盾构俯仰角变化对盾构-土相互作用影响研究

盾构姿态改变过程中盾构-土相互作用是复杂的多相耦合问题。针对盾构俯仰角这一关键姿态参数,基于地基反力曲线,通过等效土体弹簧简化了盾构-土相互作用关系,从而建立了盾构-土相互作用模型。通过改进的Terzaghi松动土压力计算方法,解决了盾构-土相互作用初始边界问题。基于以上研究成果,得到了盾构俯仰角理论计算方法,并对垂直基床系数以及上软下硬地层等因素对盾构-土相互作用的影响进行了分析和讨论。结果表明:上软下硬地层不利于盾构姿态的控制,对于盾构姿态控制的要求更高。最后,结合济南地铁R2线盾构隧道工程对俯仰角的实测数据进行了对比分析,结果表明,由于千斤顶施加的偏转弯矩无法完全作用于盾构,导致实测值普遍略小于理论值。盾构俯仰角的理论计算方法可为盾构姿态控制提供理论指导。     

盾构区间过站技术研究

城市地铁广泛采用盾构施工,目前城市盾构区间施工一般具有工程量小、里程短、盾构过站多、盾构调头多等特点,盾构过站是其重要组成部分。盾构过站一般场地狭小、工序繁多,合理的盾构过站,既可节省人力物力,又能保证优质高效地完成工程。结合工程实际,对盾构过站技术进行了较深入的研究。     

盾构施工典型故障诊断初步研究

随着盾构技术的广泛应用,出现了一些典型事故,有必要在盾构施工过程中引入故障诊断技术,以避免类似事故的再次发生。从本质上讲,盾构施工过程中的故障诊断技术是个模式分类问题,可以借助BP前馈神经网络来实现。结合广州地区的生产实例,在对典型故障简单分类的基础上,对具体应用BP网络实现盾构机的故障诊断进行了分析和探讨。算例表明,应用BP神经网络进行盾构施工过程的故障识别与诊断是可行的。当然,为进一步提高故障诊断的效果,应加强对典型故障数据的积累并提高故障间的可分离度     

引入盾构技术开发利用深层地热能

探索分析引入盾构技术直接开发利用基础地热能的可行性。地热梯度及地热资源的分布特点揭示,只要有足够的深度就能获得足够的地温。传统的地热勘查和地热开发技术受到多种因素制约,使地热资源的开发利用受到了极大的限制,引入盾构技术开发利用深部基础地热资源,将是一种颠覆性和革命性的地热开发技术。本文通过分析地热资源的分布特征,结合盾构技术的特点,探索一种广泛利用基础地热能的技术、方法和可能性。     

盾构推进引进地面沉降的粘弹性分析

盾构推进引起周围土体的沉降对周围环境产生很大影响，实践中发现土体由于受到扰动而产生的重新固结沉降随时间不断增长，为了合理预测盾构推过以后对周围环境的影响，有必要从理论上对其进行分析，研究，就该问题采用了粘弹性模型进行了初步探讨，以期得到对工程实践有益的结论。     

地层适应性盾构模型试验设计方法初探

盾构法施工已经广泛应用于城市地铁隧道、越江通道和地下管道等工程施工中,但是与不断改进的隧道施工技术相比,现有的盾构机设计理论尚不具有很好的地层适应性。为了改进盾构地层适应性设计理论和方法,有必要开展土体－盾构系统的基础试验研究。在此过程中,不可能将全部参数方案都作成样机一一通过现场对比试验来选定,这就需要利用模型试验来预测实物的性能。为此,需要建立模型试验的条件和被预测的实物所处的条件之间的某种关系,相似理论正是起到一种联系桥梁的作用。根据相似理论和模型试验方法,建立了土体-盾构机器之间的相似系统,并针对上海地区特定的软土地层,进行了相似模型试验方法的设计,即利用直径400 mm模型盾构机来模拟直径为6 340 mm原型盾构机,通过在人工配制的模型土壤中进行模拟掘进,记录下试验过程中盾构机及土体变形的有关试验参数,并据此形成盾构机的工作参数和地层物理力学特性之间的地层适应性理论。     

北京地铁盾构施工遇到的工程地质问题

近年来,盾构法施工广泛地应用于北京地铁建设中。然而,由于北京地区地质条件复杂,面临许多工程地质问题。本文在分析总结北京地区工程地质、水文地质条件以及盾构施工特点的基础上,讨论了盾构施工所遇到的工程地质问题,探讨盾构施工与工程地质条件之间的关系,为复杂地质条件下的盾构施工提供参考。     

盾构隧道管片上浮问题研究

盾构隧道施工过程中衬砌管片上浮问题是客观存在的,且一直是较难解决的问题之一,而大直径盾构隧道的上浮问题表现的更为突出。应用有限元法,对地层材料的物理力学性质、注浆材料的性质等影响盾构衬砌环上浮的因素进行了分析。根据分析结果,结合对衬砌结构在施工过程中受力状态的分析,对衬砌环上浮的原因进行了阐述,据此针对大直径盾构隧道的特点,提出了施工、设计过程中控制衬砌管片上浮的对策和措施,可为盾构隧道的施工和设计提供参考。     

手掘网格盾构工程应用浅析

结合手掘网格盾构在洛惠渠灌区五号隧洞扩建工程施工应用实例,总结了手掘网格盾构经济合理、结构简单、掌子面稳定性好、人工开挖、便于现察断面地质条件、便于纠偏等优点;同时提出了存在问题及改进意见.     

长江隧道东线盾构已过江心

2008年10月5日，武汉长江过江隧道东线孔洞已挖掘了1440m，顺利穿过长江中心线和隧道的最深处。据长江隧道中隧联合体负责人介绍，国庆期间，隧道施工人员仍坚持上班，每天以10m的速度向前推进。据了解，经过一段时间的磨合后，盾构机已达到设计速度，最快一天可掘进18m。据悉，在东线盾构施工挖掘1440m、安装管片720环后，西线隧道盾构长度也达到了1050m，顺利进入了长江之中。施工方负责人介绍，目前长江隧道在水下近60m处施工，水压较大，施工的风险也多。东线隧道已挖过隧道最深的地方，开始稍稍“抬头”。向汉口方向施工。长江隧道东线、西线两条隧道均从武昌向汉口掘进。单条隧道长2540m。     

邻近建筑物盾构施工地面沉降数值分析

在建筑物密集的城区,盾构施工使周围一定范围内的既有建筑物受到影响。在考虑建筑物基础形式的不同的情况下,采用二维有限元方法对邻近不同位置建筑物工况下的盾构隧道施工进行了模拟和分析。研究表明,建筑物轴线到隧道轴线的水平距离和建筑物基础形式是影响邻近建筑物工况下隧道开挖引起地面沉降的重要因素,建筑物的存在会增大隧道开挖引起的地面沉降,建筑物对隧道开挖引起的地面沉降的影响存在一个影响范围,超过该范围时建筑物的影响可忽略不计     

盾构偏航引起的地表位移预测

对于盾构隧道的设计和施工，解析方法预测地表沉降，具有使用简便、物理意义明确的特点。在Sagaseta提出的基于由地层损失引起的地表沉降理论基础上，结合工程实际情况，提出了模拟盾构推进过程的三维地层损失模式，并推导了相应的地表位移计算解析公式，对实际工程具有参考价值。     

盾构施工引起的固结沉降分析

盾构在低渗透性土层中开挖,常常伴随着地表下沉,究其原因为超孔隙水压力消散引起固结沉降的结果。为对盾构施工引起土体的固结沉降进行研究,首先,根据隧道施工前后土体应力的变化值,应用Henkel超孔隙水压力理论,推导了隧道开挖引起的初始超孔隙水压力的计算公式,并采用数值分析方法,考虑了由于土体的固结引起的沉降变形。研究成果应用到上海地铁2号线,根据具体的地质条件进行理论计算分析。结果表明,隧道开挖引起的初始超孔隙水压力最大值位于隧道起拱线处,地表固结沉降预测值与实测值吻合较好。     

泥水盾构中泥浆零排放处理技术

以某实际工程的地质情况为例,根据固体颗粒含量进行物质平衡计算,分析达到与盾构掘进能力相一致的泥浆零排放的泥浆处理技术。     

盾构施工工艺诱发地表沉降规律浅析

在研究盾构施工工艺诱发地层沉降规律时,对施工工艺变化引起地表沉降的量化分析成果相对较少。将盾构工艺分为注浆填充率?、支护压力比? 和偏心率? 等3个主要因素,将其引入到Rowe等人提出的“间隙参数”的公式中,利用Loganathan等人提出的地表沉降预测解析公式,对上述3个工艺参数的变化对地表沉降的影响进行量化分析;同时以间隙参数为前提,对前人提出的等代层厚度参数取值进一步探讨,为复杂的盾构施工工艺的数值模拟提供计算依据。通过对西安地铁2号线试验段地表沉降实测资料进行反演,分析结果认为,提出来的间隙参数计算方法及修正等代层模型能较为真实地反应施工工艺水平,能够为盾构施工地面沉降控制提供一定的参考。     

某地铁区间盾构隧道施工监测技术

地面的沉降监测与控制是地铁隧道盾构施工中最关键的问题,以某地铁盾构隧道施工监测技术为例,分析了监测的项目、方法、频率、报警值、控制标准、数据处理及反馈等技术,探讨了盾构施工过程地表沉降的影响因素及施工控制技术。研究结果对今后类似工程施工过程的施工监测及控制具有参考价值。     

江海盾构隧道施工风险分析与评价

对国内江底、海底泥水盾构隧道施工风险进行了详细全面的分析,指出施工风险可能对盾构机械和施工人员、工程质量、工程结构带来的危害,并对风险进行了评价。结合国内隧道施工事故的实例,阐明隧道施工风险发生后果的严重性,对盾构隧道施工风险控制具有指导意义。     

盾构施工引起的地表沉降分析

通过对由盾构施工引起的地表沉降进行了深入研究,对某地铁隧道盾构施工过程的数值模拟和经验公式计算,分析了盾构推进过程中地表处土体的位移和变形以及沉降分布规律,得出数值模拟的地铁隧道横向地面沉降分布曲线与实际沉降非常接近。