中国TBM施工技术进展、挑战及对策

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。     

使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究

土压平衡盾构在不同的地层进行渣土改良的关键是选择合适的改良剂,纯砂层施工中最常用的改良剂就是膨润土泥浆,目前已开始尝试使用聚合物进行改良。本文选取3种典型的聚合物,研究聚合物溶液特性与聚合物浓度、搅拌时间和静置时间的关系,并选择合适的聚合物对粗砂试样进行塌落度试验、渗透试验和直剪试验的室内试验研究。研究结果表明,针对粗砂地层(含水率10%左右),0.3%的PAM聚合物溶液注入率为20%~25%时,能有效增强粗砂的流动性和黏聚性,降低渗透系数和摩擦因数,满足土压平衡盾构施工要求。     

近十年来中国超大直径盾构施工经验

随着国内城市基础建设的快速发展,在采用盾构法建设隧道面临直径更大、埋深更大、距离更长以及地质条件更加复杂的情况下,中国已经应用不同的超大直径盾构完成了各类项目,文章结合工程案例对盾构设备、隧道内部结构施工、盾构始发和到达施工工艺、近距离穿越建(构)筑物等对国内超大直径盾构的应用进行了介绍,并探讨了相关施工技术经验。     

圆形隧道施工对不同深度地层沉降影响的模型试验研究

为了预测圆形隧道施工引起地表以下不同埋深地层沉降特征,首先,通过理论推导不同地层最大沉降位移与沉降槽宽度系数的函数关系;然后,建立包括试验台架、地层模型、圆形隧道开挖模型以及测量地层变形装置的平面应变模型试验系统。通过理论解析和模型试验可知:1)地表以下地层的最大沉降位移与沉降槽宽度系数成反比;2)不同深度地层的沉降位移随着地层埋深的增加而增大,且地表以下地层沉降槽曲线仍然符合正态分布;3)通过对模型试验数据进行回归分析,得到黏土地表以下不同深度地层沉降槽宽度系数的计算公式,从而为预测圆形隧道施工地表以下不同深度地层竖向位移提供了一种可靠的计算方法。     

大断面异形盾构隧道弯矩传递系数原型加载试验研究

由于异形盾构隧道特殊的结构断面型式,管片设计暂无相关规范可循,故基于原型三环管片力学加载试验对异形盾构管片环向接头弯矩传递系数进行研究,研究结果表明:1)随埋深增加,异形盾构管片结构整体刚度提升,但由于各接头刚度与相邻管片结构刚度比随埋深增加变化规律不一致,异形盾构管片接头弯矩传递能力呈部分减弱部分增强的现象;2)同埋深条件下,随着侧压力系数的增加,除右拱腰处接头外,其余接头弯矩传递能力随着接头刚度与相邻管片结构刚度比的增大而逐渐增强;3)随着埋深增加,各接头弯矩传递能力对侧压力系数的敏感程度逐渐减弱;4)极限破坏后,异形盾构管片内外弧面裂缝的分布规律证明了明显的弯矩传递现象。     

极高地应力软岩隧道超前导洞应力释放及多层支护变形控制技术

为了解决极高地应力软岩隧道大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心段施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下主要结论:1)提出了"先放后抗,抗放结合,锚固加强"的变形控制理念;2)得出了该隧道岭脊核心段"超前导洞应力释放+圆形4层支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)超前导洞应力释放效果明显,正洞累计变形减小幅度约为34%;4)得到了圆形多层支护结构变形规律;5)累计变形均控制在设计预留变形量内,保证了该隧道岭脊核心段大变形控制效果。     

Magneto-rheological suspensions for improving ground vehicle’s ride comfort,stability, and handling

ABSTRACT

A state-of-the-art discussion on the applications of magneto-rheological (MR) suspensions for improving ride comfort, handling, and stability in ground vehicles is discussed for both road and rail applications. A historical perspective on the discovery and engineering development of MR fluids is presented, followed by some of the common methods for modelling their non-Newtonian behaviour. The common modes of the MR fluids are discussed, along with the application of the fluid in valve mode for ground vehicles’ dampers (or shock absorbers). The applications span across nearly all road vehicles, including automobiles, trains, semi-trucks, motorcycles, and even bicycles. For each type of vehicle, the results of some of the past studies is presented briefly, with reference to the originating study. It is discussed that Past experimental and modelling studies have indicated that MR suspensions provide clear advantages for ground vehicles that far surpasses the performance of passive suspension. For rail vehicles, the primary advantage is in terms of increasing the speed at which the onset of hunting occurs, whereas for road vehicles – mainly automobiles – the performance improvements are in terms of a better balance between vehicle ride, handling, and stability. To further elaborate on this point, a single-suspension model is used to develop an index-based approach for studying the compromise that is offered by vehicle suspensions, using the H₂ optimisation approach. Evaluating three indices based on the sprung-mass acceleration, suspension rattlespace, and tyre deflection, it is clearly demonstrated that MR suspensions significantly improve road vehicle’s ride comfort, stability, and handling in comparison with passive suspensions. For rail vehicles, the simulation results indicate that using MR suspensions with an on-off switching control can increase the speed at which the on-set of hunting occurs by as much as 50% to more than 300%.     

大型活动交通影响评价方法

大型活动吸引和产生的突增交通量会造成周边地区的交通拥挤。通过比较大型活动与大型商业建设项目的交通影响评价特点和分析大型活动交通管理的影响因素,分别针对“提供一次性服务的大型活动”和“提供长效服务的大型活动”,设计了交通需求的预测方法。以交叉口服务水平分析方法为基础,提出一种了大型活动的交通影响评价方法。以长春市南岭体育场举办的“中国足球甲A联赛”为对象,运用Vissim微观交通仿真软件对所提出的方法进行了初步验证。结果表明,在大型活动条件下,所提出的方法能够确定需要进行交通管制的空间范围。     

Modeling research on manufacturing execution system based on large-scale system cybernetics

A cybernetics model of manufacturing execution system(MES CM) was proposed and studied from the viewpoint of cybernetics.Combining with the features of manufacturing system, the MES CM was modeled by"generalized modeling"method that is discussed in large-scale system theory.The mathematical model of MES CM was constructed by the generalized operator model, and the main characteristics of MES CM were analyzed.     

监控量测在姚村坦隧道施工险情预报中的应用

以景(德镇)婺(源)黄(山)高速公路姚村坦连拱隧道施工中出现的险情为例,结合地表沉降、洞内净空收敛及拱顶下沉进行观测及现场观察,针对隧道出口段围岩失稳导致中导洞右侧工字钢严重内敛现象进行了动态预报,从而为及时采取有效措施排除险情争取了时间,避免了重大事故的发生,以此进一步说明了监控量测在隧道修建过程中的必要性。