大直径硬岩掘进机(TBM)在吉林中部城市引松供水工程四标TBM3的应用

为了研究中铁工程装备集团有限公司自主研制的首台TBM的各项技术特点与工程适应性,结合TBM在引松供水工程总干线四标段的掘进施工情况,分析了TBM掘进地层特点以及主要设计参数。引松供水工程四标段掘进岩层复杂多变,富含大量断层破碎地层以及风化灰岩地层,部分地层岩石强度大且石英含量高,对TBM刀盘及刀具要求极高,TBM刀盘面板采用270 mm厚板设计,且刀座基座直接在刀盘面板上加工而成,刀具按非线性方式布置且刀间距控制在82~90 mm;设计了有效的TBM初期支护系统和材料运输平台,并且搭载了激发极化超前地质预报系统。工程掘进结果表明： 该台TBM刀盘设计可靠性强且能保证高效破岩,创造了最高月进尺1 226 m、日进尺70.8 m的优异成绩,TBM在不良地质下支护高效快速,超前地质探测结果可靠,各系统运行情况良好。     

砂土覆盖型岩溶地层盾构隧道施工地面注浆加固实例分析

隧道沿线溶洞的加固处理是岩溶地层中盾构隧道施工的关键。以广州地铁某区间盾构隧道施工为背景,论述砂土覆盖型岩溶地层中盾构隧道施工面临的主要工程地质风险;由溶洞处理流程入手,从溶洞处理判断标准、注浆填充方案、注浆材料选择以及注浆加固效果检验等方面详细介绍盾构隧道施工中通过地面注浆加固进行溶洞处理。同时,对监测区间内溶洞注浆加固效果以及隧道掘进引起的地面、房屋沉降情况进行监测分析。研究结果表明： 溶洞注浆加固效果良好,隧道掘进造成的地面房屋沉降变化平稳,地面注浆加固处理在砂土覆盖型岩溶地层盾构隧道施工中具备一定的工程适用性。     

超大断面矩形顶管减阻技术在郑州市下穿中州大道隧道工程中的应用

郑州市下穿中州大道隧道工程采用矩形顶管法进行施工,顶管段具有断面超大、覆土浅、间距小、推进距离长、未采用中继间等特点,顶管推进推力大。为有效控制顶管推力,研究了注浆孔布置、触变泥浆配制、注浆管路优化设计和管节表面涂蜡等顶管减阻技术。结果表明,本工程采用的减阻技术效果良好。     

隧道施工通风分风三通位置选择研究

采用并联风管对2个开挖面同时进行送风时,隧道施工通风系统中风管三通设置的位置对风管出口风量的影响较大,利用理论计算得出主风管与分风管直径的比值是分风三通设置位置对开挖面风管出口风量影响的关键因数,围绕着理论计算结果例举3个工程算例及1个工程实例进行了验证,得出合理选择分风三通的位置来提高风管出风口风量的方法,为采用分风三通的施工通风工程提供技术参考。     

DS1217-303-1型双护盾TBM主驱动性能提升改进探析

双护盾TBM在均质硬岩中具有掘进速度快,开挖和支护同步进行等特点,但遇到软弱围岩和断层破碎带时极易出现卡机现象。以陕西省引红济石调水工程为例,为解决施工过程中出现的卡刀盘问题,介绍TBM设备主驱动系统工作状况,对性能参数进行分析验证,提出性能提升改进方案,改进后TBM对地层的适应性大幅提高,未再出现卡刀盘现象。该改进案例可为今后TBM设备表现出对地层不适应而进行设备再改进提供借鉴经验。     

南宁轨道交通1号线火车站站连续墙界限内旧锚索清除技术研究

以南宁轨道交通1号线火车站站有旧锚索的地下连续墙为例,通过经济、安全等方面对比分析,采用方案比选方法确定了连续墙界限内锚索处理推荐方案。对锚索破断强度、锚索与地层之间锚固力、槽壁机抓斗提升力进行理论计算分析和处理旧锚索时连续墙槽壁稳定性的分析,论证了推荐方案的可行性; 并通过实际施作和基坑开挖后的验证,对槽壁机抓切连续墙界限内锚索进行了验证。     

盾构／TBM专用振动监测传感器VM-BOX的研发

传统的盾构/TBM振动监测采用常规的手持式振动仪,需要专业技术人员定期到设备上进行监测以获取振动数据。由于无法获取连续振动数据,进而无法对设备状态发展趋势进行合理的分析和预判,因而不能及时有效地指导设备管理。采用逻辑控制方法和信号筛分技术,研制一种盾构/TBM专用的振动监测传感器,可安装在盾构/TBM内部关键部件上,采集其在工作过程中的振动和温度数据,实现以下功能： 1）对设备振动数据进行远程实时在线监测; 2）对设备故障进行精确化管理; 3）对设备发展趋势进行预估。     

某铁路明洞拱部裂缝成因分析

某双线铁路明洞结构拱部产生纵向裂缝,为分析该明洞拱部裂缝产生的原因,对裂缝分布情况及裂缝形态进行分析,拱部裂缝宽度与回填土石厚度存在正相关性,裂缝宽度随回填土石厚度增加而增大;当回填土石厚度为15 m时,裂缝宽度为0.55~1.00 mm。通过对明洞施工数值计算分析认为： 当回填土石厚度小于5 m时,随着拱顶回填土石厚度的减小,拱顶拉应力增大,此时施工动载对明洞结构受力影响较大;边墙回填密实度对拱顶拉应力影响显著,密实度为60%时,拱顶拉应力值为完全密实时的1.44倍,且已超出结构极限强度。综合分析认为,回填土石施工时机不当及边墙回填不密实是导致该明洞拱部产生裂缝的主因; 提出明洞结构设计计算应纳入施工动载,施工应严格掌控回填土石施作的时机,同时应加强建设管理等。     

双缸式混凝土输送泵泵送机构的有限元分析

为解决单线铁路隧道由于断面小、通道狭窄而造成的施工机械与混凝土输送泵互通不顺畅的问题,设计一种窄体双缸S阀混凝土输送泵,该混凝土输送泵泵送机构采用液压油缸带动混凝土输送缸的结构模式和双缸往复式工作原理,双缸并列设置,在不减小输送量的前提下降低整机宽度(整机宽度为1.49 m)。采用Ansys软件对混凝土输送泵的关键部件力学性能进行分析,并计算S阀体的疲劳寿命。结果表明： 在静载荷作用下,活塞杆、主油缸和混凝土输送缸的最大等效应力均小于材料的屈服极限,满足结构强度要求; S阀体在动荷载作用下的最大等效应力小于材料的屈服极限,且疲劳寿命在疲劳敏感曲线的50%～90%内,满足结构强度和疲劳寿命设计要求。     

基于D-H法的隧道锚杆安装机械手机构设计

为解决隧道锚杆安装过程中效率低、阻力大、不易完全装入等问题,采用D-H法建立锚杆安装机械手坐标系。通过对机械手结构的齐次坐标变换建立机械手运动学方程,并结合工程施工参数,得出推进机构运动与机械手爪运动之间的关系,理论计算出锚杆安装机械手相关设计参数,从而设计一种新型的隧道锚杆安装机械手。该机械手安装速度为38.9 mm/s,与传统钻杆推进安装方式相比,单循环节约工时约2 h,经济优势突出。