盾构隧道管片排版分析方法研究

盾构隧道曲线段管片排版直接关系到盾构隧道的施工质量,合理的管片排版方案有利于盾构机姿态控制,可减小盾构隧道与盾尾刷之间的间隙偏差。文章提出了盾构隧道平面曲线段管片排版分析计算方法及相关计算公式,并总结了平面曲线段管片排版原则。结果表明,在圆曲线段,管片排版时遵循组合的循环组平均管片环偏角与管片幅宽对应长度的弧长偏角接近原则;在缓和曲线段,管片排版时缓和曲线段累积偏角达到一个纠偏组合时则插入一个纠偏组合管片组。     

关于盾构隧道楔形管片环的思考

文章从理论分析和工程实践的角度探讨盾构隧道楔形管片环的技术特点并总结相关规律,包括线路拟合、楔形方式和楔形量等,可供同行在设计与施工中借鉴或参考.     

具有无序排列管片环结构的地铁盾构隧道数字模型智能重建北大核心CSCD

运营地铁隧道的管理、健康监测及维护正逐渐趋向于数字化、智能化;但常因地铁盾构隧道管理和检测单位缺少隧道数字模型,限制了地铁隧道智能维护和管理系统的应用和发展。文章针对地铁盾构隧道中无序排列的管片环结构,提出了一种基于深度学习和机器视觉的地铁盾构隧道数字模型智能重建方法,利用检测车获取的隧道衬砌内表面高清图片,对管片特征物(螺栓孔)进行智能识别与自动分类,再根据螺栓孔群的分布特点自动推断隧道管片环的排版规律,从而结合隧道实际线路实现隧道数字模型快速重建。某地铁隧道的实例应用结果表明,该方法适用于管片无规律性错缝拼装的情况,能以100%的准确率实现地铁盾构隧道数字模型的智能重建。     

广州地铁越～三区间盾构隧道的设计

广州地铁二号线越秀公园～三元里区间盾构隧道已于2002年建成并投入试运营.文章阐述了该隧道的设计概况,主要内容包括盾构隧道的线路拟合,衬砌环的构造形式,管片的结构设计和结构防水.文中总结了广州盾构隧道设计中的成功经验,并对当前盾构隧道设计中的有关问题提出了建议.     

盾构隧道管片接缝结构可靠度分析

盾构隧道管片衬砌结构设计的依据是地层勘察资料、设计文件、相关设计规范等,各部分资料的准确程度直接影响到结构设计的可靠度;其次,盾构隧道是由管片和螺栓等拼装而成,由于预制管片和施工方面的原因,各种参数总有一定的偏差;再次,土中水压力的作用效果也不是十分明确的,而管片接头作为管片衬砌环的薄弱环节,其力学特性的明确至关重要。文章依托南京长江隧道采用蒙特卡罗法和响应面法对管片接头结构的可靠性进行了分析研究。     

通用环错缝拼装隧道极限承载能力足尺试验研究

针对隧道周边水土流失对隧道结构的正常运营与安全使用产生的严重影响,文章采用拟静力的试验方法对周边卸载工况下通用环错缝拼装盾构隧道结构承载能力进行了足尺试验研究,具体介绍了试验方案和加载方案的设计,提供了结构变形、裂缝展开、管片纵环缝变形和螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果,并对结构的承载性能和破坏机理进行分析。试验结果表明:结构收敛的荷载-位移曲线呈弹塑性特征,在初始阶段,荷载位移曲线线性上升;随后环缝破坏,环间相互作用减弱,结构整体刚度降低;最终环缝凹凸榫剪坏、纵缝混凝土受压破坏以及管片本体压弯破坏,结构整体失去稳定性。     

超大直径越江盾构隧道管片错台及渗漏影响研究

文章依托某越江盾构隧道工程实例,针对盾构在穿越防汛墙、江底和地下管线等阶段发生的管片错台、接缝、渗漏水等现象进行了实测实量,并结合隧道轴线偏移量和管片椭圆度分析了各因素之间的关系。结果表明,外部环境的变化是隧道内部渗漏的主控因素,建议根据外部环境因素分段进行盾构隧道防水设计;盾构姿态、管片环椭圆度的变化与隧道错台、接缝及渗漏呈正相关性;渗漏水的外在表现形式主要为环缝渗漏,封顶块较其他管片渗漏明显,且集中在管片角部。文章对此提出相应对策及建议,可为类似工程减小错台及控制渗漏水现象提供依据。     

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。     

跨江海盾构隧道管片的研究进展

隧道管片是跨江海盾构隧道的结构主体和防水抗渗主体.文章分析了跨江海盾构隧道管片的研究现状.并指出了其现存的一些主要问题,最后介绍了功能一结构一体化设计的功能梯度混凝土管片.     

装配式管片接头受力平面有限元分析

在盾构法隧道设计中,评价接头刚度对管片内力的影响是隧道设计的一个十分重要的内容.由于管片接头或整环管片试验资料过少,很难得到普遍性的接头刚度规律.目前工程中大多根据经验将接头刚度确定为某一常数.针对上述问题,文章通过对广州地铁三号线无传力衬垫的盾构隧道管片接头进行了接触问题的非连续弹塑性有限元分析,得出了接缝转角与弯矩的关系曲线.这种关系曲线接近双直线形状,因此可以简化为双直线关系来确定接头刚度.计算的结果反映出管片接头转角与管片内力之间的非线性关系的规律,为管片设计中的关键参数选择提供了依据,具有较大的实用和参考价值.     

双车道公路盾构隧道管片合理分块型式研究

文章以双车道公路盾构隧道为例,设计了三种不同分块型式的管片结构,并采用梁-弹簧模型模拟装配式管片结构,借助于有限元法分析了在不同拼装方式下管片结构的力学特性;通过对内力和变形的分析比较,并综合考虑设计、施工及其造价等因素,认为在最不利荷载作用下的管片结构宜采用10块分块型式;管片结构的正负弯矩值相差很大,故宜将内外两侧的钢筋分开进行配筋设计。     

在建盾构隧道突发管片破损病害成因分析及治理措施研究北大核心CSCD

盾构法广泛应用于我国城市轨道交通隧道的建设中,盾构管片的病害问题也越发受到重视。文章针对某地铁在建盾构隧道突发管片破损病害,绘制了管片破损病害展布图,分析了相关资料和检测数据,明确了病害的成因机理,制定并实施了相应治理措施。研究结果表明:管片背后大范围空洞导致围岩对隧道的约束不足,引起已成型隧道在盾构机反推力和扭矩、同步注浆浆液浮力、刀盘水土压力和扭矩等作用下发生类压杆弯扭失稳是导致该病害的主要原因;隧道变形监测数据表明"背后注浆填充+破损部位修复"两阶段治理措施取得了良好的治理效果;盾构隧道施工过程中,应严格管控同步注浆质量,防止隧道轴线偏移引起盾构管片发生开裂破损等病害。     

NFM盾构机的电气组成及故障排除方法

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构机集机、点、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能[1]。文章结合NFM盾构机的结构特点和地铁2222标掘进过程的盾构维保经验,重点介绍NFM盾构机的电气系统组成和处理故障的方法。     

输水管道盾构隧道衬砌结构内力计算比较分析

盾构隧道衬砌内力计算的方法有多种，但各有优缺点。针对潮河输水管道盾构法隧道衬砌结构，分别采用荷载结构法中考虑土体侧向弹性抗力的匀质圆环修正惯用法和连续介质有限元法进行内力计算。通过比较衬砌管片结构内力和变形分布规律，得到了对设计有参考价值的结论。     

Experimental and Numerical Study on the Behaviors of Deep-Buried Water-Storage and Drainage Shield Tunnels北大核心CSCD

Deep-buried water-storage and drainage shield tunnels, which are different from road and subway shield tunnels in terms of computation theory, construction technology and operation maintenance, would bear high inner water pressure and large earth pressure. In view of the change of the bearing mode for the lining structure of water-storage and drainage shield tunnels, a full-ring test and numerical analysis are carried out to study the influence of inner water pressure, staggered joint assembly and bolt installation types on the behaviors of water-storage and drainage shield tunnels. The results show that the deformation of the straight-jointed water-storage and drainage shield tunnel varies greatly from the state of empty water to that of full water; and the vertical and horizontal convergence deformations of the tunnel with inner water pressure of 0.6 MPa are 2.2 times and 3.2 times of that without inner water pressure, respectively. The convergence deformation, and the maximum joint opening and bolt tension of stagger-jointed lining structure decrease by 15%-25% and 25%- 40%, respectively, compared with that of the straight-jointed water-storage and drainage shield tunnel. The bolts at the segmental joints will yield because of the increase of inner water pressure and the first occurrence of bolt yield phenomenon is located near the position on the lining structure which is under the action of maximum negative bending moment; because the failure of shield tunnel is always caused by the yield of joint bolts, this position is the weak point for the deep-buried water-storage and drainage shield tunnel. For the water-storage and drainage shield tunnel based on the connection with double rows of bolts, the bolts near the outer arc surface of segmental joints in the area of 90 degree in the vault and arch bottom can be removed; the bolts near the inner arc surface of the segmental joints within the 90 degree of the haunch must be installed, otherwise, the tensile force of the bolts at the segmental joint near the maximum negative bending moment will increase by 5%-14%. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

盾构过空推段施工关键技术研究

依托深圳地铁2号线东延线土建2222标侨香站—香蜜站区间过空推段施工,从千斤顶推力核算及地面灌浆浆液配比优化等方面介绍了矿山法初期支护与盾构管片之间空隙填充方式;通过设备改造、优化填料用量等方面改进了盾构过空推段施工工序;通过采用GFRP筋网喷早强混凝土,在满足施工安全的前提下,提高了盾构机进、出空推段的施工效率;通过计算盾构每环所发生的千斤顶行程差与偏转角,加强空推段盾构机的姿态控制,提高了成型隧道的质量。     

Mechanical Behaviors and Design Parameters of Segmental Tunnel Linings with New Type of Joints北大核心CSCD

Segmental linings in shield tunnelling are composed of segments and joints. Mechanical behaviors of the joints govern overall behaviors of tunnel linings. Two new types of joints are adopted in Shanghai Metro Line 18, including the fast-insertion joints for adjacent rings, and the fast-slide joints for adjacent segments. In order to explore the overall behavior of segmental linings with these new types of joints, the full-scale tests are carried out for new lining structure with aligned and staggered longitudinal joints. The mechanical behaviors of the tunnel linings under different loading conditions are obtained. Furthermore, the calculation models of the tunnel linings are discussed, and regarding the modified routine method, the structural design parameters under different loading conditions are calculated, which provides a reference for the design and the comparison of the assembly method of the tunnel linings with new types of joints. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

盾构隧道预应力管片的两维有限元数值模拟与分析

针对预应力混凝土管片这一新型的盾构隧道衬砌结构进行了模型试验研究,介绍了利用有限元方法进行模拟计算的过程,采用不同的接头力学模型对其整环试验进行了两维模拟,在与试验结果分析比较的基础上,得出合适的模型参数,为预应力管片用于设计和施工奠定了基础。     

乌池坝特长公路隧道斜井、竖井设计

即将开工建设的乌池坝隧道系沪蓉国道主干线恩施至利川高速公路上的特长隧道,为满足隧道运营期间通风、防灾救援要求,并综合考虑施工组织,设置了1斜井 1竖井。文章结合具体工程,叙述了斜井、竖井方案比较,以及斜井和竖井的布置、纵断面、净空断面、结构设计、防排水设计,介绍了斜井、竖井的施工方法。