基于Labview的视觉盾尾间隙测量系统研究

盾尾间隙是管片选择的重要依据,间隙过小会造成盾尾与管片发生干扰,降低掘进速度;间隙过大浆液容易将盾尾脂冲破,造成漏浆。为了提高盾尾间隙测量的精准度,确保盾尾间隙变化量在允许范围内,文章研究了一种基于视觉处理的盾尾间隙测量系统,详细说明了整个系统的设计,重点介绍了采集照片后基于Labview的图像处理算法和二维卷积的边缘检测算法,介绍了Labview与PLC的通讯系统及其数据传输。研究结果显示,该测量系统操作方便、精准度较高。     

杭州地铁1号线盾构掘进对周围土体扰动分析

文章以杭州地铁1号线红普路站—九堡站区间段右线隧道盾构掘进为工程背景,对盾构掘进过程中周围土体的变化情况进行了试验性监测研究,其监测内容包含地表沉降、分层沉降、水平位移和孔隙水压力。通过监测数据分析表明:地表沉降主要集中在盾构通过前接近监测断面和盾尾离开监测断面这一期间;在盾构通过时,隧道盾构外侧土体存在明显沉降,而在盾构通过前、后,土体均有不同程度的隆起,并且横向水平位移较大,受挤压效果明显;盾构切口到达和盾尾离开时,孔隙水压力都会出现突然增大随后迅速减小的变化规律,反映了土体挤压、恢复和松弛等扰动状态。     

盾构隧道施工中同步注浆新材料的实验研究

位移的大小是综合控制盾构工法的主要参数之一，盾尾间隙引起的地层损失在总的地层损失中所占比例较大，而减小盾尾间隙及其引起的地层损失较为成熟的方法，是在盾尾后部注浆以填充盾尾的间隙，本文就是从注浆材料出发，将不同注浆材料对地面沉降的影响加以对比研究。     

大直径泥水盾构施工小半径曲线隧道的质量控制措施

上海长江西路越江隧道系采用15.43m泥水气压盾构施工,为避开逸仙路高架桩基和轨交3号线高架桩基,曲线段隧道的最小转弯半径仅为910m。通过对盾构设备的优化、管片的合理拼装、盾构姿态控制等措施,使隧道轴线平面偏差控制在±40mm内,高程偏差控制在±30mm内;施工中未出现管片碎裂现象,其盾尾间隙均匀,从而保护了盾尾钢丝刷,规避了盾尾漏浆等施工风险,积累的经验可供类似工程参考。     

盾尾密封油脂水密性测试设备数值模拟分析

盾尾密封油脂作为盾尾密封系统的重要组成部分,对其防水性能进行分析具有重要意义。利用fluent流体动力学分析软件,分析了油脂在水密性装置中的流动规律,以及在各装置中的初始渗水时间和油脂完全挤出时间。对比分析了现有测试设备的异同,为进一步深入研究油脂防水性能提供参考。     

近接桩基盾构隧道施工管片力学行为研究

盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现局部破损现象。文章以深圳地铁5号线近接桩基时盾构隧道施工为研究背景,通过现场测试对衬砌所承受的轴力和弯矩进行了分析,以此来探究盾构隧道管片的力学特性。研究结果表明:上覆建筑物的全风化花岗岩层中,管片脱出盾尾后桩基荷载将传递给隧道上部土体,最后传递至衬砌管片,管片环受到较大的附加应力作用;管片刚拼装上时试验环内力较小;当管片脱出盾尾时其内力达到最大值;稳定后的管片内力一般相较刚脱出盾尾时稍小。由于岩层破碎且极度发育,透水性好,孔隙水压力变化速度较快,且能较快趋于稳定。     

全断面隧道掘进机等五项国家标准首次发布

正近日,国家发布了《全断面隧道掘进机术语和商业规格》、《全断面隧道掘进机土压平衡盾构机》、《全断面隧道掘进机盾构机安全要求》、《全断面隧道掘进机敞开式岩石隧道掘进机》、《全断面隧道掘进机单护盾岩石隧道掘进机》等5项国家标准。其发布为我国掘进机系列产品涉及的术语、定义、基本参数与型号等技术层     

富水软弱地层盾尾单双液多序注浆及效果研究

在富水易坍塌的软弱地层中,盾尾注浆施工存在一定的技术难度。文章针对该技术难题,从浆液配比及施工工艺改进两个方面进行了深入研究,分析了水泥、膨润土、粉煤灰及水玻璃4种常用注浆材料的7种浆液配比性能和适用性,提出了富水软弱砂层中的单双液壁后多序注浆工艺。该注浆工艺既控制了双液的快速凝结又保证了有效充填,是一套适用于富水易坍塌地层、有利于地面沉降控制的盾尾注浆技术。     

南京纬三路过江通道液氮冻结盾尾刷更换技术及温度实测研究

文章结合南京纬三路过江通道长距离盾构掘进盾尾刷严重渗漏、涌砂冒水工程实例,给出了液氮冻结止水及盾尾刷更换方案,分析了高水压下液氮冻结止水总去及各分支回路中的温度变化规律,以及不同土层、不同深度的土体温度变化规律。结果表明:初期冻结管进出口处液氮温差大,6 d后基本稳定在35℃;卵石层降温速度最快,砾砂层次之,粉细砂层降温速度最慢,在距离冻结管600 mm范围内,卵石层、砾砂层、粉细砂层的冻土锋面平均推进速度分别为15.5 cm/d、12.5 cm/d、8.3 cm/d;因受隧道内空气对流换热影响,管片与土交界处温度高于土层内温度。液氮冻结13 d即已形成完整的冻结壁,开始进行盾尾刷更换,从开始冻结到完成更换总需时22 d。     

盾壳摩擦对周围土体工作性状影响的研究

文章以天津地铁二号线东南角站至建国道站区间左线盾构掘进项目为依托,采用ABAQUS对盾构掘进过程产生的地表沉降进行了计算,并结合工程实测结果对其进行验证,并进一步分析了在一定掌子面推力下的盾构掘进过程中,不同盾壳摩擦作用对周围土体变形与受力的影响。研究结果表明:盾壳摩擦作用对土体沿掘进方向的水平位移和附加应力影响较大,且影响最敏感区域位于盾构机头和盾尾附近;当距离隧道超过一倍隧道直径时,盾壳摩擦产生的土体附加应力衰减至可被忽略的程度。     

大直径土压平衡盾构施工穿越建筑物沉降预测及控制技术研究

文章以北京地铁十四号线首次采用大直径土压平衡盾构穿越建筑物施工为例,利用数值模拟对建筑物沉降进行了预测,并与工程监测数据进行了对比分析。研究结果表明,建筑物沉降值和倾斜值在控制标准之内,说明设计施工方案可行;盾尾空隙沉降占最大沉降值的30%~50%,应以此为主采取措施来达到预期的沉降控制目标;地面预埋管注浆是控制沉降有效的辅助措施;盾构施工中土体塑流性改善、掘进参数控制、出土量、盾尾同步注浆、二次补注浆是沉降控制的关键环节。     

盾构隧道施工地层变形三维解及影响因素分析

文章以某区间隧道富水砂层条件下盾构施工过程为研究对象,重点考虑了盾构正面附加推力、刀盘与土体之间的摩擦力、盾壳与土体之间的摩擦力、地层损失及盾尾同步注浆压力五方面因素的影响,建立了盾构推进力学模型。基于Mindlin解,建立了考虑同步注浆压力及刀盘摩擦力影响的地层变形三维解析解,并结合现场监测数据和数值分析结果对其进行了验证。分析结果表明:盾构施工引起的横向地表变形曲线呈"V"形,纵向地表变形历时曲线呈"S"形;刀盘与土体之间的摩擦力引起的地层变形曲线左右两侧呈反对称分布;盾尾同步注浆压力引起地层隆起变形,设置合理的注浆压力并及时注浆能有效控制施工变形。该方法得到的结果更为合理,可用于预测盾构施工阶段的地层变形。     

土压平衡式模型盾构机的研制

文章针对一台φ52 cm模型盾构机的设计和制造进行了论述,该模型盾构机由盾壳、推进机构、掘削机构和出土机构四大部分组成,其中盾壳为0.6 cm厚的钢制圆筒,推进机构由四台双向千斤顶构成,掘削机构包括刀盘、主轴承和刀盘电机等,出土机构包括螺旋出土器和电机。模型盾构的推进、掘削和出土等操作由控制台完成。该模型盾构机可在室内完成刀盘掘削、出土、推进、管片拼装及盾尾注浆等过程,为盾构隧道掘进的室内模型试验提供了一种新的途径。     

多功能长平移管片拼装机的设计

管片拼装机是盾构掘进过程中,将开挖好的隧道表面用预制混凝土管片拼装成圆形隧道的机构。基于长距离隧道掘进中盾尾刷失效不易更换的问题,文章在分析其工作原理及功能结构的基础上,提出了一种具有长平移、360°回转,以及能实现管片六自由度运动功能的拼装机,并用有限元法校核了关键部件的强度。     

双护盾全断面掘进机在万家寨引黄工程中的应用

山西省万家寨引黄工程是一项大型跨流域调水工程,其一期工程157 km隧洞中有122 km采用6台双护盾全断面掘进机施工,这是继英吉利海峡使用11台掘进机之后,一个工程中使用最多的情况.在南干线5#隧洞施工中,创同类断面TBM月成洞1 8211.51 m的世界新记录.文章就双护盾全断面掘进机在万家寨引黄工程中的应用进行了较全面的介绍,对长隧洞快速施工和掘进机通过不良地质地段的处理有一定借鉴作用.     

上海崇明越江通道长江隧道工程综述（二）——长江隧道工程实施

本工程选用两台直径15430mm的超大型泥水平衡式盾构机（见图11）进行7．5km长的圆隧道施工,一次掘进完成。 5．1盾构设备性能和特点 盾构机包括本体和后配套系统,全长约134m,总重约3250t,包括刀盘、盾体、盾尾、推进、拼装、同步注浆、运输、导向、数据采集和泥水输送等部件和系统。     

斜井盾构栽头及推力配置研究

斜井盾构栽头是盾构下坡掘进中出现的不良姿态,其栽头程度直接影响斜井隧道的成型质量。目前国内对于斜井盾构栽头问题研究较少,且缺乏可用于描述斜井盾构栽头的模型。此外,采用推进系统进行斜井盾构栽头调整,其推力配置主要依据人工经验,存在一定的盲目性。鉴于此,文章以内蒙古新街台格庙盾构煤矿斜井为工程背景,从盾首盾尾沉降量不一致的角度出发,建立了可用于描述斜井盾构栽头的地基反力分布模型,研究了推进系统推力配置与斜井盾构栽头程度之间的关系,获得了推进系统的临界推力配置方案。该初步研究成果可为斜井盾构栽头问题的后续研究提供一定的理论参考。     

狮子洋隧道过小虎沥水道施工技术

文章以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构法穿越小虎沥水道工程为例,重点介绍了过江施工过程中的风险点及重难点,并提出了盾构刀具配置、开挖面泥水压力控制及处理系统管理、背后注浆、盾尾漏浆防治等针对性技术及措施。     

地铁隧道穿西安地裂缝的研究进展及“先盾后扩”法的应用展望

西安地裂缝是一种几乎覆盖整个市域范围的黄土地区典型地质灾害，其蠕变活动严重危害地铁隧道安全，是地铁建设面临的一个重大技术难题。结合西安地铁十几年的地裂缝防治经验，从地裂缝分布及活动特征、地铁面临的危害、设防理念与措施、设防参数、设防结构营运情况等方面进行了系统性梳理，着重分析了常规“暗挖+盾构空推”工法存在的问题，并提出了一种“先盾后扩”新型建造技术。主要结论如下：（1）地铁隧道穿地裂缝段的常规建造工法涉及竖井及横通道开挖、CRD法人工作业、盾构空推等一系列复杂流程，设防必要性及现有建造技术复杂性之间的矛盾严重制约了西安地铁建设进程；（2）给出了“先盾后扩”新工法的建造流程、需解决的问题及工程应用前景；（3）“先盾后扩”法通过结构及工法优化，确保了盾构作业的连续性，避免盾构洞内始发及接收，进而在同等设防参数条件下减小设防断面，是实现地铁隧道便捷、低成本穿地裂缝段的一次重要探索与尝试。     

超大直径隧道管片纵向螺栓施工期间断裂原因分析

超大直径盾构隧道施工期间螺栓断裂是复杂的力学过程。它受到盾构施工过程中诸多因素的影响。通过对螺栓受力状况的试验,并结合盾构推进过程中相关参数、盾尾同步注浆量及注浆压力、隧道沉降监测数据,详细分析了管片纵向螺栓断裂的原因,可供类似工程参考和借鉴。