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。     

盾构管片模拟拼装技术

为了研究盾构管片在施工和使用过程中的受力情况以及验证管片设计是否合理,制作是否合格,对管片在地面进行1∶〖KG-*2〗1模拟拼装试验,研究了模拟拼装方案及技术要点、外部和内部支撑钢结构及管片的拼装,并对模拟拼装过程中出现的问题进行分析总结,比较真实地体现了盾构管片在洞内的拼装过程。     

马蹄形盾构负环管片拼装技术

盾构负环管片拼装是盾构始发中的一个重要环节,其拼装工法将直接影响工程工期、盾构的顺利始发及后续管环的拼装质量(倾角、滚转角等)。以应用世界首台马蹄形盾构施工的蒙华铁路MHTJ-01标白城隧道为例,介绍盾构始发时负环管片的拼装步骤,研究负环管片拼装过程中管片的定位与固定方式,并针对性地设计马蹄形管片在管片推出时的支护方式与支护工装。最终形成一套科学、安全、高效并具有指导意义的异形盾构管片施工方法。     

广州地铁复杂地质条件下的土压平衡盾构掘进技术研究

 广州地铁由于地质条件复杂，在施工中遇到了众多难题，如穿越溶洞、穿越高强度花岗岩、穿越珠江等，在施工过程中积累了大量的盾构施工经验。对广州地铁的地质条件进行分析，对复杂地质条件下的土压平衡盾构掘进技术进行了研究和总结。     

广州地铁二号线盾构隧道同步注浆技术

近年来随着大量盾构隧道工程的兴建，盾构隧道施工正在朝着长距离、大直径、大埋深、复杂断面和高度自动化方向发展，各项施工技术也逐步趋于成熟和完善。本文以广州地铁二号线越秀公园站－三元里站区间盾构工程为例，对盾构隧道同步注浆技术进行了探讨。     

盾构同步注浆试验平台试验装置的设计

根据国内外现有的同步注浆试验平台试验装置,结合自身需要对土箱、推进装置和同步注浆装置等试验装置进行设计。从盾构内部同步注浆系统和盾构外部客观施工条件2方面入手,运用土力学、液压系统设计和盾构平台设计的相关经验数据,归纳出同步注浆平台中土箱、推进装置和同步注浆装置设计的一般方法,为搭建一套同步注浆平台提供了理论依据。     

盾构同步注浆试验平台的设计方法研究

为解决盾构同步注浆试验平台研制过程中所涉及各变量缩放合理性的问题,从相似理论中的量纲分析法着手,通过推导相似判据和确立相似常数的方法来解决试验平台机械结构部分和注浆部分相关参数能否放缩的问题,并对平台相似度进行说明,最后进行模型仿真判断参数选择的合理性。运用相似理论与仿真分析相结合的方法验证了这种盾构同步注浆平台设计方法是合理的,该结论为研制同步注浆平台提供了理论依据。     

中国盾构技术的创新与突破

我国盾构技术已经取得了长足的进步,但与国外先进盾构技术相比,仍然存在一定差距。在概述国际盾构发展历程、现状及国际先进盾构应用情况的基础上,从关键核心技术、实验平台研制和盾构产业化3个方面,论述我国盾构技术所取得的创新与突破。以"先行号"、"进越号"及"中国中铁1号"等国内先进盾构为例,阐述我国盾构技术的发展现状和趋势。最后,针对我国与国际先进盾构技术的差距,展望盾构新型技术的突破口,能够为盾构技术的自主研发和应用提供可行思路。     

矩形盾构隧道准通用环管片排版技术研究

为解决矩形盾构隧道管片排版拟合任意空间设计曲线这一问题,提出了一种矩形盾构隧道准通用环管片排版技术,采用2种管片形成4种不同姿态拟合平竖设计曲线。利用Visual Lisp语言编制矩形盾构隧道准通用环管片排版程序,在一个500 m小转弯半径工程案例中进行管片预排版并验证其可行性。结果表明： 1）2种管片类型的数量大致相等; 2）拟合后的隧道平曲线与理论平曲线最大偏差为16.6 mm,竖曲线最大偏差为13.2 mm,满足相关规范要求。     

标准环+转弯环的双面楔形盾构管片排版技术研究

为提高盾构隧道掘进的施工效率、降低盾构管片排版错误的风险,针对管片类型为标准环+转弯环（为双面楔形）组合的盾构隧道,提出一种错缝拼装形式的管片预排版方法,并采用几何迭代法求出与目标线路偏差最小的一种盾构管片拼装姿势,可有效解决盾构隧道掘进过程中管片类型选择和拼装点位选取的施工难题。最后以南京地铁3号线某区间为例验证所采取方法的正确性,对盾构隧道掘进的施工组织和施工误差控制具有重要的指导意义。     

扬州瘦西湖盾构隧道衬砌结构受力的现场试验研究

以扬州瘦西湖盾构隧道为背景,对管片衬砌结构在施工期和后期的结构荷载和内力进行现场追踪试验,探讨施工阶段同步注浆对隧道衬砌结构受力的影响,总结隧道衬砌结构荷载和内力在施工阶段随时间的变化规律。研究结果表明:现场测试方法可以较为全面准确地得到隧道衬砌结构荷载和内力在施工期的分布;衬砌结构荷载总体随时间呈先减低后趋于平稳的规律,施工期的注浆作用会使衬砌结构荷载大于稳定后的结构荷载;衬砌结构内力在注浆阶段不稳定,注浆作用对结构的轴力影响较大。     

盾构隧道同步注浆材料对管片力学行为的影响研究

同步注浆主要功能是控制地层变形和地表沉降,同时有效地防止管片在推进过程中发生过大的偏转,避免管片接头受力过大而发生破损。以现场实际工程为背景,通过建立地层-注浆层-管片耦合的三维数值模型,对同步注浆材料强度与管片力学行为之间的相互影响进行数值模拟研究,同时结合材料试验及现场监测数据对数值计算结果进行验证。     

基于模糊PID方法的盾构掘进姿态控制研究

针对盾构掘进过程中姿态主要依赖操作人员施工经验手工调整、掘进轨迹精度主要依赖人员熟练性的情况,提出基于双闭环反馈自动控制盾构掘进轨迹的方法,通过主反馈实现掘进斜度的实时更新,局部反馈实现液压缸的速度控制。分析表明,局部反馈精度决定了预调偏差大小,在掘进轨迹控制中至为关键,因此以球铰支撑推进系统为例分析单环掘进前后液压缸的几何关系,推导左右推进液压缸速度关于掘进斜度、掘进速度的数学解析式,采用AMESim和MATLAB联合仿真工具搭建了推进速度控制的模糊PID模型,仿真分析非均载荷下推进液压缸的速度控制,并以盾构模拟推进试验台为例进行推进速度控制试验。结果表明： 基于模糊PID控制策略的推进液压缸速度控制可实现较准确的盾构掘进轨迹,为盾构失准问题的进一步解决提供了理论基础和现实依据。     

提高土压平衡盾构掘进效率研究

为了在确保工程质量及施工安全的同时,进一步提高盾构掘进施工效率,获取更大的经济效益,根据土压平衡盾构施工特点,从盾构掘进的施工工序进行综合研究,以石家庄地铁1号线一期工程和平医院站-烈士陵园站区间施工为例,确定了影响盾构掘进效率的主要因素,并对掘进影响因素进行分析总结。得出了： 1)盾构掘进时间、管片拼装时间工序较为单一,主要和地质情况和作业人员熟练程度有关; 2)管片吊运下井时间、渣土吊运出井时间、其他外部原因对现场施工的影响等会受施工场地布置影响,在盾构施工前应进行合理的施工场地布置; 3)对盾构、后配套设备维修保养及易损件更换时间、盾构施工测量及移站影响时间的优化,能进一步提升施工效率。     

地铁盾构全断面淤泥质粉质黏土层掘进施工的技术研究

针对杭州某地铁盾构法区间隧道在淤泥质粉质黏土地层中盾构掘进出现的管片裂缝、破损、剥落、隧道轴线超限等问题进行了原因分析,同时提出了解决上述问题的技术措施和方法,可为在软土地层中盾构掘进提供参考。     

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。     

土压平衡式盾构始发技术

文章结合沈阳地铁一号线第五合同段土压平衡式盾构始发工程,阐述了盾构始发施工工艺、关键技术及施工措施,根据实际情况总结了盾构始发掘进的注意事项,为同类工程施工提供了宝贵经验。     

盾构隧道快硬高性能同步注浆材料研究

为满足某些特殊盾构工况(地下水流大、断面水压高、冲刷力强)注浆工程及抢修、补注工程的顺利施工,需研制具有快硬、抗水分散性和稳定性好等特点的高性能同步注浆材料。以42.5快硬硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、粉煤灰(FA)、矿渣微粉(SL)和砂作为基体材料,采用聚羧酸减水剂(PC)-膨润土(BE)-三乙醇胺早强剂(TEA)的复合保水、稳定、早强外加组分,优选配合比为R.SAC42.5∶FA∶SL∶BE∶砂∶水∶PC∶TEA=1∶3∶1∶0.5∶10∶2.25∶0.03∶0.08%,制备出初始流动度为210 mm、泌水率为0.14%、浆液pH值为9.6、1 d抗压强度为2.5 MPa的盾构隧道快硬高性能同步注浆材料。     

基于光频域反射技术的破碎带盾构隧道管片监测研究

为探究盾构施工过程中不同地质条件与注浆作用对盾构隧道管片变形的影响规律,依托地质条件复杂的珠江三角洲某盾构隧道工程,采用在空间分辨率及传感精度方面具有显著优势的光频域反射（OFDR）分布式光纤传感技术,进行不同空间位置与不同地质条件下隧道管片的监测研究。其中,监测环选取位于破碎带外的1 529环、1 538环及破碎带内的1 551环,传感光纤沿隧道管片钢筋笼纵筋布设。研究表明： 1) 注浆对隧道管片的变形影响十分显著,同步注浆后管片发生的变形是二次注浆后管片变形的3倍。2) 不同地质条件下管片变形差异性明显,破碎带内管片相对于破碎带外管片的变形较大且不稳定; 当隧道管片进入到完整的岩层内部,管片变形相对稳定。3) 破碎带内的管片变形是破碎带外的管片变形的2.6倍。     

盾构穿越承压含水地层施工技术研究

针对上海轨道交通18号线丹阳路站～昌邑路站区间隧道在承压含水地层中盾构掘进出现的管片上浮,造成管片碎裂、管片渗漏等问题的原因进行了分析,提出了解决上述问题的技术措施和方法,可以为在承压含水地层中盾构掘进提供一定的借鉴和经验.