微型隧道管片力学性能试验台设计与研究

为满足微型隧道管片力学性能试验需要,设计制造了集载荷施加与数据采集功能于一体的微型隧道管片力学性能试验台。根据管片实际埋深及自身重力影响,可选择卧式或立式试验,兼容不同尺寸管片。设计了载荷模拟方案,利用环箍加载油缸实现水压模拟,利用水平及垂直加载油缸实现土压和地层抗力模拟。分析了试验台液压系统功能要求与工作原理,并进行详细计算与元件选型。设计了试验台数据采集系统,可采集应变、位移、环箍力、集中力等数据。实践证明应用效果良好。     

利用既有超小竖井的盾构主机分体接收技术研究

随着城市建设规模的不断扩大,老城区市政管网建设受既有条件限制无法采用明挖及顶管工艺施工,将更多的采用盾构施工工艺。目前盾构施工技术已在城市轨道交通、市政工程等领域运用十分成熟.。为解决特定环境下无法施作盾构接收井的难题,经大胆创新提出了利用市政管网既有小直径竖井作为接收井的盾构接收方案。而利用既有小直径竖井进行盾构接收必须解决接收井无预留接收洞门、盾构接收密封、盾构机分体接收三大难题。南京洪武路污水主干管下穿秦淮河段管道内径2.1 m,采用盾构法施工,在明城墙下、秦淮河畔利用直径6 m的既有竖井成功实施了盾构接收。本文针对上述三大难题对微型盾构机利用既有小直径竖井分体接收技术进行详细阐述。     

盾构机远程监控系统在GIS+BIM平台中的集成开发及应用

为解决远程实时监控盾构机施工并联动查看项目其他数据的问题,结合GIS+BIM技术,在GIS+BIM数字化项目管控平台中集成开发了盾构机远程监控系统,实现远程查看多台盾构机的实时数据,包括盾构位置、盾构台账、运行参数、盾构姿态、时间材料统计分析以及风险预警,同时能够联动查看GIS+BIM平台中施工进度、监控量测、视频监控、协同资料与场地模型等施工项目数据。分别从系统硬件架构、软件开发及实施流程、系统主要功能进行研究与分析。系统辅助管理人员进行盾构施工掘进决策,提高了管理效率,节约了管理成本,并在青岛地铁8号线项目中进行了推广应用,效果良好。     

土压平衡盾构机土舱压力的设定方法及原位实测反分析

通过分析盾构机刀盘开口率、穿越土层性质、隧道线型和地面超载4个因素对EPB盾构机土舱压力设定的影响,提出土舱压力的土性修正系数和曲线修正系数,建立既能体现土层性质又能反映隧道线型的土舱压力设定方法。基于杭州地铁盾构隧道施工的监测数据,以地表变形为筛选指标析出典型区段土舱压力的原位实测数据,并以此对开口率为36%的辐板式盾构机和开口率为65%的辐条式盾构机在淤泥质粉质黏土中分别以直线和曲线掘进时的修正系数进行反分析,得出相应的土性修正系数和曲线修正系数,并通过实例验证了修正系数的取值。结果表明:在给定土层中掘进时,开口率为36%的辐板式盾构机与开口率为65%的辐条式盾构机相比,前者挤土效应更明显,在曲线掘进时土舱压力的增量也较大;而后者的土舱压力更稳定。     

盾构机开口率对密封舱土压力分布影响的数值模拟

对盾构机施工现场采样得到的原状土样本,通过添加改性剂实验室重建了盾构机密封舱的改性渣土.根据实验室三轴压缩试验数据,确定了密封舱渣土的Duncan-Claang非线性本构模型参数.采用有限元方法,数值模拟了盾构机密封舱土压力分布.建立了盾构机密封舱隔板可观测土压力与掘进工作面土压力的映射关系,研究了土压平衡盾构机密封舱土压力优化设置问题.     

土压平衡盾构机的组装

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械,广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。结合北京地铁8号线二期四标回龙观东大街至西三旗区间的地层条件,介绍了土压平衡盾构机的工作原理、组装步骤、技术要点及注意事项。     

土压平衡盾构机过富水砂层施工技木

针对土压平衡盾构机在富水砂层不利地质中作业时易出现地层沉降、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题,提出盾构机掘进工艺流程及操作要点,并结合项目特点提供了关键材料的配合比,为土压平衡盾构机在类似富水砂层地质条件作业提供借鉴.     

土压平衡盾构过圆砾土层施工技术浅析

通过研究西安地铁一号线12标采用土压平衡盾构机穿越600 m全断面圆砾土地层的施工风险,提出了在盾构机设计、渣土改良,控制沉降等方面的各项措施,为以后类似工程施工提供借鉴。     

基于无线网络的消防水泵监测系统研究

针对我国当前消防自动巡检系统迅速推广应用,提出了将无线网络技术应用到消防巡检系统中的设想,并设计出相应的硬件和软件系统。该系统分别采用光电传感器和压力传感器采集消防水泵的转速和管道水压,再经过一系列信号处理,通过基于nRF2401芯片的无线收发模块将数据传给上位机。上位机用Labview对设备进行状态显示、报警以及数据存储等。经实验调试,该系统完全满足实际应用的要求。该设计结构简单、经济可靠,具有一定的实用价值和市场推广意义,并且具有系统兼容性和可扩展性,为后续系统升级和智能扩展提供技术平台。     

德国海瑞克土压平衡盾构机刀盘转速异常故障原因分析和排除

针对广州地铁2/8线盾构5标海瑞克盾构机调试过程出现的刀盘转速异常故障现象,主要从刀盘的液压系统工作原理、电路控制原理、S7-PIC应用、机械等方面做了深入的阐述,最终找出故障原因,为今后施工过程中遇到类似故障问题提供解决问题的经验和方法,同时也充分说明了在盾构机维修过程中只有清楚理解盾构机各系统的工作原理,才能在实际工作中快速排除盾构机的各类故障。     

中粗砂地层中降低盾构机刀盘扭矩的措施研究

盾构法施二已成为开挖城市地铁隧道的主要工法。但盾构施工中,刀盘驱动扭矩过大,始终是制约施工进度的主要因素。从盾构机刀盘驱动系统、土仓内切削土体、泡沫系统、刀盘开口率、刀具选型等5个方面对盾构机刀盘驱动扭矩过大的原因进行了分析,提出了切实可行的解决办法,并在沈阳地铁一号线云沈区间盾构施工中得到了成功的应用。     

浅埋砂层中土压平衡盾构机土仓压力和同步注浆量与地表沉降的关系浅析

通过对广州地铁6号线盾构2标采用土压平衡式盾构机穿越150余m浅埋富水沙层的施工参数所进行的分析,阐述了在此类地层中土压平衡盾构机土仓压力和同步注浆对地表沉降的影响。土仓实际压力应控制在略大于20 kPa范围。     

土压平衡盾构下穿河道段施工风险评估与控制措施研究

为了综合评价地铁盾构隧道下穿河道施工安全风险,文章运用模糊层次分析法对土压平衡盾构隧道下穿河道施工安全风险进行分析。研究得出,该工程项目风险为中度风险,盾构机本身设备故障、地层稳定性差、施工掘进参数控制不当等因素产生的风险比较大。依据盾构机下穿河道的施工风险评价结果,系统研究施工难点及其风险对策,采取有针对性的技术措施,有效降低施工过程中的风险。     

基于渣土改良的土压平衡盾构掘进参数特征研究

依托南昌地铁1号线5标段盾构工程,考虑土舱压力、岩土地层松散性、盾构机渣土改良系统和泡沫消散等因素,对盾构开挖面泥质粉砂岩与砾砂层体积比为1/1区段泡沫剂用量进行优化,分析渣土改良对总推力、扭矩和土舱压力的影响。研究结果表明:渣土改良对盾构施工参数有一定的影响,渣土改良参数优化后盾构总推力、扭矩和土舱压力相对平稳。渣土中泡沫添加比的增大,能适当降低盾构机总推力和扭矩。盾构机停机时由于受到泡沫破碎或消散的影响,土舱压力随时间而逐渐减小。盾构掘进阶段时渣土改良能减小土舱压力的波动幅度,且泡沫添加比越高,土舱压力波动幅度越小。     

盾构机纠偏线路设计

为了控制盾构机按照隧道设计轴线掘进,当盾构机实际位置与设计轴线偏差过大时,需要进行纠偏。为防止纠偏过度产生蛇形掘进,就要设计最优的纠偏曲线。对纠偏曲线设计的约束条件进行分析,通过推导建立了纠偏曲线模型。     

城市铁路

北京地铁14号线将采用“史上最大盾构机” 7月2日,专为北京地铁14号线15标段隧道施工而量身打造的中国最大的地铁用土压平衡盾构机在秦皇岛正式下线,这标志着中国地铁施工技术实现重大突破。盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点。     

复合土钉墙模型试验测试系统的研究

随着微型钢管桩超前支护复合土钉墙的广泛应用,对其研究也不断深入.为了在微型钢管桩超前支护复合土钉墙模型试验中取得科学可靠的数据,文章对模型试验中的测试方法、测点布置等进行了研究.所研制的一套测试系统可反映出开挖过程中的应力变化情况.     

浅覆土软弱地层中土压平衡盾构机曲线始发技术

以穗莞深城际轨道交通太平隧道盾构施工为例,探讨了土压平衡盾构机浅覆土软弱地层中曲线始发技术措施,对始发过程的管片进行了受力分析与计算,采取在浅覆土段堆土加载方式防止管片上浮,盾构始发过程中,对地表沉降、管片衬砌结构拱顶沉降、拱底隆起等进行监测.实践表明,所采取的措施满足了设计线形的拟合要求,控制了管片的上浮量,可供类似工程施工借鉴.     

西安地铁全断面无水砂层盾构施工技术

针对无水砂层的特点,从土压平衡盾构机选型、渣土改良、刀盘开口率大小及能否顺利建立土压平衡几个方面进行了试验、分析和研究,确定了渣土改良的配比和合理掺量,并结合工程实际进行了验证和完善,使盾构机安全顺利地通过该地层并且取得了一定的经济效益,从而解决了盾构机穿越无水砂层的难题,可为今后施工类似地层提供经验。     

考虑施工过程的土压平衡式盾构隧道掘进数值分析

研究目的:通过建立三维有限元模型,对土压平衡式盾构隧道掘进的施工过程进行模拟,模拟中考虑了盾构机作用、盾尾空隙及注浆的影响、后方台车重量等因素,并采用了位移控制的求解方法.该计算模型可以用于探明地表或地中位移的大小和分布情况,以及地层移动随盾构机掘进的动态变化规律.研究结论:盾构掘进时地表沉降主要在盾构机前方1D到盾构机后方2D的范围内产生,随着埋深的增加,地层受盾构机的扰动也大.盾尾空隙的存在是造成地层移动的主要原因.盾构掘削面到达前,地表将沿着盾构机推进方向产生移动,该移动在盾构通过时受地层沉降的影响会先减小后增大,并在隧道建成后出现最终的最大值.