浅埋超大直径盾构隧道千斤顶推力对衬砌管片受力变形的影响研究

为研究浅埋超大直径盾构隧道在不同千斤顶推力及偏移作用下的衬砌结构受力及变形规律,运用有限元软件ABAQUS建立考虑水土压力、盾尾刷反力、千斤顶推力的盾构隧道衬砌管片三维模型,并分析衬砌管片在盾构直行、上行、下行以及左行条件下发生偏角时的衬砌内力及变形情况。结果表明： 1）千斤顶推力对衬砌管片的影响范围主要为前8环,明显反应在前3环,且环内最大错台位置主要集中在封顶块位置附近; 2）盾构掘进方向主要影响该方向的管环位移,对垂直方向的管环位移基本无影响; 3）拱顶/拱底主要受俯仰偏角影响,不受横摆偏角作用,拱腰则对横摆偏角更为敏感,受俯仰偏角影响较小; 4）当千斤顶发生俯仰偏角时,向下偏角极易引起前几环管片的应力激增; 5）当千斤顶发生横摆偏角时,同侧偏角更易引起该侧管片的位移及应力激增。     

斜井隧道双模式盾构推进油缸布局优化研究

盾构推进油缸的布局合理性关系到隧道管片拼装质量,在斜井隧道施工中则更为突出。以煤矿斜井双模式盾构为例,通过分析不同掘进模式和工况下推进油缸布局优化条件以及根据单个管片受力均匀、管片环整体受力平衡及各分区推力均方差最小的优化原则,完成推进油缸的位置及分区优化。推进油缸布局优化后,各管片受力均匀,衬砌环整体受力平衡,各分区推力相近,有利于避免管片被压溃,研究结果对盾构推进系统的选型和设计有指导作用。     

试用QC控制小曲率半径盾构推进

随着上海轨道交通的迅速发展,盾构法施工的隧道工程受环境的制约越来越大。该文从监理的角度,运用现代质量管理手段着重介绍了小曲率半径盾构推进轴线控制的监理措施和方法。     

小直径盾构施工中管片纵向应力监测研究

为了探索小直径盾构法隧道在施工过程中管片纵向应力的变化规律,对北京槐房再生水厂污水隧道管片纵向应力进行了现场监测:将第976环、第1 054环管片分别设为第1和第2监测断面,2监测断面各预埋5个纵向应力计,各监测断面从本监测断面管片安装后即开始监测,当盾构掘进至第1 129环时停止监测。研究表明:1)在管片离开盾尾50环后,其纵向应力波动值小于管片拼装期间应力值的5%。2)在盾构掘进期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力值越小。3)在管片拼装期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力经历了先增大后减小的过程。4)管片距离盾构108环后,该管片纵向压应力趋近于0.2~0.3 MPa。5)随着盾构推进,管片纵向应力经历了4个阶段的变化过程,即周期性剧烈波动阶段—动态稳定阶段—逐渐衰减阶段—趋于稳定阶段。     

盾构隧道管片内力参数化计算Abaqus二次开发

盾构隧道在设计前期需要进行大量工况的隧道管片内力计算,计算时采用梁-弹簧模型可以较为接近实际情况,但采用该模型需要使用有限元软件实现,建模计算过程非常复杂。为了简化盾构隧道管片内力的建模分析过程,文章对Abaqus及其二次开发功能进行了介绍,基于Abaqus有限元软件内嵌的Python脚本语言和前处理接口进行二次开发,实现盾构隧道管片内力建模计算的自动化、参数化,并通过实例证明二次开发极大地提高了分析效率。     

盾构施工阶段管片衬砌结构受力分析研究

为了解盾构管片衬砌结构的受力特性,解决盾构衬砌结构受力的数值分析难点,首先采用ANSYS分析系统对衬砌管片接头力学建立计算模型,通过模拟载荷试验确定管片接头刚度系数,进而利用销钉单元对衬砌管片按梁-弹簧计算模型进行分析,根据管片接头力学处理方式不同,与惯用计算方法和修正惯用计算方法的结果进行对比,最后对盾构在辅助油缸推力作用下管片的纵向受力进行三维模拟,对均匀施加油缸推力和偏心施加油缸推力进行分析对比,研究成果可对盾构衬砌管片设计提供依据。     

盾构隧道结构设计模型综述

基于盾构隧道结构设计中常用的荷载－结构法,对盾构隧道的结构设计模型进行了全面归纳和总结,系统介绍了用于盾构隧道结构设计的结构模型及荷载模式,并分析了各模型的适用条件以及存在的问题。     

小断面过海隧道泥水盾构施工技术

结合深圳前湾海底隧道工程,较详细地论述了过海隧道泥水盾构的施工原理和施工方法,包括施工的基本程序和管理基准,重点介绍了盾构始发的准备工作,试掘进应注意的问题及正常掘进中的各种参数控制.     

小断面长距离盾构隧道施工通风技术

结合城陵矶长江穿越盾构隧道施工段通风方式,对小断面长距离隧道盾构施工的通风方式作了完整和翔实的介绍,具有较强的可操作性,可为类似工程提供借鉴。     

地铁大直径盾构隧道管片结构设计计算研究

管片是盾构法隧道的重要组成构件,是控制隧道工程造价和隧道结构安全的重要因素。目前,内径6 m地铁盾构隧道管片在国内比较少见,本文简要介绍了该种管片的厚度、宽度、分块等结构参数、结构计算模型及计算方法,并以深圳地铁11号线某盾构区间为例,进行了数值模拟分析研究。结果表明:大直径盾构隧道管片的受力行为与常用的普通直径盾构隧道管片类似,结构配筋主要由裂缝控制,管片的某些特殊部位应加强配筋,已达到防止管片开裂的目的。     

盾构管片拼装模式下推进油缸的自动控制

在拼装管片时,需要在拼装模式下伸缩推进油缸。当采用无线控制推进油缸时,一种是在无线遥控器上设置推进油缸选择开关,这就使无线遥控器上有限的空间变得相对狭小,给操作带来不便;另一种是在无线遥控器上设置管片选择旋钮,而且为了施工安全,推进油缸只能伸缩一次,这就给调整管片的位置带来了不便。根据拼装管片时推进油缸选择的特点,在不增加推进油缸选择开关及不增加管片选择旋钮的情况下,实现了推进油缸的自动控制,而且在一块管片没有安装完之前,可以任意使用推进油缸调整管片的位置,一旦该块管片安装完成,相应的推进油缸不会再有伸缩的动作,这样既节省了拼装手安装管片的时间,同时也简化了操作的繁琐程度,又保证了施工安全。     

基于推拼同步盾构机的管片拼装机结构和控制方法研究

针对推拼同步盾构机利用轴向插入式管片拼装中产生的额外推进时间进行管片拼装的特点,分析了管片拼装机的适应性要求。通过对比多种拼装机方案,最终采用不改变传统大平移拼装主体结构的方案,通过算法和控制使拼装系统具有跟随和补偿双模式,可分别使拼装机主体与盾构机、成环隧道保持静止。针对推拼同步盾构机管片拼装的工况对拼装机平移梁的可靠性进行了分析,可满足推拼同步工作要求。     

土压平衡式盾构机刀盘扭矩的计算及试验研究

综合考虑了土压平衡式盾构机的直径、刀盘开口率、刀盘与土体的摩擦系数、盾构机的埋深、盾构机施工地层的土性、盾构机和地层之间的相互关系、盾构机推进速度以及螺旋输送机转速等参数的影响因素,推导出刀盘扭矩的理论模型。在盾构机模拟试验平台上进行试验,分析了两种典型开口率的刀盘在3种典型土层中扭矩的变化及土仓压力对刀盘扭矩的影响。分析结果表明,刀盘扭矩的理论模型与试验结果相符,并能满足盾构机实际施工的要求。     

小净空、上软下硬地层盾构始发技术研究

依托某地铁区间盾构机分体始发工艺,对盾构分体始发技术进行研究.由于该区间始发空间狭小,只能选择四次分体始发工艺展开盾构施工.工作井作为该区间盾构施工的唯一始发井,设计长度为18 m,且邻近山体,作业空间有限,场地无法满足常规盾构整体始发条件要求,需采取分体始发工艺.通过实践证明,盾构分体始发技术可以解决"小净空、上软下...     

小半径大曲率连续弯钢箱梁桥受力性能研究

采用空间有限元方法,结合具体工程对立交工程中常见的小半径大曲率钢箱梁桥进行了研究分析,对其在不同荷载作用下的受力特性做了分析和比较,并对曲线钢箱梁桥的受力特点、剪力滞效应和实用计算方法进行了探讨,并提出了简化计算模式。结构分析表明:对于薄腹箱梁,增设横隔板是减小截面畸变变形的最优方案。可供同类桥梁的设计分析参考。     

盾构管片上浮量变化规律及简化算法研究

在大多数软弱土层盾构隧道施工中管片上浮问题十分突出,严重时往往会导致管片破损和接缝错台.为诠释该现象的发展过程,为其预防控提供合理化建议,从实际出发,利用现场试验对管片脱离盾尾后管片上浮全过程进行了跟踪监测,并记录了各上浮管片的隧道收敛变形量加以分析.分析发现,管片脱离盾尾后的上浮规律大致分为加速阶段、平缓阶段和稳定阶...     

盾构在水平冻结加固区小半径曲线始发技术

无锡地铁1号线江海路站—火车站区间盾构始发处在半径360 m曲线上,且始发端头上部有河道、桥梁及多条大直径市政管线,盾构始发处在多个风险高度集中地段,风险和施工难度极大。为保证盾构顺利始发,并确保上部河流、桥梁和管线的安全,采用初始段的割线始发技术,避免小半径曲线纠偏造成的超挖;采用水平冻结加固技术并通过采取蒸汽解冻配合割线始发的综合技术通过冻结加固区,保证了盾构的安全顺利始发。