复合地层下盾构施工模态系统刀盘荷载及振动特性研究

基于苏埃通道盾构工程和盾构及掘进技术国家重点实验室的盾构施工模态系统的刀盘实体,利用JHC本构模型对岩体进行仿真,通过显示动力学软件LS-DYNA对不同模式下的滚刀群切削复合地层进行数值模拟,并结合滚刀、刀盘的力学分析及傅立叶变换函数,得到滚刀和刀盘的三向荷载-时间历程曲线及荷载的频谱图。通过分析荷载曲线及频谱图可知:1)在荷载特性方面,切削过程中滚刀和刀盘荷载均具有突变性、随机性和冲击性;当滚刀运动经过软硬岩层交界面时,滚刀切点荷载发生突变,有可能发生剧烈震荡。2)在振动特性方面,刀盘荷载的频率主要集中在0~5 Hz,属于典型的低频振动,并与滚刀的频率分布一致;软岩及硬岩仅对滚刀荷载的幅值产生影响,对其频率分布影响有限。结合刀盘在软硬不均地层条件下静力学的分析结果,确定刀盘在不均匀受力状态下的最大应力、应变位置,为苏埃通道滚刀破岩物理模型试验刀盘测试系统的构建提供了依据。     

穿越起伏基岩地层的盾构机掘进姿态控制方法研究

为了研究盾构机掘进姿态的控制方法,以长沙地铁2号线望梅区间隧道为工程依托,通过对现场盾构机穿越起伏基岩地层时软硬岩高度比和围岩强度比与油缸推力比的统计分析,得出了盾构区间直线段和曲线段地层由软到硬和由硬到软的合理的油缸推力比。将盾构油缸推力比应用到工程实际中,得出相应的直线段和曲线段的水平、竖向偏差,且均满足轴线偏差不得超过50 mm的标准要求,从而得出盾构机穿越起伏基岩地层合理掘进姿态的控制方法。     

基于MIV-BP模型和AIC准则的盾构掘进参数优化研究

为解决水下隧道和隧洞工程盾构施工关键掘进参数在复合地层中难以控制的问题,以广东陆丰核电站1、2号机组排水隧洞工程盾构施工为背景,将平均影响值(Mean Impact Value,MIV)算法引入BP神经网络模型,筛选出对施工效果影响显著的关键掘进参数,在此基础上,基于AIC准则对其进行最优分布拟合,提出以50%和90%置信水平下的置信区间,分别作为掘进参数的控制区间和预警区间的掘进参数优化设计方案,并基于Python脚本语言自带的开源Scikit-Learn、SciPy模块库开发了相应的程序。分析结果表明,刀盘扭矩、总推力等参数对隧洞拱顶沉降起重要的控制作用,所开发程序具有良好的统计分析、快速指导施工的功能,可以为同类型盾构在相似复合地层下掘进参数的选取、优化和隧洞拱顶沉降量的控制提供参考。     

水下砂卵石地层盾构隧道越江段注浆压力研究

近年来,江(海)底盾构隧道建设日益增多,对于水下段而言,由于地层渗透性强、埋深浅等因素影响,盾尾同步注浆压力的合理控制显得尤其重要,而探明盾构隧道在施工过程中孔隙水压力的分布对工程实践意义重大。本文依托常德沅江过江隧道工程,结合工程现场地形、地质、气候以及水文条件,采用FLAC^3D有限元分析软件对盾构施工扰动下的地层孔隙水压力分布进行系统分析。研究结果表明:(1)综合考虑各种因素确定渗流场中削减边界为20 m,即模型构建时沿开挖方向前后多取20 m长度,可使模拟结果更能真实反映越江隧道围岩各处孔隙水压力的变化规律;(2)盾构隧道掘进过程中,拱顶、拱底和左右拱腰处的动水压随掘进距离的变化趋势大致相同,拱底动水压量值最大,左右拱腰次之,拱顶最小,并根据区间动水压力变化规律给出满足岸边段和水下段要求的注浆压力。     

深圳地铁3号线轨排井围护结构设计优化

针对深圳地铁3号线轨排井基坑施工中预应力锚索存在的安全隐患,考虑设计中的钢花管施工难度较大等原因,结合实际揭露地层,利用有限差分分析程序FLAC3D进行优化设计.结果表明,优化后基坑围护结构的各项性能指标均能满足设计要求,轨排井得以顺利安全施工,节省人力物力,方便施工,缩短工期.     

明挖基坑紧邻既有地铁车站施工的结构安全力学分析

为保证既有北京地铁13号线东直门车站的正常运营和既有地下结构的安全,需严格控制机场线东直门站明挖基坑施工引起的水平及竖向地层位移.预测机场线东直门站明挖基坑施工引起的既有车站结构的沉降曲线、评估明挖基坑施工引起的既有车站沉降变形对其现状结构的影响,同时根据行车安全的要求,综合各种影响因素,提出明挖基坑施工时对既有车站结构的沉降控制指标.为采取合理的施工辅助措施,建立有限元模型,计算和分析明挖基坑在紧邻既有车站情况下既有车站结构的受力特征,并评价结构的安全性.     

对富水砂卵石地层盾构机选型的思考

富水砂卵石地层盾构施工,具有较高的难度,其中盾构机的选型,是解决盾构施工难题的基础。结合成都地铁富水砂卵石盾构施工中出现的问题,对盾构机选型进行了简要阐述。     

浅谈孤石及上软下硬特殊地层盾构施工风险及对策

以东莞市轨道交通R2线2309标盾构区间为依托,分析了盾构在孤石及上软下硬地层中掘进的施工风险;通过采用提前破碎基岩、预设好换刀加固点和合理的掘进模式及参数等,妥善解决了该地层中的施工难题。     

隧道浅埋段地表袖阀管注浆施工技术及造价分析

袖阀管注浆技术可针对不同地层,不同设计要求,对注浆范围分段、定量、多次重复注浆的特点,在国外得到广泛应用。在国内地铁工程施工中也曾采用该技术加固地层。此文针对宝兰客运专线马鞍梁隧道进口浅埋段需要注浆加固的需要,阐述采用袖阀管注浆加固机理、工艺流程、所需材料及配比,并对其造价进行分析。