清远水利枢纽4#取水隧洞TBM掘进施工关键技术

提高TBM对不良地质的适应能力,减小不良地质对TBM施工的影响,是保证水利隧洞安全高效施工的关键.结合清远水利枢纽库区取水工程4#隧洞TBM施工时受高强度硬岩、断层破碎带影响,导致TBM刀盘快速磨损、卡机、开挖不均的情况,从Q_(TBM)模型出发,研究了高岩石强度、高石英含量地质条件及断层破碎带TBM掘进关键技术.结果表明,以Q_(TBM)=1为参考值,通过调整TBM掘进参数、施工技术、装备配置同时积极采用超前支护措施,可有效提高TBM的掘进效率.     

富水砂卵石地层盾构刀具磨损原因及改进

为研究盾构机掘进砂卵石地层时刀具的磨损机理,以福州某地铁盾构施工为例,分析原施工方案存在的问题及引起盾构刀具过度磨损的原因.为改善土壤性能,在每m3渣土中分别添加150 L泥浆和350 L泡沫;采用辐条式刀盘代替原面板式刀盘;采用主、副切削刀,主超前刀,鱼尾刀,盘圈贝型刀,周边刮刀等刀具,并优化刀具在刀盘上的布置.测量...     

秦岭隧道全断面掘进机刀具磨损规律分析

根据全断面隧道掘进机在秦岭隧道初始３６８８ｍ掘进中的实际磨损情况,分析了掘进机在混合花岗岩和混合片麻岩两种不同岩石类型地质条件下刀具的磨损规律;掘进机及其 选择、使用注意事项,以及对刀圈研究、设计、制造的要求,对于ＴＢＭ及其 的设计、制造的改进和合理合理使用具有重要意义。     

钢轨波磨预测模型验证工况的研究

钢轨波磨会降低乘坐舒适性，增大轨道结构伤损，甚至影响列车的安全运行. 为判断钢轨波磨预测模型的准确性，首先，基于钢轨波磨现场调研数据，统计地铁线路和干线铁路的钢轨波磨发生率；其次，针对现有钢轨波磨预测模型验证方法的局限性，同时结合钢轨波磨发生的规律性，提出预测模型验证的3种基本工况:线路曲线半径≤350 m时的内轨波磨和外轨波磨、曲线半径 ≥ 650 m时的非科隆蛋扣件曲线线路或者直线线路钢轨的波磨，并进行实例验证；最后，根据基于轮轨蠕滑力饱和情况，提出了一种快速预测钢轨波磨发生的新方法. 研究结果表明:现有的波磨预测模型验证工况缺乏一般性，大部分没有考虑线路曲线半径的影响，忽视了从新轨到波磨出现阶段的钢轨振动演变规律，造成通过验证的波磨预测模型预测准确率偏低；所提出的波磨快速预测方法准确率可达到85.00%.      

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

重庆轨道交通硬岩掘进技术(TBM)的应用研究

介绍敞开式TBM在重庆轨道交通6号线1期工程的成功应用,解决了TBM施工进线、施工支护、下穿建筑物掘进、小净距掘进及TBM过站等一系列关键技术,实现了快速、安全、优质、环保的现代化施工理念.     

风沙环境下不同强度等级砂浆冲蚀磨损试验研究

针对戈壁风沙流环境特点,采用气流挟沙喷射法,对不同强度等级砂浆进行冲蚀磨损实验,研究冲蚀参数和砂浆强度对冲蚀磨损的影响.实验结果表明,砂浆试样的冲蚀率随冲蚀速度的增大而增大;在低速冲蚀时,强度对冲蚀率影响较小,而在高速冲蚀时,影响较大;各试样速度指数在2.1~2.8之间,与脆性材料的冲蚀磨损预测值相一致.砂浆靶材在45°攻角冲蚀时冲蚀率最低,而在90°攻角冲蚀时冲蚀率最高,符合脆性材料的冲蚀规律.砂浆试样的冲蚀量随冲蚀时间近似呈线性关系增大,不存在冲蚀孕育期.砂浆试样的冲蚀磨损机制为选择性冲蚀磨损.     

磁控溅射外部Cr层对CrN磨损宽度的影响

为了提高CrN涂层耐磨性能，采用磁控溅射技术研究外部Cr层对CrN磨损宽度的影响。通过设置不同载荷、转速、旋转半径研究表面摩擦磨损情况。结果表明，旋转半径增大，离心力作用效果更加明显，其中在转速为300 r/min，旋转半径6 mm时，未溅射Cr层的CrN涂层平均磨损宽度达到945.7μm，且外侧磨损更加严重，相同条件下溅射外部Cr层的磨损宽度为571.2μm，说明外部Cr层在磨损过程中有效抑制表面磨损区域增加。溅射外部Cr层后，在转速为200 r/min时的摩擦系数与表面磨损区域宽度随旋转半径增加而增加。表面磨痕呈犁沟状，磨损机制为磨粒磨损。     

角接触球轴承微动磨损行为

为了解载荷、摆动角度和循环次数对角接触球轴承微动磨损行为的影响,用自制的轴承微动试验装置对角接触球轴承QJ208在干态下进行了3种摆角(0.88°、1.21°和1.54°)、4种轴向载荷(2.5、5.0、10.0和20.0 kN)、2种循环次数(2和12万次)的摆动微动试验,在此基础上,对轴承磨痕进行分析.结果表明:外圈上微动磨损随载荷增大而减缓,随摆角增大而加重,随循环次数的增加,其磨损增幅趋缓;在摆角为0.88°时,磨损机制以疲劳磨损为主,在摆角为1.54°时,则以磨粒磨损为主;在同一钢球接触处,外圈上的磨痕比内圈上的磨痕严重.     

滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响

在自行研制的小型轮轨滚动磨损实验机上,以CL60车轮钢和U71Mn钢轨钢配副为研究对象,通过控制轮轨的转速,研究滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响.结果 表明:滑差对轮轨黏着特性存在显著影响,在所测试的若干工况下,随滑差增大,轮轨黏着系数增大;滑差影响轮轨的磨损量,随滑差增大,轮轨磨损量增加;轮轨表面硬度随滑差...     

TBM施工中遇到问题的分析及对策

TBM结构庞大且复杂,作业环境恶劣,施工中难免会遇到各种问题。分析了主轴承润滑系统污染可能的途径、导致的后果及可采取的维护保养措施;介绍了刀圈偏磨、刀圈卷刃、挡圈断裂或脱落等刀具异常损坏的原因及对策;提出风机底座振动、风管破裂及漏风等隧道通风问题的解决方法;制定了加强线路以及车辆运行管理的运输方案。以上措施的应用促进了TBM施工综合速度的提高。     

TBM引进以来存在问题之回顾及对策

TBM引入中国已有十几年,笔者亲历了几个隧道工程施工全过程.反思设备设计、选型和维护使用出现的误区,例如掘进机刀盘对岩石的适应性估计不到位,导致刀盘磨损严重;主机性能应与后配套正确匹配;整机散热应与隧道通风携带热量保持平衡;主轴承使用的关键是保持良好的润滑周边条件等.就这些现象与问题提出一些解决思路和对策,可供同行参考...     

隧道进口段TBM掘进法施工技术

随着隧道建设发展,TBM掘进法在隧道施工中的应用日益广泛。为了进一步控制掘进方向,在换步作业中,主操作员根据激光导向系统提供的TBM主机位置数据进行调向作业,完成对主机掘进方向的调整,使TBM的掘进方向始终处于控制范围内。同时,结合本工程的地质资料和上一循环掘进情况,选择合理的掘进模式。     

硬岩掘进机刀具防护技术

硬岩掘进机（TBM）的施工中，尽量减少刀具异常损坏是降低刀具消耗成本的重要途径。造成刀具异常损坏的原因很多，地质条件是其中最为重要、最难应对的因素。为对凸出刀盘面板的滚刀采取保护，在滚刀前方以及左右两侧增加防冲击保护台，尽量减少滚刀完全暴露在刀盘外的部分，以此来减弱不规则掌子面以及大石块对刀具的冲击。介绍了保护台的形状、材质和高度，实施效果良好。     

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。     

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.     

盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术

盾构法修建的隧道粘土含量较高时,采用一般掘进方法,会造成刀盘开口堵塞,影响掘进速度.以台山核电取水隧洞为例,通过工程类比、现场试验和施工实践,重点概括和提炼总结了海底隧洞粘土地层盾构快速掘进施工技术：①改进刀具、增大刀盘开口率;②调整转速和掘进参数降低地层扰动,适应快速掘进;③控制泥浆保证循环顺畅,同时达到绿色环保的作用;④控制掘进姿态以保证隧洞线型.以上措施的采用,保证了隧道安全、顺利掘进.     

Back-analysis of the response of shield tunneling by 3D finite element method

This paper presents a numerical back-analysis of the response of a shield tunnel during construction. An important issue in the construction of shallow tunnels, especially in soft ground conditions, is the surface settlement caused by shield tunneling. The tunnel test system with 10 m length, 7 m width and 6.7 m height, which was completed in China in 2009, is a research shield tunnel system. Using shield tunneling technique known as earth pressure balance (EPB) and slurry shield method, it could be excavated in a region consisting of original soft soils, such as silty clay, and different types of underlain soft soils. Based on the test results, the real-life tunnel response can be analyzed by back-analysis technique. The back-analysis technique is adapted to the three-dimensional finite element method (FEM). Parameter analyses are calibrated to study the behavior of the multi-scale diameter tunnel under various conditions. The suggested multi-scale model results show a well agreement between the prediction and the measurement.     

隧道过煤系地层钻爆安全施工探讨

结合水塘隧道施工实例,针对高瓦斯隧道岩层掘进环节,提出其有效的岩层爆破设计方案,同时对揭煤及煤层掘进的爆破工程,提出有效的安全爆破方案,为同行提供参考借鉴。