1.22 m微型土压平衡盾构液压系统设计与研究

为提高市政管道施工技术,满足不断增长的管道建设要求,设计并制造1.22 m微型土压平衡盾构。对液压系统的控制要求、功能特性与工作原理进行研究,并进行详细计算,分析微型盾构引出的液压系统技术问题及解决方案。通过AMESim软件对刀盘驱动系统与推进系统进行仿真分析,结果表明： 1）当载荷发生变化时,刀盘转速基本维持恒定,变化率为4.8%;刀盘驱动系统具有良好的鲁棒性。2）针对均布定载荷与均布变载荷,可实时控制推进速度,响应快且仅有较小超调量,超调量最大为12%;推进系统具有良好的速度控制性能。仿真试验效果良好,具有一定的实践指导意义。     

粉土层越江盾构隧道结构受力演化分析和安全评价方法——以苏通GIL综合管廊为例

为了研究粉土层越江盾构隧道结构受力演化过程以及提出对应的隧道结构安全评价方法,依托苏通GIL综合管廊工程,以水陆交界粉土地质区段错缝拼装盾构结构为对象,采用梁单元嵌入方式,建立考虑斜螺栓连接构造的三维仿真计算模型,分析泥砂淤积和淤滩作用下管片结构应力分布与变形裂损发展过程,揭示外力影响下结构力学损伤演化规律;进而结合设计、规范要求及类似工程实例,提炼粉土层隧道结构长期安全变形控制指标,制定基于最不利原则的安全评价分级标准。研究表明： 1）在淤积和淤滩作用下,结构损伤次序均为混凝土达单轴抗压强度、混凝土达三轴抗压强度和钢筋屈服; 2）淤积工况的竖向收敛依次为606、81、1138 mm,淤滩工况的竖向收敛依次为861、1172、1479 mm,淤滩导致的竖向收敛13~15倍于淤积工况收敛,计算数据基本符合工程经验; 3）取便于监测的钢筋应力、螺栓轴力和接缝张开作为长期健康监测变形控制指标,根据结构损伤状态和设计要求,制定4级评价标准。     

大直径水下盾构隧道接缝弹性密封垫防水性能研究——设计方法与工程指导

大直径水下盾构隧道具有大直径、高水压、地质条件复杂等工程特点,对隧道接缝弹性密封垫的防水密封提出了极高的要求。为解决目前国内外该方面研究大多基于某一特定工程进行专项试验,缺少设计方法提炼的问题,在调研国内典型大直径水下盾构隧道的接缝防水构造的基础上,建立接缝弹性密封垫的设计方法,该设计方法由工程参数提取、试验前有限元预分析、试验研究和试验后有限元分析4部分内容构成。最后,应用该设计方法成功指导南京纬三路长江隧道的接缝弹性密封垫设计,证明其科学性和可行性,可为我国类似盾构隧道防水设计实践提供参考。     

地铁盾构隧道邻域埋入式隔离桩力学性能研究

为研究地铁盾构隧道邻域埋入式隔离桩力学性能,以北京某典型地铁盾构隧道及邻域基坑工程为例,应用相似材料模型试验与数值模拟相结合的方法,研究埋入式隔离桩的支护体系地铁盾构隧道的变形特征及围土压力分布规律,并分析埋入式隔离桩、常规隔离桩和无隔离桩支护体系对既有隧道变形和围土压力的影响。研究结果表明： 侧方基坑开挖卸荷-加载过程中,水平位移远大于竖向位移,隧道整体在水平和竖向存在不均匀位移,判断盾构隧道有朝向基坑方向扭转的趋势;加入隔离桩的支护体系相比无埋入式隔离桩的支护体系能使盾构隧道水平位移有效减小,竖向位移发生轻微上浮,盾构隧道朝基坑方向的扭转趋势能得到有效控制;埋入式隔离桩和常规隔离桩的隔离效果基本相同,针对地铁隧道这样的地下结构,全长常规隔离桩桩身接近地表的部分对控制隧道变形没有太大帮助,在实际工程中可以采用埋入式隔离桩,减少桩身长度,降低施工成本;侧方基坑开挖卸荷-加载过程中,盾构隧道初始土压力呈“葫芦形”分布;基坑开挖卸荷和基坑加载完成过程中,隧道土压力轴向对称位置发生偏转,判断盾构隧道有朝向基坑方向扭转的趋势;埋入式隔离桩能起到与常规隔离桩相同的隔离效果,并能有效降低隧道周围土压力。     

富水卵石层土压平衡盾构水下接收技术

为确保济南市轨道交通R1号线大杨站盾构顺利接收及上方管线安全,提出复杂地质条件下土压平衡盾构水下接收方案,阐述垂直冻结加固、洞门凿除、挡墙及板下临时支撑施作、盾构掘进模式及掘进参数控制、同步注浆及补强注浆、外凸式洞门设计等水下接收技术。主要结论如下： 1）在巨厚富水卵石层中盾构接收情况下,常规加固措施无法保证加固效果时,建议采用水下接收方式; 2）优化洞门凿除工序,视情况分层分块凿除,降低洞门凿除的风险; 3）采用不同的掘进模式,保证土压平衡盾构水下接收的顺利实施; 4）外凸式洞门后浇环梁设计可减小洞门永久封堵的施工风险; 5）整个接收阶段管线最大沉降变形仅1.41 mm,采用水下接收技术能保证富水卵石层中土压平衡盾构的安全接收。     

基于苏埃通道工程盾构施工过程中下沉量分析

盾构开挖隧道主要分为隧道掘进和管片拼装2大工序。在管片拼装过程中盾构主机处于静止状态,在此过程中将会产生主机整体下沉和栽头的现象。为了尽量避免下沉和栽头现象的出现,需要对主机的下沉量和栽头量的范围进行预测,在盾构隧道掘进工序末事先调整好姿态,使盾构在静止过程中的下沉量和栽头量正好与姿态调整量相抵消,从而保证隧道轴线与设计轴线一致。通过对盾体周围受到水土压力以及地基对盾构的反力进行分析计算,并利用Matlab软件对4种不同地层进行建模分析,求得盾构主机在各地层的下沉量和栽头量的范围。通过计算,在苏埃跨海通道工程盾构掘进段项目中,主机在淤泥质土等松软地层中姿态变化最大,最大栽头量约为0.38 m,整体下沉约0.12 m;在密实中粗砂地层中姿态变化最小,最大栽头量约0.13 m,整体下沉约0.04 m。通过得出的栽头量和下沉量的范围,进而实现对盾构姿态的提前调整。     

狭小空间条件下盾构分体始发施工技术研究

为解决武汉江夏清水入江项目八分山片排水改造工程盾构隧道始发井空间狭小、无法按常规始发施工技术进行盾构设备组装、始发掘进施工的难题,通过对工程水文地质、始发井及隧道结构进行分析研究,并对盾构附属设施、负环结构、出渣系统等进行改造,增加临时推进装置,提出一种分部组装与分部推进相结合的分体始发施工技术,可解决始发空间小、盾构组装、始发与设备材料垂直运输、人员进出困难的问题,始发施工过程安全、顺利,地面沉降符合要求,说明采取的分体始发技术实施效果良好。     

盾构站内过站条件下地铁明挖车站上部结构施工支撑方案研究

昆明轨道交通4号线苏家塘站为盾构整机站内过站车站,受两迁一改和地质条件影响,土建施工进度较计划滞后。为满足后续盾构过站和二次始发后,轨道运输车辆通行对车站站台层通行净空的基本要求,提出2种可以满足车站上部结构继续施工的支撑方案--门式支架支撑方案、中板结构加强方案。通过理论分析结合有限元数值仿真模拟,综合比较方案实施对车站施工进度的基本要求、对后续盾构施工工期影响、经济性等6个方面,认为2种支撑方案均能够提供上部结构施工的支撑反力,但应充分结合土建施工进度及盾构过站时间要求选用支撑方案,以便能够更好地控制投资并满足工期要求。     

盾构施工引起地表沉降的BP神经网络预测

根据盾构施工引起地表沉降的具体问题，结合广州地铁三号线某区间地质资料，建立了地表沉降预测的BP神经网络模型，并对网络进行了训练和测试，测试结果表明，利用神经网络进行盾构隧道施工的地表沉降预测是可行的，可用于工程实践。     

D1200B1型砼大直径管桩在东营港扩建工程中的应用

D1200预应力砼大管桩是国家“六五”科技重点攻关成果。介绍D1200B1型大管桩在东营港扩建工程的应用成果。