特长隧道TBM 掘进施工方案研究及应用

为缓解由于地质环境变化引起的TBM掘进施工效率降低的问题,提出特长隧道TBM 掘进施工方案并进行研究与应用。以围岩边缘屈服准则和发展塑性准则作为TBM 运行的约束条件,以强度和刚度为基础分析围岩状态,制定相应施工方案。方案的顺利应用表明,在经济、环境与社会等效益方面该方案均有一定执行价值。     

煤矿斜井双模式TBM掘进时围岩坍塌原因分析及防治措施

双模式TBM是单护盾TBM与土压平衡EPB盾构机的优化组合,拥有针对不同围岩状态的两种掘进模式,对地质范围的适应性更大。在煤矿斜井深埋复杂地层条件下,由于地质因素、TBM掘进参数控制不当等原因,易导致围岩坍塌。对此提出在TBM掘进前、掘进过程中不同阶段防治坍塌控制方法,即采用超前地质预报、超前加固预处理和掘进参数监测与控制措施,有效防止了TBM围岩坍塌现象。     

锦屏TBM掘进效率的影响因素分析及思考

根据锦屏项目部TBM的实际运行情况,从一线施工的角度对TBM施工进行了分析和研究,论述了掘进模式、地质条件、掘进参数、初期支护以及外围施工的制约因素等对TBM掘进效率的影响,并分别提出了对机器设备的改造等相应的应对措施,以供类似工程建设者参考。     

大斜坡隧道TBM掘进的设备改造

大坡度隧道TBM施工在我国不甚常见,用于平洞掘进的TBM在大斜坡隧道掘进中各部件需要变更,分别从刀盘、主轴承润滑、喷混支护及台车制动等方面提出了改进设计建议,施工效果良好。对国内即将大量出现的大斜坡度隧道施工有很好的借鉴作用。     

某TBM隧道下穿电缆隧道的三维数值模拟

基于重庆某TBM区间隧道下穿一电缆隧道的工程实例,建立三维弹塑性有限元模型,模拟了TBM隧道掘进与既有电缆隧道之间的相互影响,对掘进过程中引起的电缆隧道变形及内力变化规律进行了分析与探讨,得出本项目安全评估结论,并提出优化设计的建议,可为以后类似工程的设计与施工提供参考。     

双组分化学灌浆在引汉济渭岭北TBM施工中的应用

陕西引汉济渭岭北TBM施工段在TBM掘进至K51+570时发生塌方、冒顶事故,导致TBM出现卡机被迫停工。后经多方案的比选决定采用双组分化学灌浆材料充填固结塌腔冒顶区域,介绍了TBM不同位置的注浆孔位的选择和注浆参数的控制。化学灌浆材料在开敞式TBM施工中的成功尝试,为今后TBM的隧道开挖支护开拓了思路。     

基于单护盾的复合式TBM在重庆铜锣山隧道的研究与开发

近年来地铁和轨道交通工程在多山城市开始修建,由于地形地貌的影响,往往同一个隧道区间内既有适合硬岩TBM掘进的围岩条件,也有适合土压平衡盾构机施工的软土地层,但城区隧道又不允许采用钻爆法施工,因而迫切需要研究实施合理、适用的解决方案。结合重庆轨道交通六号线铜锣山隧道地质条件,设计制造了基于单护盾的复合式TBM,具备单护盾和土压平衡两种掘进模式,介绍了不同掘进模式下TBM的出渣方式、刀盘与刀具的结构和布置方式等。可供类似工程设计、施工参考。     

双线近距叠交地铁盾构隧道施工技术

依托北京某地铁区间上下叠交隧道的特殊工况,从基坑降水技术、地层加固措施、掘进参数设置以及掘进技术控制四方面详细论述了此类复杂工程的施工关键技术。通过对掘进过程中地表沉降以及下行隧道结构的变形分析可知,所提出的盾构掘进方案有效地控制了上部隧道施工对下部隧道以及对既有构建物的影响,同时也为相关类似工程的建设提供了技术支持。     

西秦岭隧道对敞开式TBM的技术要求

敞开式TBM适合硬岩掘进,其在软弱围岩中掘进时易出现坍塌、变形、撑靴反力不足等问题,结合兰渝铁路西秦岭特长隧道工程的实际施工条件,探讨软弱围岩地段对TBM选型的技术要求,使其适应所在施工段的地质条件,以实现安全、快速施工的目的.     

重庆地铁TBM施工的监控量测与环境保护分析

根据重庆市特殊的地质条件,选用隧道掘进机(TBM)进行地铁施工,与钻爆法相比大大提高了施工进度和施工质量。从TBM施工质量监测和施工过程的环境振动、施工噪声等监测数据分析结果的比较,突出了TBM相对于钻爆法施工的优势,并对TBM施工提出了建议。该研究结论对于采用硬岩掘进机械的地铁施工具有指导意义。     

大直径盾构下穿北京机场快轨高架桥梁的安全控制技术

为研究在地铁隧道掘进过程中,大直径盾构下穿北京机场快轨高架桥梁的安全控制技术,基于数值模拟、室内实验及实际工程分析的方法,通过数值模拟软件建立了盾构下穿高架桥各个阶段的计算模型,由室内实验得出了适用于大直径盾构的添加剂参数,并通过实际工程中盾构掘进情况的反馈,得出了适用于下穿高架桥梁的盾构掘进参数.最后通过监测点的布置、量测及分析,得出了盾构穿越引起结构变形分为4个阶段,可为类似条件下的盾构掘进控制安全管理提供参考.     

浅谈新奥法隧道施工过程中的质量控制

结合隧道施工的工程实践,对新奥法隧道施工过程中的质量控制要点进行阐述。     

基于现场实测数据的隧道掘进机滚刀磨损预测

为了合理预测隧道掘进机（TBM）施工过程中地质条件、掘进参数及刀圈特性等多种因素对盘形滚刀刀圈磨损的影响,对TBM滚刀破岩机理和刀圈磨损机理进行了研究. 基于现场实测数据,如掘进推力、贯入度、磨损量、滚刀半径、滚刀安装半径、刀圈几何尺寸等,根据摩擦学理论,综合考虑各影响因素的相互作用,提出了刀圈综合磨损系数的概念,并建立了滚刀磨损预测模型,同时可对刀盘上各滚刀的有效掘进距离进行预测;将预测模型应用到兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工中,同时与其他预测模型对比,验证了综合磨损系数预测模型的有效性. 研究结果表明:刀圈综合磨损系数随滚刀安装半径的增大而减小,随滚刀安装角度的增大而增大;综合磨损系数与其他模型磨损系数变化规律基本一致;基于综合磨损系数预测得到的有效掘进距离与实际掘进距离基本吻合,误差在10%以内,说明基于综合磨损系数建立的TBM滚刀预测模型是可靠的.      

TBM主轴承故障成因分析及维保技术

TBM在我国隧道施工的应用已经十几年,其中不乏因TBM主轴承故障导致工程延误和重大损失案例.以秦岭隧道、大伙房引水隧道和中天山隧道工程中主轴承故障判断实例,分析了故障可能产生原因,如密封圈失效、润滑油运动粘度降低等,提出了判断故障的思路、检测方法和应对措施,以期引起施工人员的充分重视.同时从进行运行温度控制、油品理化指...     

大伙房水库输水工程掺合料试验分析

在大伙房水库输水工程中使用的掺和料主要包括微硅粉和粉煤灰两种。作为隧洞断面岩石支撑和衬砌的重要手段之一——喷射混凝土支护,对TBM隧洞掘进机掘进进度和安全影响极大。喷射混凝土的性能以及可操作性在一定程度上取决于掺和料的品种、性能及掺量等。经过大量的现场试验和现场应用,取得很好的效果。     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

盾构重叠隧道施工力学行为分析

我国地铁建设的快速发展,就涉及地铁建设中上下重叠隧道的相关问题进行研究。利用三维有限元方法并结合广州某重叠盾构施工的地铁工程实例分析了下洞（左线）隧道受上洞（右线）开挖产生的影响范围、上洞盾构在不同推进力下对下洞位移、应力和应变产生的影响和下洞局部范围在有临时支护条件下随上洞开挖产生位移和内力变化。分析表明：下洞隧道结构受上洞盾构施工的影响表示形式为上洞盾构前方的下洞结构存在向下桡曲,而在后方则向上隆起,直至趋于一个定值,其中下洞盾构机的盾尾需在上洞盾构机盾头前方的50 m;上洞隧道在推进过程中,推进力是控制下洞结构变形的主要因素。此时,应严格控制上洞盾构隧道施工时盾构机推进力大小并仔细对下洞结构变形进行监测;对下洞隧道施作临时支撑可以有效减小位移和结构的受力特性;分析计算得出的结论对于盾构重叠隧道设计和施工有一定指导意义。     

盾构隧道施工对富水软弱地层的扰动分析

为研究盾构隧道施工对富水软弱底层的扰动影响,以大连地铁某标段盾构隧道施工为例,首先基于修正剑桥模型建立土体本构关系,利用Shell结构单元模拟盾构初衬;然后采用流固耦合方法研究土体固结过程对盾构开挖引起软弱地层扰动问题;最后根据仿真结果与现场实测数据,绘制地表沉降对比分析曲线,给出盾构施工引起地表沉降的动态变化趋势.结果表明：孔隙水在盾构开挖完成后仍持续向隧道方向渗透,并引起距隧道较近区域的扰动趋势大于周围较远区域.本研究对提高富水软弱地层条件下盾构施工过程建模的准确性和实效性、指导盾构施工具有指导作用.     

TBM主轴承声发射故障诊断研究

以隧道施工TBM为研究对象,设计了主轴承声发射检测试验,进行了声发射信号采集,并取得较理想的分析信号。根据信号的时域图像特征及相关技术人员的数据支持,初步对TBM主轴承的工作状态做了判断,并采用了时变峭度法对实测信号进行分析,获取了强背景噪声下明显的故障特征,达到了抑制噪声、突出特征成分的目的。试验分析结果证明了该方法用于声发射故障信号特征提取的有效性,同时对TBM的状态监测提供了新思路。