盾构施工监测预警系统研究与实践

盾构工法已经成为我国城市地铁隧道和部分铁路隧道的主要施工方法,GIS+BIM技术的应用使得盾构机的工作过程以及施工隧道现场状态更加形象直观。目前,盾构机远程监控管理系统正在向着管理信息数字化、机器参数图像化、决策系统智能化的方向飞速发展,已经成为保障盾构施工顺利进行的有效工具之一。盾构施工监测预警系统是一种基于物联网和互联网远程数据传输功能的数字化系统,可实时监控盾构机掘进状态。此外,可利用3D GIS+BIM技术模拟盾构施工的地层条件和现场环境,同时与施工过程中的盾构机全站仪系统数据相链接,形成一套动态的4D施工可视化信息管理系统。该系统可实现盾构虚拟隧道及场景的漫游,沿线建构筑物位置信息提醒,盾构机位置偏差预警、报警及盾构推进状态的可追溯功能,可以为地铁隧道施工项目提供科学、有效的管理手段。盾构掘进参数的总结与分析对后续工点及线路施工的安全风险管控具有较高的参考价值。     

深圳地铁7号线BT项目获评国家优质工程金质奖

正近日,深圳地铁7号线BT项目获评国家优质工程金质奖,这是广东首个、全国第二个获此殊荣的地铁项目。其中清水混凝土施工技术、地铁冷冻法施工技术、盾构信息管理平台技术、交叠盾构隧道下穿高速铁路施工关键技术、矿山法零距离下穿既有地铁车站、高速铁路预制板式道床技术、BIM技术、国产化CBTC信号系     

基于建筑信息模型的隧道施工管理平台

为了实现工程质量、安全、设备的实时管理,并增强信息的可溯性,本项目基于建筑信息模型(BIM)技术,结合物联网等信息手段,建立了基于BIM的隧道施工管理平台。平台具有设备层、资源层、服务层和应用层等4层结构,以及系统管理、施工管理、管片跟踪、人员跟踪、盾构监控等5大模块,实现隧道工程数字化管理。该管理平台已在上海轨道交通12号线11标工程上得以应用。     

某地铁盾构隧道破损机理分析及加固设计

地铁盾构隧道建设规模不断扩大,已建及在建盾构隧道破损事故时有所闻。盾构隧道加固技术研究成为地铁隧道施工及运营的重要课题。针对某地铁盾构隧道破损工程实例,在隧道破损机理分析的基础上开展加固设计工作。破损机理研究表明:该地铁盾构隧道病害产生的主要原因为商业项目基坑施工诱发地铁隧道侧方土压力卸载和隧道侧方地层抗力降低所致。盾构隧道加固设计应遵循"先急后缓,里外兼修"原则,执行刚度、耐久性修复标准,并满足后期运营结构安全性及耐久性要求。     

基于BIM的地铁车辆基地PLM解决方案

研究地铁车辆基地从设计、施工到运营的PLM(工程全生命周期管理)的过程,对提高设计、施工质量,保证运营安全具有重要意义。通过对地铁检修基地项目中BIM应用的关键环节及流程进行研究,探索出一套符合地铁检修基地的BIM协同设计、施工、运营维护的方法,确定目前技术条件下基于BIM技术的设计及成果转化的方法和步骤,为BIM技术在地铁领域的应用奠定基础。     

BIM融合通信技术在轨行区施工管理信息化平台的应用

针对地铁工程管理里程跨度大、行车调度难、安全监控视频缺失、安全生产预警预控难、全过程管理易缺位等突出问题,提出采用基于BIM的融合通信技术对轨行区进行信息化施工管理。阐述BIM技术与通信技术特点,提出基于BIM融合通信技术的轨行区施工管理信息化平台的目标、设计及开发方式。该平台在广州地铁4号线南延段进行实践应用,提升了隧道内无线通信的稳定性,解决了隧道内设备的防振、防水、防潮以及网络传输无中断等问题,可实现BIM平台派工信息的实时同步以及平台移动端办公。     

黄土地层盾构下穿既有地铁隧道施工参数及变形控制试验研究

结合西安地铁5号线南稍门站—文艺路站盾构区间下穿地铁2号线施工实践,对盾构下穿既有运营隧道施工过程中隧道变形控制进行试验研究。通过现场施工试验及现场监测,研究分析既有隧道变形规律,提出盾构掘进施工参数动态取值范围和既有隧道变形控制技术措施,从而保证地铁2号线正常运营。     

BIM+项目管理平台在隧道施工中的应用研究

目前,BIM+项目管理平台在房建类工程应用较为成熟,而在隧道工程应用较少。以欧洲黑山共和国南北高速公路项目为工程背景,基于Bentley平台开展BIM+项目管理平台在隧道工程中的应用研究。结果表明,将BIM技术与项目管理平台结合应用,能实现构件信息查询、工程量统计与对比、项目施工计划自动编排以及隧道开挖安全监控与施工信息分析,该应用可大幅提高施工效率、降低施工安全风险、控制施工成本。     

郑州地铁1号线盾构隧道穿越人防隧道施工技术

以郑州地铁1号线一期工程3标（中原东路站—郑州火车站站）区间盾构穿越郑州火车站盾构隧道下方有既有人防隧道为例,详细叙述了该人防隧道探测、处理施工技术及盾构穿越该段人防隧道施工技术,希望为类似工程提供参考。     

盾构下穿既有地铁隧道施工风险及运营安全管理

以南宁市轨道交通3号线下穿既有1号线为背景,对城市轨道交通工程盾构下穿既有地铁隧道施工的风险因素进行分析。通过建设、设计、施工、监理、监测等多方联动应急组织管理措施,优化盾构施工方法,全程跟踪监测数据变化,及时调整施工技术参数,确保盾构下穿过程中既有地铁隧道结构安全和运营安全。     

BIM技术在广州地铁11号线彩虹桥站的应用

针对广州地铁11号线彩虹桥站工程项目特点,阐述如何应用BIM技术推进轨道交通施工过程。运用BIM技术对轨道交通工程进行规划设计、分析和项目管理等,以可视化为核心,极大提高了施工效率,满足了现场管理需求。同时通过对地铁车站的BIM快速建模及应用,将VR与BIM技术结合,实现了车站主体的虚拟漫游,有效控制了施工成本,降低了施工安全风险,可为BIM技术在轨道交通进一步应用提供参考和借鉴。     

基于BIM的地铁施工进度管理方案研究与应用

针对传统地铁施工进度管理方式下数据间协同效率低、缺乏形象化表达等问题，将建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技术与地铁工程分部分项相结合，提出了基于BIM的地铁工程施工进度管理方案。通过建立地铁施工的工程分解结构（EBS，Engineering Breakdown Structure）标准，构建BIM与分部分项的映射关系；施工点根据工序完成量填报施工进度并制定施工计划，自动生成施工报表，得到进度统计数据。在广州地铁十一号线施工总承包项目中的应用表明，该方案对线路级综合进度管理作用明显，实现了施工计划及施工过程的自动化、规范化管控和精细化管理，有效提高了施工进度管理水平和管理效率。     

地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工控制技术

内环线改建工程龙阳路段高架桥临近上海轨道交通7号线,桥梁桩基与盾构隧道最小净距为3.42 m,工程难度大、工期紧、施工干扰大.分析了工程施工的难点,并制定了相应的工程对策;提出了深护筒钻孔灌注桩施工技术方案和既有盾构保护加固措施.施工结果表明,地铁盾构隧道旁的高架桥深桩基工程采用深护筒钻孔灌注桩施工技术,盾构隧道旁采用水泥搅拌桩加固并辅助以信息化施工监测技术,可很好地控制既有地铁隧道变形,为今后此类工程施工提供了借鉴.     

地铁盾构掘进进度三维非线性控制方法研究

研究目的:地铁区间盾构掘进过程中,工程水文地质条件复杂且需穿过各种建筑物群,施工环境复杂,实际作业管理难度大。为优化控制盾构掘进进度,本文以福州地铁2号线过闽江区间盾构掘进进度控制为例,综合运用BP神经网络、灰色预测理论、动态优化预警控制方法、BIM虚拟优化方法以及OA远程辅助办公系统,以实现对地铁区间盾构掘进进度的三维非线性控制。研究结论:(1)运用BP神经网络、灰色预测理论进行盾构进度目标估算,提高了盾构机进度目标非线性估算的准确性和可靠性;(2)通过综合运用BIM、PDCA、预警等动态优化管理方法,循环控制盾构施工的掘进过程,实现进度信息的直观可视化、施工进度的动态优化;(3)以实际工程盾构掘进进度控制为例,建立BIM、OA办公自动化等信息集成系统,实现对区间盾构进度的实时、远程、三维动态优化控制;(4)本文研究可为类似工程的进度管理提供参考。     

杭州地铁大直径越江隧道总体设计关键技术

杭州地铁1号线三期下穿钱塘江区间采用单洞双线大直径盾构隧道的断面形式,泥水平衡盾构法施工。针对其下穿钱塘江及大堤、下穿江底输油管、高水压下盾构施工以及有压气体等设计施工重难点问题,通过工程类比、数值计算等手段提出相应的解决思路,并通过现场实测结果进行验证。研究成果可为城市大断面越江地铁盾构隧道工程提供借鉴。     

轨道交通工程BIM+GIS云平台微服务架构研究

为解决轨道交通工程BIM+GIS云平台在多站点、多区间、多线路管理中,BIM、GIS数据量大、数据服务庞杂、并发访问量大等问题,研究分析单体服务架构缺陷和微服务架构优势,在制定微服务拆分方式和设计原则的基础上,实现了轨道交通工程BIM+GIS云平台的微服务架构设计.并在大连地铁5号线火梭区间海底盾构隧道施工中进行应用....     

复杂条件下盾构施工BIM管理平台研发及应用——以大连地铁5号线海底隧道工程为例

为解决在地质条件差、周边风险源高度敏感、施工工艺复杂、安全隐患探知难且处理难等复杂条件下存在的盾构隧道施工风险大、施工进度慢、前期处置费用高等问题，从BIM模型、生产管理信息等以GIS为骨架，多源异构的静动态数据融合形成时空整体，盾构机PLC、智能监测仪器等多源安全风险数据集成，二三维关联快速定位，实际进度与形象进度实时对比综合分析进度异常原因并辅助决策，材料用量异常结合地质状况分析等方面进行关键技术研究。采用WebGL三维引擎、Spring Cloud微服务架构、AVUE前端、Redis数据缓存，自研一键转换发布工具、系统集成综合框架、快速开发平台等研发盾构施工BIM管理平台，并在国内首例大直径穿越岩溶强烈发育区的“超级穿海”工程——大连地铁5号线火梭区间海底盾构隧道工程中成功实践应用，实现了盾构施工安全风险管控、质量巡检定位与二三维关联跟踪处理、进度对比辅助决策、成本异常溯源与分析等目标，保障了盾构施工安全洞通，提升了工程质量，缩短工期72 d,节省成本5%,有效提升了盾构隧道施工的数字化、信息化、可视化管理水平，为复杂条件下盾构隧道施工管理探索出可行的数字技术路线。     

盾构隧道建筑物相互作用规律研究及其施工风险分析

城市地铁隧道在穿越建筑物前一般要进行施工方案安全性评价,对施工引起的地表建筑物安全性进行评估并提出相应的加固和控制措施,从而确保隧道上方建筑物与隧道自身的安全。以杭州地铁1号线某区间隧道为工程背景,采用FLAC3D对盾构下穿房屋施工过程进行数值模拟,并与现场监测数据进行对比分析。研究表明,盾构掘进引起的地表沉降主要发生在盾构机前方1D和后方2D(D为洞径)的范围内,由于建筑物的存在,改变了地表沉降等值线原有的扩散形态,使得建筑物所在区域等值线较为密集,且施工完后隧道的"双凹槽"并非完全与隧道轴线重合。最后对现场施工过程中可能遇到的一些风险因素进行分析,并提出了相应的控制措施以确保建筑物和隧道本身的安全。研究结果可以为盾构成功穿越建筑物提供科学有效的技术支持,并且为类似工程的施工提供一些技术参考。     

盾构下穿浅基础建筑物群施工影响分析

以深圳地铁某区间隧道穿越浅基础建筑物群为工程背景,根据详细的地质补充勘察数据计算盾构施工参数,通过准确的盾构施工参数模拟盾构推进过程,利用FLAC3D软件计算建筑物沉降,同时与现场实际施工过程和监测数据进行对比分析,采取二次补浆等施工措施确保建筑物安全。     

砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制技术研究

为研究砂土地层中盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制措施,以西安地铁盾构区间隧道下穿地铁1号线出入段工程为依托,通过资料调研、数值模拟、现场试验和监控测量等方法,对既有隧道加固措施、盾构对地层适应性、掘进参数、隧道变形进行研究。结果表明:砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道,应对盾构进行专门设计,扩大刀盘开口率,配备专门的膨润土拌制和膨化系统,并避免在下穿影响范围内停机;数值计算和试掘进试验结果,盾构施工参数土仓压力为0.1 MPa,注浆压力为0.22 MPa,推力为10 000 kN,出土量为51 m^3/环,注浆量5~6 m^3/环;通过现场监测,盾构下穿过程中,既有地铁隧道轨道最大沉降及高差分别为6 mm和0.8 mm,符合规范要求,确保了地铁的安全运营,变形控制措施对既有地铁隧道作用十分显著。