衬砌劣化对水下盾构隧道变形的影响分析

针对目前世界最大直径水下盾构隧道的工程背景和劣化环境,通过分析衬砌劣化机理和行业规范标准确定了以有效厚度考量衬砌结构劣化,采用强度折减原理对强度参数进行逐步地折减,建立了考虑地层土性和覆土厚度影响的水下盾构隧道衬砌劣化模型,运用数值计算方法分析了衬砌劣化的多种组合工况,从而对衬砌劣化引起上海长江隧道（崇明越江通道）变形的特征表现和趋势规律进行了研究和探讨。研究结果表明：基于有效厚度折减的衬砌劣化分析方法能够有效地反映劣化后隧道结构的整体变形状况,且计算结果可靠合理,可为盾构隧道健康状态诊断与分析提供理论依据和技术支持,也可为运营管理部门正确及时的养护维修提供借鉴和指导。     

地铁区间盾构法隧道穿越岩溶填充区施工力学行为计算分析

地铁盾构隧道穿越岩溶填充区受力情况复杂,为保证施工安全和管片受力合理,采用有限差分程序建立数值计算模型,通过计算分析获得盾构穿越地层的受力情况。盾构隧道穿越岩溶填充区时虽然会产生一定的地表沉降,但在安全范围之内,管片受力也是合理的。     

水下盾构隧道硬岩处理与对接技术

为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的主要问题和困难,相应地提出了一些基本措施和技术对策。结合台山核电站取水隧洞(位于海域中)盾构施工中遇到的微风化花岗岩硬岩(最高强度达197 MPa)和球状风化孤石,提出了水下爆破法和冲击钻冲孔2种方法进行基岩突起和孤石处理,盾构顺利通过该基岩段,没有进行刀具更换。结合3次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接(国内首次)问题,分析总结了"相向掘进、地中对接、洞内解体"的关键技术,对接非常成功,对接点的围岩相对稳定,精度符合要求。     

盾构始发与到达设计与施工决策分析系统研制

为了控制盾构施工的风险和提高盾构设计与施工的决策效率,采用资料分析、理论计算和软件开发的方法,对盾构始发与到达施工决策相关基础与应用问题进行了全面研究。得到以下研究成果:1)提出盾构始发和到达的风险分类,并以此为基础,研究了不同加固方案下盾构始发与到达施工存在的风险问题;2)通过对端头地层稳定性的研究,提出端头地层稳定性分析与判别方法,构建始发与到达加固方案知识库;3)建立一个包含100个工程的案例数据库,为决策系统提供了数据库支撑;4)基于工程案例数据库,研制具有地层稳定性判别、加固方法选择、加固范围确定、反力架支撑验算、风险分析、施组设计标准化等功能的盾构始发与到达设计与施工决策辅助系统,有助于工程设计与施工方案的科学分析与决策。     

盾构始发与到达端头地层加固方法选择与稳定性评价

盾构法作为当前城市软土隧道最常用的修建方法之一,相关工程事故却屡见不鲜,究其原因,多是由于端头地层的稳定性未能得到有效控制所致,因此,端头地层失稳成为盾构始发和到达施工的一个主要风险点。为降低该风险,保证盾构工程的顺利进行,基于相关工程资料和研究成果的总结分析,结合作者的工程设计经验,针对盾构始发与到达的端头地层稳定性加固控制问题,通过研究得到以下成果:1)提出了一个盾构始发与到达的加固方案库,并以此为基础,通过程序构建了一套盾构始发与到达加固方案的自动推理方法;2)考虑有水和无水2种情况,根据各类土的类型特性和关键参数指标,对盾构始发与到达工程中的各单一类型土层分别进行了稳定性分析与判别;3)根据各类土的地层稳定性分析与判断结果,提出了盾构始发与到达地层的综合稳定性判别方法。     

杭州地铁越江盾构隧道冲刷线下覆土厚度的确定

杭州地铁1号线滨江站—富春路站区间盾构施工隧道穿越钱塘江,介绍该区间的纵断面设计在多个设计阶段进行调整的过程,阐述冲刷线下盾构隧道的覆土厚度确定的多种因素,除了要满足抗浮的要求,还需要满足纵向计算中接头张开量的要求,同时还需要注意避开导致较大工程风险的卵石层、下部岩层等较硬土层。介绍越江盾构隧道的冲刷线下覆土厚度情况,以及如何确定越江盾构隧道的冲刷线下的覆土厚度。说明越江盾构隧道的冲刷线下覆土厚度的确定是隧道设计的关键技术,需要综合考虑多个条件,确定合理的纵断面。     

京张高铁大直径泥水盾构施工泥浆环保处理措施研究

在城市建筑物密集区,采用泥水盾构进行隧道施工往往面临泥浆无处排放的难题。以新建京张高铁清华园隧道为背景,通过对地质状况的分析和研究,采用了泥浆环保综合处理的方法:(1)以泥水分离设备为核心,对泥浆进行总体处理;(2)处理后合格的泥浆通过制、调浆系统的补充和调整进行再利用;(3)处理后不合格的弃浆则通过压滤设备、离心设备和化学药品进行环保处理;(4)对泥浆处理设备进行噪声控制。研究表明,通过上述措施,实现了废弃泥浆的无污染处理,使盾构施工对于环境的影响降低到最小程度。     

电磁屏蔽技术在机车电子装置上的应用

介绍了电磁兼容性设计在机电一体化系统结构设计中的重要性,根据对电磁兼容原理的分析,提出了提高机箱屏蔽效能的方法。     

盾构隧道近距离小角度上穿已建暗挖隧道方案

北京地铁4号线动物园-白石桥左线区间盾构隧道从9号线暗挖隧道上方穿过,两线隧道垂直净距离小、交叉穿越的角度较小、彼此间相互影响范围较大,针对这些特点,采用ANSYS有限元软件,对暗挖隧道二次衬砌不同修筑时机下（盾构通过前、后）的施工方案进行数值模拟分析,并综合工期等方面因素,确定现场采用的施工方案及相应的加固措施。进一步研究的结果以及现场监测数据表明：在盾构施工前及时修筑暗挖隧道的二次衬砌,有利于近距离隧道交叠穿越期间的整体安全;如果不能及时施作二次衬砌,可在已建暗挖隧道内部架设临时型铜支撑体系进行加固,能够有效地限制盾构施工对已建暗挖隧道结构变形和主应力变化的影响。     

采用深基坑法对盾构机纠偏综合施工技术

在盾构法隧道施工中,若盾构机偏离设计轴线较大,自身无法拟合至线路轴线,况且亦无法通过调线方式补救时,可以采取开挖深基坑的方法尝试纠偏。一般基坑开挖均在没有或仅有小型障碍物的情况下进行,盾构机存在的环境下深基坑开挖较为少见。结合某工程实例,针对盾构机存在的特殊性,在常规基坑开挖的基础上,大胆采用了盾体支撑技术,先撑后挖,同时辅以桩外土体加固措施,克服了地质条件差、地下水丰富、周边环境复杂、基坑形状不规则、施工难度大等不利因素,顺利完成了基坑封底,成功实现盾构纠偏,使深基坑法对盾构纠偏成为可能。