双模(EPB/TBM)盾构模式转换技术工程实践

双模盾构机为地质起伏变化较大的盾构隧道工程而设计,通过对平衡模式的切换来适应不同地质环境下盾构的高效施工掘进。深惠城际平湖站至凤岗站区间因具有前段、后段为上软下硬地质,中段为全断面岩层地质的特点而采用EPB/TBM双模盾构施工,其间,需要切换模式4次。文章就盾构机模式切换的方法进行系统的阐述。

EPB/TBM双模盾构复合地层掘进参数及适应性研究

研究目的:为探究EPB/TBM双模盾构在复合地层中的掘进适应性,本文基于深圳地铁12号线怀德站—福永站及13号线留仙洞站—中间风井区间的EPB/TBM双模盾构施工案例,对比分析不同掘进模式下的掘进参数和能源消耗情况的变化规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)双模盾构在软土地层采用EPB模式保证掌子面稳定,硬岩地层采用TBM模式规避掘进速度低及刀具磨损等风险;(2)掘进参数变化规律在软土段EPB模式下表现为“低转速、高扭矩、高推力”,硬岩段TBM模式表现为“高转速、低扭矩、低推力”;(3)微风化岩层TBM模式的推进速度较EPB模式在中风化岩层提升了38%,有效掘进时长占比提升约106.7%;(4)双模盾构能源消耗较软土地层EPB模式并未明显增加;(5)本文研究可为双模盾构在复合地层中的掘进适应性提供参考。

EPB盾构螺旋输送机的参数多目标优化

为了提高EPB盾构螺旋输送机的输送效率,减小输送机螺旋体的磨损并降低运输过程中的功率损耗,结合离散元软件EDEM、NSGA-Ⅱ优化算法和熵权TOPSIS法,提出一种盾构用螺旋输送机结构参数优化方法。通过离散元软件EDEM按照设计好的正交试验进行仿真,得到输送机的质量流率、螺旋体平均磨损量和运行功率性能指标,并对仿真的可靠性进行验证。利用Matlab软件将仿真得出数据进行拟合,建立多个结构参数间的性能指标函数。采用NSGA-Ⅱ算法对螺旋输送机参数进行优化,得到Pareto前沿解集,并由熵权TOPSIS法确定最优解。结果表明:当螺旋输送机安装倾角为24.69°,螺距为613.25 mm,螺旋内径为696.34 mm,螺旋轴径为211.88 mm时,输送机整体性能最好,其他条件相同的情况下,质量流率提高了10.56%,螺旋轴磨损量减小了8.64%,功率损耗降低了6.41%。研究结果对EPB螺旋输送机的设计改进有一定的参考价值。

EPB制动钳拖滞性能分析

随着电控技术的发展,电子驻车制动(EPB)被动参与汽车保持静止的场景越来越多,驻车后的残余制动拖滞性能影响制动钳的能耗、汽车的燃油经济性和续航里程。文中通过对某车型液压拖滞和驻车拖滞性能的研究,分析驻车拖滞的特性,解析EPB释放后制动拖滞现象比大多数液压制动拖滞更恶劣的原因。

汽车EPB卡钳线束及轮速传感器线束设计

本文主要描述乘用车低压EPB卡钳线束及轮速传感器线束常见结构、布置要求、选型设计、关联设计及关重点、性能要求和验证等内容,为EPB卡钳线束及轮速传感器线束设计及产品验证提供设计指导。

长链非编码RNA EPB41L4A-AS1通过AKT调控子宫颈癌细胞的自噬水平

目的探讨长链非编码RNA EPB41L4A-AS1通过AKT调控子宫颈癌细胞自噬的作用和机制。方法运用小干扰RNA(siRNA)敲低子宫颈癌细胞HeLa中的EPB41L4A-AS1后,应用Western blot技术检测p62、LC3和AKT的蛋白表达水平,qRT-PCR检测AKT1和AKT2的mRNA表达水平。在GFP-LC3稳定过表达的HeLa细胞中转染siEPB41L4A-AS1,利用共聚焦扫描显微镜检测外源性LC3形成的自噬小体的变化。在HeLa细胞中转染siEPB41L4A-AS1,利用免疫荧光技术和荧光显微镜检测内源性LC3形成的自噬小体的变化。基因集富集(gene set enrichment analysis,GSEA)分析AKT和自噬通路在EPB41L4A-AS1高表达组和低表达组子宫颈癌患者中的富集情况。结果与对照组相比,敲低EPB41L4A-AS148 h后HeLa细胞中p62表达水平显著下降(10%血清组:1.00±0 vs 0.39±0.17,无血清组:1.00±0 vs 0.55±0.14,P<0.05);LC3-Ⅱ与LC3-Ⅰ比值显著上升(10%血清组:1.00±0 vs 1.92±0.19,无血清组:1.00±0 vs 14.35±3.89,P<0.05);AKT1的mRNA(P<0.01)和蛋白(1.00±0 vs 1.82±0.14,P<0.01)水平均显著上调。GFP-LC3稳定过表达的HeLa细胞和未经处理的HeLa细胞在敲低EPB41L4A-AS1后,细胞内自噬小体的数量显著增多(P<0.05),且体积增大(P<0.05)。GSEA分析发现AKT和自噬通路在EPB41L4A-AS1低表达组子宫颈癌患者中显著富集。结论EPB41L4A-AS1可能通过AKT抑制子宫颈癌细胞的自噬水平。

基于协同学的双模盾构TBM-EPB施工复合系统协同性评价模型研究

以深圳地铁13号线双模盾构施工问题分析为基础,引入协同学理论,建立双模盾构施工子系统协同的序参量方程,应用熵权法计算各序参量的权重值,寻找影响双模盾构施工体系效率和效益提高的主导因素,构建双模盾构施工复合系统协同模型,并应用协同度对此模型进行评价。结果表明:双模盾构施工过程中,盾构机子系统、围岩子系统与环境子系统之间未出现不协同的情况,这说明双模盾构施工技术与深圳地区的复合地层具有较强的适应性。但是由于EPB模式段地层较软弱,围岩变形与地表沉降较大,协调度相对于TBM模式段较低。应用协同学理论,建立双模盾构施工复合系统协同评价模型,可得出某一区间段盾构机、围岩与周围环境之间协同水平的综合测度,为施工过程相互作用状况的空间比较和发展趋势提供参考。

双模式盾构TBM模式转EPB模式施工技术

TBM模式转EPB模式双模式盾构施工作为一种新型施工技术,应用于工程实践中,不仅能够满足高强度硬岩地质条件下的快速掘进施工需求,同时能够对盾构穿越地层的构筑物安全进行保障,具有十分显著的作用优势。文章对TBM模式转EPB模式双模式盾构施工原理进行分析,对其施工开展的技术要点进行总结,并结合工程实例对其技术应用进行验证,以供参考。

EPB盾构隧道排土同步灌浆再利用研究

对EPB盾构隧道产生的大量排土进行回收综合利用,具有重要的现实意义和工程应用价值。同步注浆作为盾构施工的关键工序之一,需要大量的膨润土、水泥、粉煤灰、沙子等材料。文章以郑州地铁工程为例,开展了盾构渣作为同步灌浆材料的再利用研究;采用室内试验和XRD研究了EPB盾构隧道排放土的物理性质,结果表明盾构渣能够满足同步灌浆材料中膨润土和细砂的性能要求;综合考虑渗流场、应力场和注浆及时性的综合影响,采用有限差分法分析了注浆压力对地表沉降、管片变形能的影响,结果表明,注浆压力为0.18 MPa时,地表沉降和管片变形能得到较好控制。

全断面硬岩地层EPB/TBM双模盾构不同掘进模式应用情况对比分析

EPB/TBM双模盾构针对不同的地层选择不同的掘进模式,在全断面硬岩地层采用TBM掘进模式来提高掘进效率,由于缺少数据分析和案例支撑,项目为减少模式切换风险,在全断面硬岩地层采用土压模式掘进。文章依据深圳EPB/TBM双模盾构施工项目,通过分析在全断面硬岩地层EPB模式和TBM模式的掘进参数,得出在全断面硬岩地层TBM模式较土压模式的掘进优势。在全断面硬岩地层掘进时,TBM模式的掘进进尺高于EPB模式,TBM模式刀具消耗低于EPB模式,且TBM模式的振动可以通过稳定器得到缓解,说明了硬岩地层切换为TBM模式的必要性,为EPB/TBM双模盾构类似工程是否模式切换提供参考依据。

基于功能安全的MOC-EPB硬件设计

介绍了卡钳集成式电子驻车制动系统的基本结构及功能,基于ISO 26262理念,对卡钳集成式电子驻车制动系统进行功能安全分析,以“车速大于40km/h,防止卡钳非预期夹紧(ASIL D)”安全目标为例,进行安全需求分析,得到硬件安全需求并设计硬件架构;最后采用FMEDA方法对硬件架构进行功能安全硬件指标验证。结果表明,设计的安全机制能有效降低潜在故障失效率,使硬件架构能够满足ASIL D等级的要求。

双模盾构TBM转EPB模式转换位置的合理性研究

目前双模盾构在我国的地铁隧道建设中进行了初步尝试,已有的研究成果和施工案例不多,可借鉴的经验较少,诸多关键问题还需要深入研究并予以实践,其中双模盾构模式转换位置的合理选取尤为重要。为研究双模盾构TBM转EPB模式转换的合理位置,首先对已有的工程经验进行总结,归纳模式转换适用范围及位置的选取原则;其次依托深圳地铁13号线留仙洞~白芒站双模盾构区间工程,利用FLAC^(3D)软件分析复合地层中TBM-EPB双模盾构施工时围岩应力与变形规律,并对双模盾构在软岩段及硬岩段施工时的影响范围进行研究,得出TBM转EPB时的安全转换位置;最后根据该工程特点对其双模盾构模式转换位置的合理性及施工的安全性进行了分析。研究结果表明,双模盾构应该在全断面硬岩段进行模式转换;该工程TBM转EPB较合理的位置是盾构机位于全断面硬岩段,且刀盘前方全断面硬岩段长10m;该工程模式转换的设计位置在理论上满足围岩稳定性要求,研究成果可为类似工程提供参考。

EPB盾构机推进系统振动响应分析

盾构机推进系统可以看作一个振动系统,为了研究土压平衡式(earth pressure balance,EPB)盾构机推进系统对初始条件的振动响应,用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式,在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型,并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时,盾构机推进系统就会发生高达27.53°的偏转,这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.

EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计

以某地铁标段施工盾构为研究对象,针对EPB盾构机的刀盘的开口模式与盘体结构设计之间相互影响、耦合的特点,首先建立根据边界条件与三轴实验获得的岩土颗粒微观参数构建盾构刀盘与岩土相互作用的刀盘系统离散元数值模型,研究盾构刀盘开口率对刀盘挖掘过程的影响规律。在此基础上,建立基于渣土流动性的刀盘结构参数优化设计模型,在AWE下对刀盘的整体结构进行优化设计。研究结果表明:在某地质条件下,开口率为35%,中心开口占45%的刀盘挖掘效率较高且满足螺旋输送系统工作条件。

广州地铁二号线EPB盾构隧道研究综述

本文在分析、总结国内外相关文献和材料的基础上 ,结合广州地铁二号线首期工程 ,着重分析了盾构隧道掘进机的选型 ;盾构隧道衬砌接头刚度的确定和优化设计 ;盾构隧道衬砌结构的抗震设计分析 ;土压平衡 (EPB)盾构隧道工程信息化施工现场监测技术 ;EPB盾构隧道动态施工全过程三维有限元模拟等急需解决的问题 。

轨道交通建设项目EPB投资组合优化模式研究

通过EPB(有效投资组合招标Efficient Portfolios Bidding)投资模式对拟建轨道交通主项目及关联项目进行有效组合,优化选择使其成为具有投资价值的投资组合项目,通过市场化方式确定投资对象和投资额。政府进行整体规划和整合资源,构建竞争机制、搭建市场竞争平台,使市场在轨道交通投资建设中起决定性作用。EPB投资模式收拢拟投资建设轨道交通项目的外溢效益,增加轨道交通建设的经济可行性,促进城市轨道交通项目建设的健康发展。

EPB盾构机土仓压力分布有限元数值模拟

结合某地铁施工实例,采用有限元方法数值模拟了土压平衡盾构机的土仓压力。通过计算刀盘开口率不同的土仓压力分布,建立了盾构机土仓的承压隔板压力与开挖面压力的关系,研究了刀盘开口率对盾构机土仓压力分布的影响。通过回归分析,得到刀盘开口率与压力传递系数之间的映射关系。数值模拟结果表明,有限元模拟结果与现场观测值基本一致。

EPB盾构信息化管理系统在广州地铁的应用

针对广州地铁二号线赤岗-鹭江区间盾构隧道工程,在分析盾构法隧道施工过程以及工程特点、施工扰动引起周围土体变形的规律、土压平衡盾构各种施工参数对施工变形的影响程度、盾构隧道土体及相关构筑物的沉降监测方法的基础上,对盾构隧道工程数据进行合理的分类,开发了“盾构隧道施工多媒体监控与仿真系统”软件。建立了工程信息数据库、施工监控与施工参数自动采集、地面沉降预测、盾构施工参数控制和地表沉降三维可视化显示等功能,通过多种数据查询器对工程信息实行集中维护和查询,进行地层及相关构筑物和管线沉降的预测、报警,并根据监测数据对盾构施工参数进行控制。

二次调节技术在盾构EPB模拟系统惯性能回收中的应用

提出一种基于二次调节技术的盾构土压平衡系统,系统制动过程中调节二次元件的排量作泵工况,在螺旋输送机的惯性带动下向系统回馈能量。模拟实验表明,这种基于二次调节技术的盾构土压平衡系统能取得明显的惯性能回收效果,系统能量回收效率受二次元件的排量、系统油源压力及转速等参数的影响,在能量回收过程中实行恒转矩控制能使系统制动过程平缓,并能满足制动时间等要求。

EPB盾构泡沫系统设计缺陷与改进

通过对现有EPB盾构在掘进过程中泡沫系统存在的缺陷进行分析与研究,提出了详细的改进设计思路与措施,从而极大地降低了土压平衡盾构在掘进过程中发生堵塞的概率,提高了盾构的掘进速度,具有一定的实用和推广价值。