香港屯门—赤蜡角海底隧道工程将使用世界最大直径盾构掘进

<正>香港屯门—赤蜡角长4.2 km海底公路隧道工程将使用盾构,其直径将超过美国西雅图SR99工程中使用的Bertha号盾构,将再次打破盾构直径记录。这台混合盾构直径为17.6 m,由海瑞克公司制造,该盾构将在2015年投入使用,同时这台盾构也使世界上直径超过14 m的盾构数量超过了30台。2013年9月,承包方曾透露将在工程中使用直径14 m左右的盾构,如今选用的盾构直径达到了17.6 m,承包方与盾构生产商     

提高盾构刀具耐磨性能的研究

通过对盾构机的盘刀和刮刀失效形式的调查,分析了目前盾构刀具的主要失效形式,以及产生这些失效的原因,为提高盾构刀具耐磨性能的研究提供了依据。结合盾构刀具的工作原理,盾构刀具的使用现状,并对盾构刀具的磨损形式和磨损机理进行了分析研究,提出了提高盾构刀具耐磨性能的几点建议。     

前进式水平注浆加固在天津软土中的应用

在天津软土富水地层中,盾构始发和接收加固是盾构施工的重大风险点,如何确保盾构始发和接收安全是盾构施工的关键,而做好盾构端头井加固是确保盾构始发、接收安全的关键。阐述在软土中施工盾构隧道采用水平注浆法加固盾构井的施工工艺。通过对天津海河共同沟盾构始发、接收加固的过程控制,加固效果抽芯取样试验,证明前进式水平注浆加固在天津软土地区能够使用。     

过江隧道大型泥水盾构刀具使用与管理

为了进一步推进和提高我国大型泥水盾构刀具的使用与管理水平,解决其目前存在的突出问题,以南京长江隧道、南京扬子江隧道、南京地铁3号线和10号线过江单洞双线隧道等大型泥水盾构施工为背景,通过对复合地层盾构掘进施工刀具使用的分析总结,提出了刀具管理的前期设计、过程使用管理、刀具检查更换、意外事故的预防和恢复掘进注意事项等刀具使用系统管理理念,以期为今后类似工程盾构施工刀具管理提供指导与借鉴。     

各城市地铁盾构造价编制及定额浅析

主要介绍了现行各城市地铁造价编制中所使用的盾构隧道定额的情况,对相应定额作了简要分析,为以后更好地编制盾构隧道工程造价及修编地铁盾构隧道定额提供一些参考。     

中国泥水盾构使用现状及若干问题

近十年来,泥水盾构隧道技术在我国应用越来越广泛,已成为大型越江海隧道和城市地铁建设不可或缺的关键技术。我国的泥水盾构技术,尤其是大直径泥水盾构工程技术不断成熟,工程的建设量和大直径盾构数量已居世界前列;然而,在泥水盾构技术快速发展中出现一些问题。在收集我国泥水盾构施工技术使用现状的同时,对施工中遇到的复杂地层、泥水舱构造、刀具过量磨损、频繁开舱作业、泥浆材料的使用及处理、盾构重复使用等特点进行梳理。结合代表性的泥水盾构工程实例,深入分析施工遇到的刀具磨损、开舱检修关键技术、泥膜闭气开挖面稳定、泥浆携渣及处理等问题,总结已有的施工经验及技术特点,明确我国泥水盾构技术发展的方向,以期推动世界泥水盾构技术的发展。     

几种土压平衡盾构在功能配置及使用上的区别

结合用于广州地铁施工的德国海瑞克盾构与日本的小松、三菱盾构的实际设备功能配置及使用情况,从设计理念、功能配置、参数选择等方面进行论述,旨在为盾构隧道的盾构选型及盾构掘进提供参考。     

盾构主驱动减速机国产化开发研究

基于国内外减速机发展概况及盾构主驱动减速机国产化研究的现状,提出盾构主驱动减速机国产化不仅是我国盾构行业发展的迫切需要,同时具备一定的国产化条件。在对LOVAT 246盾构主驱动减速机前期使用过程中出现的故障现象进行统计分析的基础上,针对所出现故障的特殊性,从材料选用、齿轮模数与尺寸、轴承优化选型等方面进行国产化研究。经过现场试用后,其样机性能完全满足盾构正常掘进需求。盾构主驱动减速机国产化开发研究,对提升我国盾构技术水平有着重大意义。     

基于物联网技术的盾构油液在线监测系统研究

为预防盾构故障、降低施工风险,通过长期对盾构检测数据积累和运行状态的研究,研制一套适用于盾构的油液在线监测系统,能够对主轴承润滑油、液压油的黏度、水分和激光颗粒度等指标进行实时监测和远程监测,分析和判断盾构的性能状态,确保盾构顺利施工。在盾构上安装该系统进行试验,系统采集的数据与离线检测的数据基本一致,部分数据最大偏差3.62%,能够反映出盾构运行的真实状态,数据的稳定性和准确性也能满足使用需求。盾构油液在线监测系统的成功研制可为今后盾构管理工作的自动化、网络化、智能化奠定基础。     

基于支持向量机的盾构掘进姿态预测与施工参数优化方法

为解决盾构司机设定施工参数的标准不明确,且盾构司机的数量难以满足盾构隧道建设需求而引发的盾构姿态难以得到良好控制的问题,需要寻找一种可靠且便于推广使用的施工参数-盾构姿态预测模型。基于盾构施工中的大量数据与机器学习中的支持向量机算法,提出一种预测盾构姿态与优化施工参数的方法。所使用的数据采集自上海地铁14号线新建隧道,时间跨度为299d,具体包括盾构的施工参数以及相关的地层信息。样本集包括43030个样本,75%的样本用于训练,25%的样本用于测试。测试结果表明模型的拟合优度达到0.863,在15%的容许误差下准确率达到94.5%,远高于传统的拟合方法。将此模型用于施工参数的优化以实现盾构姿态控制,控制结果表明使用此模型优化的施工参数进行掘进时盾构姿态能够得到良好控制。     

初始损伤条件下地铁管片力学特性试验研究

为了解初始损伤对盾构隧道衬砌管片力学特性的影响,基于6组具有初始损伤的盾构隧道衬砌管片进行足尺试验研究。在考虑初始损伤位置以及初始损伤位置处钢筋有效面积减小等因素的情况下,对试件破坏过程、破坏模式、极限承载力、变形规律以及初始裂缝扩展机制进行了研究和分析。试验结果表明:初始损伤的存在对盾构隧道衬砌管片的极限承载能力影响不大,但对其正常使用功能影响很大;初始损伤位置处钢筋有效面积减小不仅影响盾构隧道衬砌管片的正常使用功能,更大大降低了其极限承载能力;增加轴力会削弱初始损伤对盾构隧道衬砌管片的不利影响;初始损伤在加载点比在跨中对盾构隧道衬砌管片更不利;初始裂缝基本沿径向或偏向跨中方向直线扩展。相关研究结果可为建立服役期间盾构隧道衬砌结构健康评估与预知理论、以及进一步开展损伤缺陷盾构隧道数值模拟和极限承载力分析提供借鉴和参考。     

浅析土压平衡式盾构机过地铁车站施工技术

结合多年地铁土建工程盾构施工的施工经验和实际情况,通过阐述盾构机平移空推过站的资源投入、施工准备、盾构主机过站、后配套过站等,较为系统地介绍了使用油缸顶起和钢板平铺盾构机过站技术,对目前逐渐兴起的盾构施工技术具有一定的参考意义。     

清华园盾构隧道复杂互层地层下的掘进参数研究

为探明北京地区大直径泥水平衡盾构在复杂互层地层下的掘进参数变化情况,依托北京地区目前最大直径泥水平衡盾构工程清华园隧道,使用数理统计的方法针对盾构由粉质黏土掘进至卵石土、砂、粉质黏土互层地层时盾构掘进参数的变化规律及波动情况进行研究。研究结果表明： 泥水平衡盾构在粉质黏土区域掘进时,盾构刀盘转矩及盾构推力波动情况不明显;泥水平衡盾构在复杂互层地质条件下掘进时,盾构刀盘转矩及盾构推力分别增长46.43%和46.03%,同时盾构刀盘转矩的波动情况较粉质黏土区域有所增长,而盾构推力的波动情况与粉质黏土区域类似。     

盾构推进液压系统控制模式的分析比较

盾构为隧道施工的重大技术装备,推进系统性能的好坏直接影响盾构姿态、施工开挖隧道线路的精准度以及掘进速度。盾构在软弱地层的施工过程中,某些盾构容易出现姿态控制困难及"栽头"现象,文章通过对不同厂家推进系统控制模式进行研究及原因分析,从理论上与实际监测进行比较得出结论。就目前国内外盾构产品而言,推进液压系统控制模式主要有2种,比例压力流量复合控制方案和比例减压阀控制方案,通过AMESim仿真、理论分析,并结合现场的实际监测数据比较了2种控制模式下执行机构动态响应特性,从而对盾构的可操作性及姿态控制特性进行分析比较,以期对推进液压系统的设计及盾构的选型、使用有一定的参考价值。     

软土地层中大断面矩形盾构关键施工技术研究

与圆形断面的盾构隧道相比,矩形盾构隧道在空间使用效率、潜覆土环境穿越方面存在明显优势,但断面形状和机械配置的差异使盾构掘进施工技术也有所变化。以国内首台土压平衡式矩形盾构机在上海虹桥商务区的工程实践为背景,依据现场环境监测、盾构姿态测量和管片形状监控,对矩形盾构隧道轴线控制、管片横竖内径控制和环境变形控制等关键施工技术开展探索和研究,经验和结论可用于指导类似工程实施。     

城市道路盾构隧道全寿命周期信息平台设计

盾构隧道的全过程管理中,数据的操作方式日益受到人们关注.首先,本文简要回顾了国内外数据标准及信息平台建设方面的研究,然后针对盾构隧道全寿命周期的数据特点,选取了相应的程序设计工具,并规划了盾构隧道信息平台的架构体系.然后,根据目前比较通用的盾构隧道数据内容及表格形式初步建立了盾构隧道信息平台,该平台不依赖于任何操作系统,用户仅需一个浏览器即可登录使用;平台中涵盖了盾构隧道设计、施工、检测、养护等全寿命周期的数据信息,同时,这些数据也可脱离平台单独使用;平台还加入了一系列统计与分析工具,包括数据的多样化展示、图表与图形可视化、盾构隧道智能化养护等功能.     

土压平衡盾构掘进施工中泡沫改良工艺的研究

为适应土压平衡盾构在复合地层中施工,需将盾构开挖地层中的土体改良成具有良好的塑性流动性、较低的渗透性,以及较小的内摩擦角,通常采取在开挖面及土仓内注入土体改良剂。现对土压平衡盾构掘进施工中的泡沫改良工艺进行叙述,对泡沫改良机理、泡沫使用参数、盾构机改良系统等方面进行了研究。     

小松盾构机ROBOTEC导向系统初始化技术研究

盾构施工导向系统使用时,初始化精度对于盾构顺利掘进和精确贯通至关重要。目前ROBOTEC导向系统初始化精度相对较低,尤其是盾构多次使用后,盾尾会发生较大变形,将大大降低初始化精度,有时甚至会得出错误的初始化数据。通过对盾壳的测量及在盾尾内部增加参考点的三维旋转法,有效地提高了导向系统初始化精度,并可在掘进中利用盾尾增设参考点随时方便地检查导向系统的正确性。     

日本大林组开发盾构AI自动方向控制系统

正盾构的姿态控制与周围环境息息相关,倘若盾构姿态控制得好,地面沉降和隆起就会小。日本大林组开发了一种盾构AI自动方向控制系统,以此自动控制盾构的前进方向。控制系统简介通过操作人员综合评估时使用的各种数据训练AI,开发出盾构AI自动方向控制系统,可以自动判断、修正盾构方向所需的受力点,并自动选择相应的千斤顶。AI能够精准地确定修正盾构方向时所需的重要受力点,因此可以自动沿着规划的线路施工,而不会受到操作人员技能水平的影响。     

盾构施工新型防结泥饼泡沫剂的研制与应用

针对黏性土层内摩擦角小、黏聚力大、渗透系数低等特点所导致的土压平衡盾构掘进中易发生土体黏附刀盘、土舱结饼堵塞等难题,研制黏土地层专用分散型泡沫剂DCA,并在高液限、强塑性黏性土地层盾构区间进行应用。通过对新型泡沫剂应用期间盾构掘进参数分析以及与同种地层其他泡沫剂的使用情况对比,对泡沫剂的应用效果进行评价。应用结果表明： 1）分散型泡沫剂DCA的碴土改良效果与现场使用的某进口泡沫剂相当,产品性能优于国内同类产品,满足强风化泥岩地层及砂卵石夹泥岩复合地层盾构施工对碴土改良的要求; 2）使用分散型泡沫剂DCA每环可节省10%~15%的材料用量,成本较优,经济效益明显,具有广泛的推广应用价值。