盾构机姿态参数的测量及计算方法研究

根据三点决定一个平面的原理,通过在盾构机中体上布置测量控制点,对其三维坐标进行测量;根据空间解析几何原理,推导出盾构机刀盘中心三维坐标以及俯仰角、横摆角、扭转角的计算方法.文章利用计算机的伪随机函数对盾构机姿态参数的测量精度进行了模拟评价,探讨了提高测量精度的方法.结果表明,盾构姿态参数的测量误差均服从正态分析;采用精度为3 mm的激光经纬仪测量控制点坐标,得到的盾构姿态参数的误差范围比规范要求小得多.     

地铁盾构隧道管片衬砌结构受力特征研究

以我国城市地铁区间盾构隧道为对象,采用几何比1/12,同时考虑盾构隧道管片接头效应和管片与土体相互作用效应的三维土-盾构隧道相似模型试验,对盾构隧道管片结构在不同拼装方式下的力学行为进行了研究,并通过现场原位试验进行印证和补充,最后将研究成果与梁-弹簧模型的理论分析结果进行了比较,得出的结论可为盾构隧道的设计提供参考.     

盾构隧道管片设计控制内力和变形分析

针对城市双车道公路盾构隧道，设计了一种9块分管片。采用结构一荷载模式并借助于有限元法进行了盾构隧道管片结构的力学分析，得到控制管片结构设计的内力和变形值，为管片结构的配筋设计和变形验算提供依据。     

花岗岩地层中盾构掘进效率影响因素研究

为了定量对比盾构掘进花岗岩地层时的掘进效率,提出一种表征掘进效率的特征参数,并依托深圳市城市轨道交通8号线一期工程进行掘进试验和地层参数现场量测,分析了各影响因素和掘进效率的相关性,提出了针对不同地层的掘进效率控制措施.研究结果表明:岩石的单轴抗压强度和岩体的完整性系数均与掘进效率负相关,可用幂函数近似表达地层参数和掘进效率之间的经验关系;可用反比例函数近似表达掘进效率与总推力之间的经验关系,总推力对掘进效率的影响程度随地层坚硬程度的升高而降低;低推力高转速的掘进参数组合在微风化地层中效率较高,中等风化地层中总推力、刀盘转速分别为14000±1000 kN、1.6±0.1 rpm时掘进效率较高,可以通过牺牲掘进效率的方法来在该掘进速率水平上短期内提高掘进速率.     

大直径盾构管片水平拼装试验方法探究

大直径盾构管片水平拼装试验存在效率低下甚至失败的情况,不能真实全面反映产品尺寸精度。分析其原因除大直径管片体积大、重量大的因素外,主要原因在于现有的试验设备工装简陋、试验方法粗放、规范要求低等。结合当前水平拼装的规范要求,分析现有试验方法存在的不足,对现有拼装设备工装进行改造,制定高标准的、更加严格的工艺措施,创造性地提出在每层管片拼装时增加标高检测的新思路。将新方法应用于南京长江第五大桥夹江隧道工程管片水平拼装试验,结果良好,证明了此试验方法的科学性与有效性。     

挡墙桩基拔除与重建施工技术

文章以上海轨道交通11号线穿越桥台桩基为工程背景,通过综合比选确定了套管拔除+水压减摩的桩基拔除方案和“L”型挡墙+搅拌桩加固的挡墙重建方案;运用数值模拟软件对重建过程位移场的变化情况进行了计算复核.计算结果表明: “L”型挡墙结构能较好地抑制河道开挖过程中墙背土体的沉降,且结构自身变位小,能满足工程安全和周边环境保护的要求.研究成果可为今后类似工程提供借鉴和参考.     

R/S分析法在盾构下穿机场过程中的地表变形规律研究

为保证机场的正常运营,在盾构下穿机场的施工过程中,对地表沉降变形控制的要求较高,因此对穿越过程中的施工控制和变形规律研究具有重要意义。首先,基于盾构下穿机场的工程条件,分析盾构下穿过程中的风险,并提出相应的控制措施;同时,根据现场监测数据,分析盾构下穿机场过程中的地表沉降变形规律,并利用R/S分析法对地表沉降的发展趋势进行研究。结果表明:盾构施工引起的机场地表变形均在控制值范围以内,且各监测点在不同序列条件下的Hurst指数均大于0.5,具有沉降持续减弱的趋势,验证下穿过程中风险控制措施的有效性,为类似下穿机场的盾构施工提供一定的实践经验,也为盾构施工引起的地表沉降变形规律研究提供参考。     

南昌地铁砾砂层渣土改良技术试验研究

随着土压平衡盾构的广泛推广和应用,其地层适应性也越来越强,但盾构机在一些特殊地层中掘进时,渣土无法满足盾构施工对渣土流塑性的要求,易造成刀盘结饼、掌子面压力不稳定、刀盘磨损严重等问题。泡沫渣土改良技术是保证施工安全、顺利进行的关键技术之一。本文针对两种工程现场常用的泡沫进行泡沫基础性能试验,并以南昌地铁3号线盾构区间为工程背景,针对该区间砾砂地层进行改良渣土坍落度试验,对不同注入率和不同发泡剂的改良效果进行分析。研究发现,两种泡沫剂的建议使用浓度为3%;渣土流动性随泡沫注入率的增大而提高。在试验所用土样条件下,建议施工时使用的泡沫注入率为20%~30%。     

上软下硬地层盾构隧道围岩应力释放率研究

为解决盾构隧道在上软下硬地层中掘进时开挖面应力释放率难以确定的问题，基于一种既有的体积损失率迭代求解应力释放率的方法，依托广州地铁21号线盾构穿越上软下硬地层实际工程，通过数值模拟研究掌子面不同软硬岩比例、不同埋深条件下的应力释放率变化趋势，并结合现场实测资料进行对比分析。研究结果表明： 1）在盾构隧道掘进穿越上软下硬地层分界面的过程中，围岩的初次应力释放率范围基本保持在24%~36%，且随掌子面硬岩比例的增加呈线性增加趋势； 2）相对于围岩条件而言，埋深对应力释放率的影响更小。此外，在盾构隧道穿越上软下硬地层的全过程模拟中，根据围岩变化情况随不同开挖步动态调整应力释放率这一做法较全程取一固定应力释放率值更为合理。     

复杂城市环境泥水盾构泥浆绿色处理技术分析

泥水平衡盾构法修建隧道,在施工阶段会产生大量的废浆,如果废浆没有得到科学、妥善的处理,对环境的污染是无法估计的。本文以新建京张高铁清华园隧道工程为依托,结合在城市复杂繁华地区施工场地狭小、泥浆处理难度大等工程难题,对盾构掘进产生的废弃泥浆绿色处理技术进行了适应性研究,分析了综合处理之后泥浆循环利用的应用效果。泥水处理设备、压滤设备及离心设备相结合的泥浆综合处理技术,有效地实现了盾构施工"零排放",为今后类似施工条件的工程提供了技术参考。