盾构掘进趋向预警值的分析和计算

盾构机利用激光导向进行掘进,前后点偏移值固然重要,但掘进趋向更为重要。当趋向值在合理的范围内时,可确保盾构隧道符合设计线形;超出预警范围,将会导致盾构严重偏离中线,造成无法挽回的损失。根据德国海瑞克盾构机在成都砂卵石地层中纠偏能力较差的现状,介绍趋向的概念、曲线段趋向的计算、盾构机实际纠偏能力的统计、趋向允许偏差公式的推导、趋向偏差预警值的确定,最后得到盾构趋向预警值。应用该研究成果在施工中加以严格控制,没有发生过隧道中线偏差超限的情况。     

盾构机掘进热平衡问题的分析与计算

根据广州地铁2号线使用过6250直径的土压平衡盾构机的温度测试数据,以及盾构机的有关技术参数,进行了热平衡的浅算。试图对使用盾构机的地铁隧道散热过程做一些粗浅的描述,供盾构机使用者参考,并在使用中注意这些问题。     

双线盾构穿越建筑群风险分析与控制

为控制盾构线路穿越建筑造成的环境风险,以天津地铁3号线水上北路-吴家窑区间盾构穿越特级风险建筑群的工程实践为例,结合现场监测数据,对盾构施工的风险影响因素和影响程度进行了分析,在施工穿越的关键阶段控制了土压和注浆2个关键技术环节,从而很好地控制了建筑的不利沉降,值得类似工程参考借鉴。     

地铁盾构区间过硬岩段造价分析

盾构穿越普通软土地层的工程费用计算方法已趋成熟,但对于穿越硬岩段时却无统一明确的计价依据。通过对盾构过硬岩段采用盾构直接掘进,对岩层进行爆破+盾构掘进,矿山法开挖初期支护+盾构空推拼装管片,矿山法开挖初期支护并二次衬砌+盾构空推的4种施工方案分别进行技术探讨,并从工程造价角度对比分析,得出在几种可能的工程环境及条件下可采取的最优可行方案,以供参考。     

地铁盾构法隧道正交下穿施工对既有隧道影响分析

为了探讨新建隧道的施工对既有隧道产生的影响,以西安地铁某区间盾构隧道为背景,采用三维有限元数值计算方法,分析了新建盾构隧道正交下穿施工对地表及既有隧道结构的影响,得到了既有隧道管片位移、内力以及既有隧道上方地表沉降的变化规律。计算分析结果表明:正交下穿盾构隧道施工时,上方既有隧道与地表将会发生较大的不均匀沉降,同时既有隧道衬砌结构发生不均匀侧移和扭转,正交位置附近既有隧道结构下侧出现不同程度的拉应力,需要对正交区域内的地层进行加固。     

复合地层土压平衡盾构掘进参数模拟分析研究

复合地层特别是软硬交互地层的盾构掘进参数模拟与预测理论及方法研究,目前还处于薄弱阶段。基于Terzaghi松动土压力模型与CSM(科罗拉多矿业学院)模型,对广州地铁3号线大石—汉溪区间不同风化程度混合岩地层的土压平衡盾构掘进表现分别进行模拟分析,结果基本符合实际的掘进表现,但在贯入度大于20 mm/r的硬岩掘进情况下推力及扭矩模拟值与实际值存在较大正负差异。针对这种正负差异情况,分析可能产生的原因。通过对软硬交互复合地层的盾构受力分析,模拟计算在软硬地层各占50%情况下的推力与扭矩值,结果表明,总推力和扭矩的模拟值均在实际值范围内,验证了采用的综合考虑软土和硬岩模拟分析结果的复合地层掘进参数模拟分析方法的有效性。     

粉细砂地层盾构施工风险分析与应对措施

通过南京地铁河西粉细砂地层盾构施工实例,针对粉细砂地层盾构施工难点,分析施工过程中存在的主要风险,并根据风险的发生条件、施工中防止隐患或处理隐患的方法,归纳施工应对措施,特别是对该地层施工中可能遇到的涌水、涌砂及地表沉降失控、建构筑物变形过大等施工风险进行总结分析,最终有效地控制了险情,避免了许多施工风险,特别是在盾构穿越无基础砖切厂房所采取的应对技术措施对类似地层的风险控制及应对有一定的参考作用。     

土压平衡盾构双螺旋输送机力学机理简析

螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组件,对维持盾构开挖面土压平衡起着至关重要的作用。通常一台土压平衡盾构中只配备一节螺旋输送机,但近来在一些水土压力较大的地区采用土压平衡盾构时,一节螺旋输送机难以平衡地层压力,利用双节串联螺旋输送机来解决土压平衡问题。根据土压平衡原理,建立了双节串联螺旋输送机的力学模型,得出双节串联螺旋输送机底部压力在静力平衡条件下的力学表达式,并在此基础上讨论了双节串联螺旋输送机底部压力与其设备参数及渣土性质参数的相关关系,为合理设计、改造、选用和评价土压平衡盾构双节串联螺旋输送机提供了一个简便的方法。     

盾构过上浮基岩、孤石预处理对策

以深圳地铁5号线宝翻盾构区间为例,介绍盾构机顺利通过孤石和基岩区的预处理对策。根据设计地质资料,从盾构施工前加密地质补勘入手,摸清对盾构机掘进存在风险的孤石、上浮基岩等详细参数,然后根据盾构的性能及以往类似地质的经验教训,在本区间依次采取调线调坡绕过、加固处理后通过、控制盾构机参数直接通过等方法,盾构掘进过程中没有发生一起非计划停机,有效保证了工期,在5号线全线施工中起到了示范作用。     

南京云锦路电缆隧道盾构掘进技术

小断面泥水加压平衡盾构适合于在含水量较高的软弱地层中施工,尤其是在穿江、过海、城市地下管道工程中应用较多。南京云锦路电缆隧道工程下穿新建成的云锦路,邻近有诸多楼房、管线,不可避免地存在许多工程建设风险。为减少对城市建筑物、构筑物的干扰,对盾构的试掘进技术、泥浆配比、掘进参数的选择、出渣量、掘进方向控制等掘进技术进行了研究总结,并针对施工过程中出现的疑难问题找到解决方案。     

长距离硬岩地层盾构施工关键技术研究

深圳地铁5号线布吉-百鸽笼区间隧道所处地层以硬岩为主,区间采用盾构法施工。对盾构长距离穿越硬岩地层时所遇到的技术难题进行研究,通过合理地配置刀具,选择适宜的掘进模式、掘进参数以及同步注浆参数,同时加强刀具的处理措施,顺利解决了盾构施工时刀具磨损严重,管片错台等问题。     

有限元分析在盾构掘进机壳体设计中的应用

 介绍了ZRCAE1.1有限元分析软件在盾构掘进机研发中的应用，简要叙述了盾构掘进机壳体设计的过程，着重介绍了载荷分析、三维实体造型、网格剖分、施加载荷与约束、后处理结果分析的方法，对三维实体造型、网格剖分、施加载荷与约束中的技巧也作了相应介绍。     

盾构掘进中刀具磨损的跟踪检测

盾构施工中,不同类型的刀具因用于不同的地层其磨损方式不尽相同.通过研究,找到了刀具磨损的多种检测方法.并对掘进参数分析法用于刀具磨损检测进行简单的介绍,同时结合工程实例介绍这一方法的应用情况并进行分析.     

盾构机在不同地层中的掘进

针对泥水盾构在软岩和硬岩中掘进的实际情况,分析岩层对掘进的影响,给出软岩和硬岩中的掘进参数,并进行比较;分析泥水盾构在不同地层中掘进时遇到的特殊情况,根据有利于施工和延长设备使用寿命的原则,提出解决办法.     

盾构及掘进流程虚拟现实系统开发

为进行盾构施工研究和降低盾构掘进现场培训给盾构施工相关人员带来的风险,采用数字样机结合虚拟现实技术以拓展传统的虚拟样机的概念,功能上具备虚拟装配、运动仿真、工作过程及各种标矢量场可视化的仿真能力,实现了盾构设备及施工场景的虚拟样机实例研究和实验室盾构操作、维护等培训。     

硬岩掘进机技术发展与趋势

结合施工案例,对近几年国内应用的TBM设备进行总结,从TBM整机寿命、机型、刀盘性能、主轴承密封与润滑、残渣清理等方面对TBM技术的新特色及其发展趋势进行分析。TBM整机使用寿命延长、连续施工能力大大提升;TBM对工程条件的适应性不断提高,出现了多种机型并存的局面;刀盘性能和寿命都得到了较大改善,性价比越来越高;主轴承密封形式有了较大进步,并且密封位置相对可调,有利于保证密封效果、延长使用寿命;残渣清理方式逐步向机械化发展,其应用效果不断提升。对TBM从多个方面进行了人性化设计,TBM技术将在地下工程施工中发挥越来越重要的作用。     

盾构施工对航油管道的扰动效应

机场飞行区下施工容易造成上覆土体的沉陷,从而引起隧道上部埋置管道的局部下沉,并使管道产生较高的附加应力。通过对下穿盾构施工时所产生的土体下沉位移进行分析,探讨管道不同部位的沉陷分布规律计算模型;应用ABAQUS有限元软件对管道下盾构施工过程进行数值模拟,分别反映施加不同附加荷载情况以及不同管-隧相对位置下埋置管道力学状态改变。理论分析和数值模拟结果表明： 航油管道埋深较浅,管道呈受压状态且受飞机附加荷载影响应力增幅较大;管道与隧道的垂直间距过小,管道呈受拉状态而易引起受拉破坏。以安全评价方法为指标,可确定航油管道的临界埋深与管-隧间距。     

盾构下坡掘进对推进阻力的影响研究

以神华新街6°煤矿斜井盾构工程为背景,针对盾构下坡掘进工况,通过建立盾构上作用的水土压力载荷与坡度的数学关系模型,推导出推进阻力与坡度的数学公式。结合工程实例,计算水平掘进与6°下坡掘进各推进阻力值,并利用MATLAB软件绘制下坡掘进时推进阻力随坡度变化的曲线。结果表明:1)6°下坡掘进的总推进阻力相对于水平掘进仅减小了约8%,坡度小于13°时,可通过水平掘进时的推进阻力减去重力沿掘进轴线上的分量来近似求得,且偏差小于10%;2)总推进阻力会随坡角的不断增大而减小;3)当坡度大于50.4°后,盾构有自动向下滑移的趋势,刀盘将自动压紧开挖面,导致刀具自动嵌入开挖面,增加了启动扭矩与换刀的难度。     

地铁盾构区间下穿深埋污水管计算分析

地铁盾构区间在下穿深埋污水管线时,由于土层损失,会造成一定程度的管道下沉和变形,影响管道运行安全,进而影响地铁区间隧道的实施及运营安全。通过计算分析,量化盾构对管道的影响,从而确定地铁施工需要采取的控制指标及污水管道必需的迁改范围。对于大管径污水管道,在地铁前期设计时必须作为风险源进行严格计算和专项设计,以尽量减小地铁与污水管道间的相互影响。     

无水砂层土压平衡盾构长距离掘进施工技术

在石家庄典型地质全断面无水砂层及无水粉质黏土与砂层组成的复合地层,土压平衡盾构掘进施工中易出现“盾构推力扭矩大、盾构出土不顺利、地表沉降量较大、刀盘螺旋输送机磨损严重、盾构掘进姿态控制不易控制”等施工难点。以石家庄市轨道交通1号线和平医院站-烈士陵园站区间施工为背景,通过盾构选型、掘进参数统计及分析,得出盾构在全断面砂层中掘进时必须向改良土体注入膨润土泥浆和泡沫,以达到改良和建摩的作用;盾构在粉质黏土和中粗砂组成的复合地层中掘进时,单独使用泡沫改良土体就能满足掘进要求,膨润土泥浆将不以改良渣土为第一目的,而以润滑为第一目的;在这种地层掘进时,不应只注重掘进是否顺利,还应保护盾构构件,因此在黏土地层和砂层的复合地层掘进时,加入水或膨润土泥浆是必要的。