城际铁路桥隧比高达90％,穿越建(构)筑物较多,研究盾构机水平近接既有建筑物施工技术对工程的顺利进行非常重要.本文介绍了城际铁路土压平衡盾构机水平近接通过既有建筑物桩基础的施工过程,并从地质补充勘察、旋喷桩隔离保护、盾构土仓压力控制、掘进速度、盾构姿态控制、注浆及地质雷达检测6个方面详细地介绍了技术控制要点,对同类工程施工有一定的借鉴意义.     

复合地层盾构姿态纠偏与隧道成型质量控制

盾构法施工时盾构机的姿态控制是确保盾构法隧道成型质量的关键。盾构机在均一地层地质中掘进时盾构掘进控制较为容易,但在上软下硬的复合地层中掘进时容易出现刀具偏磨、地面沉降不易控制、盾构姿态纠偏困难等问题。本文依托盾构机在典型的上软下硬复合地层中遇到姿态出现向下纠偏困难的情况为背景,通过对地层地质、盾体姿态、盾构掘进参数及隧道管片成型姿态等数据进行综合分析,采取多种纠偏措施以及质量控制措施,使得盾构机姿态得以顺利完成纠偏且隧道质量得到良好控制的效果。此案例可为类似地下工程施工提供借鉴经验。     

富水粉细砂地层盾构全水中接收技术

以北京地铁 19 号线支线清河站南侧盾构区间为例,对盾构全水中接收各阶段工序、风险和控制参数进行 分析,得出了相应的风险控制措施,并得到了成功应用。盾构全水中接收参数控制及监测数据表明：全水中接收 盾构井灌水高度在实测水位以上 0.5 m～1 m,可有效控制盾构接收涌水涌砂情况;接收期间土压力从 15 环的 0.08～0.12 MPa 逐渐降低为 0,适当提高同步注浆量至理论值 1.25 倍,推进速度 5.1 mm/min,接近围护桩 2 环时推力 从 9 000 kN 升至 20 000 kN,磨桩期间推力在 9 000～14 000 kN,风险可控;沉降发生主要有两个阶段,即刀盘 出洞及盾尾脱出阶段,各占 0.9～1.5 mm,4.0～4.8 mm,盾尾脱出影响大于刀盘出洞影响。     

复合式土压平衡盾构机通过软弱地层施工技术

南京地铁一号线南延线(南—岔)盾构区间工程,线路呈S形曲线,地层多为粉质黏土。本文介绍了盾构机通过软弱地层时地面建(构)筑物的沉降控制、距离小半径施工时盾构姿态控制、减少长距离小半径隧道中电瓶车车轮磨损控制、上软下硬地层盾构的推进控制、盾构刀具磨损的控制措施、以及盾构机通过全断面硬塑状粉质黏土时的盾构参数,解决了富水砂岩地层盾构机的推进、盾构机通过中间风井和大坡度贯通进站等技术问题。     

苏州轨道交通2号线盾构区间隧道设计的特点与难点

结合苏州轨道交通2号线盾构区间隧道的设计,针对盾构隧道下穿沿线大量房屋,深入研究不同房屋建筑的沉降控制标准、盾构同步注浆和二次注浆参数、盾构掘进参数、监控方案等,提出了明确的保护实施方案;对线路绕避桥梁、桥梁拆除和盾构机直接切割桥桩方案做了技术比选,重点介绍盾构机切割桥桩的实施要求如盾构机刀盘改造、桥梁截桩保护、掘进施工和盾构隧道加强措施等;对盾构隧道下穿铁路站场,根据城际高速铁路和普速铁路不同的沉降控制标准,研究制定了不同的加固方案,结合铁路站场改造协调制定了具体的加固实施方案。     

城市地铁盾构近距离穿越桥梁、河流综合施工技术

北京地铁10号线国—双区间盾构段主要风险点为穿越双井北天桥、京秦铁路桥、通惠河及国贸桥群桩。根据各产权单位提出的因地铁施工引起各建(构)筑物的最大沉降标准要求,在盾构穿越风险点前,通过设置试验段和数值模拟计算,优化施工参数。穿越期间采取有效控制土仓压力、盾构机推进速度、螺旋输送机出土速度、调整注浆压力、加大注浆量和盾尾油脂用量、及时进行同步注浆和二次补浆等技术措施,确保了国—双区间盾构安全顺利地通过了各个风险点,各建(构)筑物沉降值均小于产权单位要求的最大沉降值。     

关于盾构机和衬砌环的定位测量

盾构机的空间定位用三度直角坐标和三度姿态角,拼装式衬砌环的定位用三度直角坐标加两度"侧超前"和横滚角.证明衬砌环的姿态偏差(侧超前)是引发常用平端面衬砌环隧道出现连续错台的直接原因.定义了"超前"、"错台"的概念,导出它们的数量关系.为提高装配式隧道的质量,减少环缝的连续错台,更要并杜绝衬砌环的净空侵限,首先要控制盾构机在推进时的位置和姿态偏差,同时也要控制衬砌环拼装时的位置和姿态偏差.给出一套控制定位偏差的限量体系,供工程项目试用.     

砂卵石地层中泥水盾构机脱困技术方案分析

盾构机在砂卵石地层中卡机是目前地下施工项目面临的较大的危险源之一.以兰州轨道交通1号线一期工程迎马区间泥水平衡盾构机在砂卵石层中卡机故障为例,分析了在沙卵石地层推进中盾构机卡机的原因,介绍了盾构机脱困技术方案,详细阐述了该技术方案的实施步骤和相关技术细节。     

首例盾构在灰岩地区近距离下穿高铁路基段技术

灰岩地层因其软硬不均、上软下硬、高强度,导致盾构在掘进过程中难度极大。以广州地铁9号线3标盾构下穿武广高铁路基段施工为例,创新性地引入MJS水平加固施工技术,长距离进行水平旋喷桩加固(60 m),成桩效果良好,沉降控制好,配合盾构整体式刀具及切口水压控制,通过掘进管理,保证盾构机在下穿不停运高铁路基段顺利掘进,确保施工安全。     

高富水复杂地层中泥水平衡盾构机穿越风井施工关键技术

为解决泥水平衡盾构机在高富水复杂地层工况下盾构机直接穿越风井技术难题,以长沙市轨道交通3号线一期工程SG-5标段阜埠河站～灵官渡站区间为例,将砂浆回填法应用于现有地层下的盾构机风井施工技术方案中。通过进一步工程实践,从盾构机风井砂浆回填施工方案、盾构机姿态控制以及管片拆除等三方面展开相应的实践研究。设计了符合现有地层下的盾构机风井砂浆回填结构,确定了回填方量以及回填高度;制定了砂浆回填过程中盾构机掘进参数控制策略,确定了盾构机切口压力以及掘进速度控制范围;分区间距离提出了盾构机掘进过程中姿态测量方案以及砂浆回填后管片拆除的施工方法。通过上述策略安全顺利地完成盾构穿越中间风井施工,以期为今后类似工程施工提供借鉴。     

长螺旋法水泥粉煤灰碎石桩施工技术

通过对客运专线CFG(水泥粉煤灰碎石)桩工程实践研究,从施工方法选择、工艺流程设计、质量控制等几个方面对长螺旋法CFG桩施工在铁路客运专线中的应用进行了介绍.经综合考虑常用CFG桩施工机械的性能、所适宜的地质条件、成桩质量及对相邻桩的影响程度等因素,采用长螺旋钻机成孔、管内泵压混合料成桩工艺来施工CFG桩,能够较好地满足承载力和设计变形值要求,能较好地控制工后沉降,其加固效果明显.