富水粉砂地层盾构机尾刷更换技术

盾构在长距离隧道掘进过程中,盾尾刷因过度磨损会逐渐失去密封作用,导致盾尾位置漏浆漏水,而在不良地质地层更换盾尾刷存在着很大的风险。为了解决在不良地质条件下,尤其是在富水粉砂地层中更换盾尾刷的难题,采用注聚氨酯对盾壳周边止水、注聚氨酯、水泥-水玻璃双液浆对盾尾后方止水,并检查止水效果后逐块拆除管片后,再进行第1道尾刷更换施工的方法取得了在富水粉砂地层中更换盾尾刷时,充分利用盾构自身结构来确定管片位置情况等对盾壳、盾尾部位进行止水,就可保障管片拆除后盾尾安全的工程实践措施,解决了不需要在挖检修竖井的前提下,在富水粉砂地层中更换尾刷难以确保盾尾安全的问题,获得了在富水粉砂地层中安全快速更换盾尾刷的良好效果,供类似工程参考。     

盾尾密封全过程管理要点与实践

为解决盾尾密封损坏导致的工程安全和进度问题，通过跟踪、统计多项盾构隧道工程盾尾密封使用和更换情况，总结盾尾密封的失效形式，并分析盾尾密封失效的原因，主要表现在盾尾密封设计缺陷、盾尾刷制造与安装质量差、油脂填充质量不高、施工过程控制不严以及应急预案准备不充分等方面。提出基于全过程管理理念的盾尾密封管理方法，从盾尾密封设计、盾尾刷制造和安装、初装油脂、施工管理、应急管理5个阶段，对盾尾密封的全过程管理要点和对策进行系统研究。该方法在中俄东线天然气管道长江盾构穿越工程得到成功应用，保障了盾构施工中盾尾密封安全，为盾尾密封的科学管理提供了新的思路和举措。     

土压平衡盾构盾尾密封刷检修技术

土压平衡盾构机主要密封部位之一的尾刷,却是非常容易损坏且难以修复的部件,以小松盾构机为例,介绍在区间隧道掘进中停机检修盾尾刷的必要安全条件、检查与更换方法、密封刷更换后的保护措施等实用技术。特别是对检修前的准备工作进行了详细阐述。     

中铁隧道集团自主创新形成完整的盾构产业链

<正>近日,中铁隧道集团公司自主研发的国内首台盾尾密封刷耐磨性测试平台投入使用,自此我国盾构盾尾密封刷有了国产专业性检测设备。实验检测和现场实际使用情况表明,国产盾尾密封刷性能达到国内领先水平,而造价只有国外同类产品的1/3。中铁隧道集团专用设备中心于2012年成功研制出国产盾尾密封刷,采用全自动钢丝压花机、钢丝切断机、液压剪板机、钻铣床、开式可倾压力机等专业化成套设备,实现标准化流水线作业,年产盾尾密封刷1万个以上,设计合理,造价低廉,性能优异,类型     

浅覆土高水压强透水地层注浆法更换盾尾刷技术

为了改变冷冻法止水更换盾构盾尾刷施工成本高、工期长的行业现状,解决浅覆土、高水压、强透水地层更换盾构尾刷止水难度大、渗漏风险高的技术难题,南京纬三路过江通道N线工程采用提前预制特殊管片,增加径向预留注浆孔,不断优化注浆配比、注浆参数和注浆工艺,进行有效注浆的方法,并配以相应的辅助措施,最终达到更换盾尾刷时的止水要求,顺利完成了复杂地质条件下的超大直径泥水盾构盾尾刷更换施工,比采用冷冻法加固止水大大节约了工期和成本,具有较高的社会效益和经济效益。     

富水砂层盾尾密封修复技术

南昌轨道交通1号线秋水广场站-中山西路站区间隧道为首条穿越赣江的隧道,其始发与接收段均处于富水砂质地层中。在盾构始发过程中,出现盾尾漏浆。为解决盾构推出洞门端头加固体后盾尾漏浆问题,采取泥水舱及盾壳上注入优质膨润土泥浆封闭、盾尾注入水泥砂浆封堵周边水系等措施,根据管片长度与盾尾密封的位置,选择合理的推进长度进行管片拆除,用塞焊的方法对3道盾尾刷处的注浆管、注脂管与盾尾之间的间隙进行焊接封堵,顺利解决了盾尾漏浆问题,完成了盾尾密封的修复工作,可为类似工程的盾尾密封修复提供借鉴与参考。     

盾尾密封刷实验平台的设计与研究

为判断盾尾刷的质量,从盾尾刷的耐磨性和弹性2个关键性能参数入手,运用液压原理、PLC及运算放大控制原理,通过对动力参数和控制系统的详细研究,设计出一台套用于检测盾尾刷耐磨性和弹性的实验平台,用于优选盾尾刷,提高施工安全性。     

盾尾钢丝刷受力性能模拟试验研究

为探讨某隧道工程盾尾渗漏事故原因,设计一套可模拟不同盾尾间隙工况条件下的盾尾刷加载模拟试验装置,并对该工程盾尾钢丝刷在不同的盾尾间隙下的工作状态(加载变形和破坏模式)进行试验研究。试验结果表明:1)在相同作用压力下,随着盾尾间隙的增大,盾尾钢丝刷抗变形能力逐步降低。2)在盾尾间隙较小时,盾尾刷前后钢板的协调变形能力较强,盾尾钢丝刷能承受较大荷载;当盾构间隙增大到一定程度时,仅较小的荷载即可造成盾尾钢丝刷钢板产生较大的变形,导致盾尾刷保护钢板产生塑性变形,甚至根部断裂,破坏后的盾尾刷钢丝外翻,从而导致盾尾密封失效。     

耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其性能表征

针对国内跨江越河等高水压(0.4~0.8 MPa)盾构施工所需盾尾密封油脂被进口产品垄断的难题，通过正交试验研究盾尾密封油脂各个配方组分之间的相互作用。结果表明: 1)增稠流变剂的引入，提供了层间距为5~10 nm的片层结构，为基础油和聚异丁烯提供了进入空间，实现了增稠分散，提高了耐高水压盾尾密封油脂的剪切流变性，保证了稠度与泵送性的平衡； 2) 不同尺度的天然可降解纤维与配方中其他组分形成复合纤维增强阻水结构，使得耐高水压盾尾密封油脂的水击穿压力达7 MPa，是进口产品的1.75倍。在实现盾尾密封油脂稠度和泵送性适中的同时，大大提高了盾尾密封油脂的抗水压密封性，为我国跨江越河等高水压复杂地层盾构用高端盾尾密封油脂的进一步研发与转化打下坚实的基础。     

盾尾密封油脂泵送性测试仪器、测试方法与评价标准研究

针对目前国内盾尾密封油脂的泵送性无精确定量测试设备、测试方法和评价标准的问题,对国内外盾尾密封油脂泵送性的测试仪器、测试方法和评价标准进行了梳理和对比。根据课题组对盾尾密封油脂的配方和性能的研究成果,结合我国盾构隧道施工中盾尾密封油脂的具体使用情况,参考ASTM D1092,研制了盾尾密封油脂泵送性的定量测试设备、给出了测试方法,并推荐了其评价标准。为我国制定盾尾密封油脂泵送性指标的行业标准提供了借鉴。     

液氮冻结技术在隧道工作井二次封堵水中的应用

为封堵工作井异常涌水涌砂缝隙,以某隧道新工作井液氮二次冻结封堵水工程为背景,基于液氮气化时剧烈吸热的原理,提出采用液氮土层冻结技术快速冻结封堵涌水的解决思路。研究在初期盐水冻结壁有缺陷存在条件下运用原有冻结管和新增冻结管液氮封水冻结,冻结帷幕形成和冻结孔布置参数的设计、施工流程以及冻结效果。得到以下结论:1)通过温度数据监测得出测温孔最低温度达-30℃;2)C4测温孔数据表明总体冻结壁发展半径超过原设计的0.54 m;3)C5测温孔数据表明,在距地面9.6m处土层温度已达到-10℃,冻结壁发展半径超过0.70 m;4)裂缝处冻结壁有效厚度达到0.85 m,槽壁内侧温度低于-4℃,且随着深度的加大接缝位置处平均冻结温度降低。     

大直径公路隧道圆形联络通道的冻结加固设计与实践

人工冻结技术是软土地层中联络通道加固的常用方法,而联络通道结构形式是影响冻结加固设计和施工的重要因素。依托上海沿江通道工程,针对江底大直径隧道的工程特点和地质条件,介绍了圆形冻结加固体的设计方法和施工过程,分析了地层温度和隧道变形的变化规律。获得以下结论:水土压力作用下,圆形冻结壁内部不会出现拉应力,可以充分发挥冻结壁抗压强度高的优势;沿联络通道轴线平行布置的双圈冻结孔布置形式,使形成的冻结壁更均匀,而管片内表面敷设的冷排管的加强冻结方式,也可以避免冻结壁内部出现薄弱环节。圆形冻结壁结构形成过程中产生的冻胀作用,对两侧大直径隧道影响较小,可以保证隧道的安全和稳定。研究结果表明,圆形联络通道冻结加固形式较传统直墙拱形断面具有明显的优势,研究成果可供类似地层的联络通道冻结设计和施工时参考。     

孟加拉卡纳普里河水下隧道大直径泥水盾构钢套筒始发关键技术研究

孟加拉卡纳普里河水下隧道工程具有近海域、大潮差、大坡度、大直径、穿越富水粉细砂地层等特点,盾构始发涌水、涌砂风险 极高。为有效减小盾构始发穿越富水砂层的突涌问题,采用大直径气垫式泥水加压平衡盾构设备,从加固松软地层、切断地下水来 源和减轻突涌后果3 方面入手,提出三重管旋喷桩加固技术、降水技术和大直径钢套筒始发技术。大直径钢套筒始发技术包括大 直径钢套筒及支撑体系设计与安装技术、大型钢套筒及反力架变形监测技术、钢套筒内始发泥水建仓技术。钢套筒密封代替常规 帘布橡胶洞门密封装置,变局部密封为整体密封,大幅度降低了盾构进入富水粉细砂层时洞门涌水、涌砂的风险,提高了盾构始发 的安全性。     

软土地层联络通道冻结法施工技术

介绍了水平冻结法施工技术在上海轨道交通10号线国权路站-五角场站区间软土地层联络通道施工中的应用,并且重点论述了冻结帷幕设计、冻结孔布置及制冷设计等问题。实践证明,采用的冻结法施工技术是科学、合理的,可为其他类似工程提供参考。     

液氮冻结二次加固在富水软弱地层小盾构接收中的应用与实测

为研究富水软弱地层盾构工程单独使用水泥土加固难以解决涌水涌砂的问题,以秦淮-滨南220 kV线路盾构隧道“K4”井盾构接收工程为背景,对已有化学加固的盾构端头采用液氮垂直局部冻结进行二次加固封水,提出盾构接收时冻结实测应满足的条件,进行冻结实测及温度发展规律分析。实测表明： 1）水化热影响下,冻结壁平均发展速度为81.9 mm/d,为正常液氮冻结速度的55%~68%,为常规盐水冻结速度的3.2倍; 2）液氮冻结的冻结壁平均温度为常规盐水冻结的3倍; 3）液氮冻结工期为常规盐水冻结的1/3~1/2; 4）维护冻结期间液氮消耗量为积极冻结期间的1/3便可维持冻结壁温度。利用液氮快速冻结进行二次加固封堵涌水能有效保证工期,避免事故的发生。     

公路边坡排水淤堵分析及新型仰斜排水孔应用研究

公路边坡通常是采用PVC塑料管外包土工布进行坡体的地下水排水处治,然而这种结构的仰斜排水孔在地层环境的长期机械、生物及化学作用下容易发生淤堵,导致排水功能逐渐减弱,甚至失效,致使大量的地下水滞留在坡体中,给边坡的安全带来隐患。依托京港澳高速公路小塘至甘塘段(K16+930~K17+000)右侧边坡开展了新型排水孔现场试验应用研究,提出了新型仰斜排水孔设计与施工的方法。通过两年的运行监测结果表明:新型仰斜排水孔较原排水孔雨季每天排水流量提高了10倍,排水效果显著。同时,防止淤堵效果很好,能延缓化学淤堵的产生,提高了排水孔的耐久性。     

盾构瓦斯隧道掘进技术

根据武汉地铁2号线范汉区间直接穿越瓦斯储气层的情况,分析瓦斯对盾构隧道施工的影响及危害,以及国家规范尚未对地铁盾构隧道的掘进技术做出量化的情况下,对在瓦斯隧道掘进中施工参数做出主动调整,重点研究控制盾构螺旋出土、盾尾密封、同步注浆及二次注浆质量等方面的技术措施,总结出了1套较为成熟的盾构瓦斯隧道掘进技术方法。     

钱塘江复杂地层下土压平衡盾构施工技术

杭州地铁1号线越钱塘江工程盾构穿越地层复杂,除了穿越砂砾、高承压水外,还将穿越沼气富集地层,施工风险极大。该文介绍了其施工技术:通过提出轴线调整、沼气防治、渣土改良等一系列施工措施,为盾构安全顺利穿越钱塘江提供了保障。     

MEAN SHIFT尺寸链在某车型尾灯优化中的应用

尾灯板的结构形式直接影响尾灯匹配,为了减少尾灯定位孔尺寸链,文章提出了一种考虑MEANSHIFT的尺寸链分析方法,在设计前期对尾灯板结构进行优化。以某车型尾灯板结构优化为例,通过尾灯安装定位孔位置分析出该设计存在的风险,针对风险,提出调整定位孔位置的解决办法,使新结构尾灯孔偏差低于原结构,通过现场验证,证明该方法可行。     

MEANSHIFT尺寸链在某车型尾灯优化中的应用

尾灯板的结构形式直接影响尾灯匹配,为了减少尾灯定位孔尺寸链,文章提出了一种考虑MEANSHIFT、的尺寸链分析方法,在设计前期对尾灯板结构进行优化。以某车型尾灯板结构优化为例,通过尾灯安装定位孔位置分析出该设计存在的风险,针对风险,提出调整定位孔位置的解决办法,使新结构尾灯孔偏差低于原结构,通过现场验证,证明该方法可行