土压平衡盾构双螺旋输送机力学机理简析

螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组件,对维持盾构开挖面土压平衡起着至关重要的作用。通常一台土压平衡盾构中只配备一节螺旋输送机,但近来在一些水土压力较大的地区采用土压平衡盾构时,一节螺旋输送机难以平衡地层压力,利用双节串联螺旋输送机来解决土压平衡问题。根据土压平衡原理,建立了双节串联螺旋输送机的力学模型,得出双节串联螺旋输送机底部压力在静力平衡条件下的力学表达式,并在此基础上讨论了双节串联螺旋输送机底部压力与其设备参数及渣土性质参数的相关关系,为合理设计、改造、选用和评价土压平衡盾构双节串联螺旋输送机提供了一个简便的方法。

土压平衡盾构穿越富水砂层双螺旋输送机控制喷涌技术探讨

对于富水砂层地段,通常选择泥水盾构,但由于整个标段的地质变化、施工场地限制等原因,有时也不得不采用土压平衡盾构,在设计制造时可采取一些措施,如采用双螺旋输送机或对螺旋输送机进行改造等。本文分析了土压平衡盾构穿越富水砂层的风险,介绍了喷涌形成条件及防治方法,并结合广州地铁六号线某区间工程探讨采用双螺旋输送机控制喷涌的施工技术。

石灰岩地层下土压平衡盾构机推进速度预测与分析

[目的]盾构机的推进速度不仅关系到隧道开挖的快慢,对于施工周期与施工成本的预测也具有重要意义,因此需对盾构机的推进速度进行预测和分析。[方法]以济南地铁3号线龙奥站—奥体中心西站区间全断面石灰岩地层为研究对象,收集盾构机掘进数据,采用空推值、异常值剔除及数据去噪等多种方法对数据进行预处理。为了提高预测精度,将数据集划分为训练集和验证集,通过线性回归建立了基于刀盘扭矩、总推进力的推进速度预测模型,并分析了掘进载荷对推进速度的影响规律。[结果及结论]在石灰岩地层下,3组推进速度预测模型的线性回归预测精度均在0.70以上,说明根据刀盘扭矩和总推进力可以正确预测推进速度。土压平衡盾构机在掘进过程中,刀盘转速和推进速度波动均较小,随着刀盘转速增大,刀盘扭矩逐渐减小;刀盘扭矩对推进速度有积极的影响,刀盘扭矩越大,推进速度越大;在同一地层和掘进条件下,由于刀盘挤土作用,仅增加总推进力不利于推进速度的提高,此时需同时增加刀盘转速。

土压平衡盾构螺旋输送机力学模型简析

利用土压平衡原理,建立了土压平衡盾构螺旋输送机的力学模型,推导出螺旋输送机底部压力在静力平衡条件下的力学表达式,讨论了螺旋输送机底部压力与其设备参数及渣土性质参数的关系,为合理设计、改造、选用和评价土压平衡盾构螺旋输送机提供了一个简便的方法.

土压平衡盾构机掘进工程中松动地层的控制及监测研究

为了确保合肥地铁3号线黄潜区间土压平衡盾构机掘进过程的安全和进度,对松动地层的控制及监测展开研究。为控制松动地层的形成,该工程采取地面注浆加固法、超前注浆法、径向注浆法等控制方法;应用地质雷达探测等技术,对地表沉降进行监测。根据地层松动程度和掘进前后地表的沉降程度,选择一种或数种加固方法,对松动土体进行提前加固,实现对工程全面精准的控制。

土压平衡盾构螺旋输送机排土及保压作用分析

螺旋输送机的排土和保压作用的发挥对土压平衡盾构的施工安全与效率有重要影响,对其作用机制及影响其作用发挥的因素进行系统的理论分析,并参考工程实测数据,得出以下结论:1)盾构施工中的土压平衡包括土仓内外与螺旋输送机内的压力平衡和进、出土量的平衡,其通过螺旋输送机排土量的控制来实现;2)渣土进入螺旋输送机后,依靠自身重力及与螺杆、叶片和筒壁界面间的摩擦作用来抵抗土仓内的水土压力,保持出渣过程的稳定性;3)渣土性质对螺旋输送机的排土和保压效果有较大影响,主要通过向刀盘前方和土仓内添加改良材料的方法对渣土状态进行调整;4)从螺旋输送机结构分析,可通过减小螺距、采用间断式螺杆或双螺旋输送机3个方面进行改造,以增加保压效果。

土压平衡式盾构机在地铁隧道施工中的应用技术

在简述某地铁隧道盾构工程概况的基础上,论述土压平衡式盾构机工作原理和技术特征,分析了该工程项目土质对盾构施工的不利影响,阐述了土压平衡式盾构机在控制重点部位、控制工艺参数、改良盾构渣土等方面的应用技术,提出了砂层盾构常见问题及采取的措施,以及如何解决刀盘卡顿问题,可供相关工程技术人员参考。

大埋深复杂地层土压平衡盾构机盾尾脱困技术研究

盾构机盾尾包裹是施工中经常遇到的问题,往往会造成设备损坏、工期拖延、成本消耗。研究盾构机盾尾包裹成因,掌握脱困技术,以及制定切实可行的预防措施,在盾构施工中尤为重要。结合某城际轨道交通项目施工中盾尾包裹脱困实践,分析了盾尾包裹产生的原因,通过采取地层加固、增加盾体润滑、盾体和管片保护、增加辅助千斤顶等系列技术措施,实现了盾构机的安全脱困,为类似工程提供经验和参考。

土压平衡盾构机脱困措施分析

盾构机是当前地铁隧道施工的重要设备之一。案例工程中,盾构机被困的原因是:注浆浆液窜至盾壳外周间隙内凝固,包裹在盾体外,在进入全断面中风化花岗岩地层中时,因岩层强度高,凝固的水泥浆无法将岩层挤开,将盾构机中盾及盾尾卡住,导致盾构机无法掘进。通过增加推力、增设千斤顶与振动辅助脱困、潜孔钻密排打孔等一系列组合措施,达到了盾构机顺利脱困目的,并且顺利出洞。

土压平衡盾构机在地铁施工中的应用分析

城市交通压力逐渐增大,地铁不仅能缓解城市交通拥堵,还能够减少空气污染、改善城市居民出行条件,尤其是城市化进程加速和人口数量的持续增加,地铁成为了现代城市交通建设的重要选择。土压平衡盾构机是地铁隧道施工的关键设备,土压平衡盾构机具有高效、精准的隧道掘进和稳定的施工性能,其应用不仅提高了地铁施工的效率,缩短了工期,降低了施工成本,还对提升地铁运营的可靠性和舒适度起到关键作用。基于此,本文结合实际工程案例,先阐述土压平衡盾构机的选型,然后分析土压平衡式盾构机的运行原理,最后研究土压平衡盾构机在地铁施工中的应用。

基于土压平衡式盾构机进行地铁隧道施工的技术研究

本文针对土压平衡式盾构机在地铁隧道工程中的应用,分析了其工作原理、技术特征以及土质对施工的不利影响,并提出了优化渣土清排系统、提高盾构机掘进参数、加强土压平衡控制等三项改良方案。通过这些方案的实施,可以有效提高地铁隧道施工的效率和质量,为地下隧道工程的顺利实施提供了可靠的技术支持。

土压平衡盾构机在富水硬岩地层快速掘进施工技术

随着城市轨道交通的高速发展、轨道交通线路网络规模不断扩大,交通线路在设计、施工时不可避免的受到地质条件影响,再加之施工期间安全、文明、环保要求愈加严格,传统的施工工艺在应用过程中受到极大限制,开挖施工技术显得非常重要和必要。由于现有开挖施工技术有限,且盾构法施工受水文地质影响较大。针对这一问题,提出了土压平衡盾构在富水硬岩地层快速掘进、有效控制地层压力、恢复地表沉降的措施。本文对富水硬岩地层快速开挖的施工方案进行了回顾和分析,提出了满足质量指标验收标准的详细参数计算方法和程序,为富水硬岩地层盾构掘进提供理论指导。同时在实际施工成果、技术支撑和分析评价材料奠定了该地区都市隧道掘进技术的基础。

岩溶地区土压平衡盾构机主要掘进参数研究

为研究岩溶地区土压平衡盾构机主要掘进参数的控制问题,依托贵阳轨道交通3号线一期工程中具有代表性的四皂区间(四方河站—皂角井站)盾构施工项目,统计分析盾构机的总推力、刀盘扭矩、掘进速度、土仓压力4个主要掘进参数,并采用数理统计方法研究参数的相关性及影响因素。结果表明:在岩溶地区,土压平衡盾构机主要掘进参数的实际控制值符合正态分布规律;受特殊地质条件影响,各参数的相关性较弱。研究成果可为类似隧道工程提供参考。

基于深度学习的盾构机土舱压力场预测方法

土舱压力是盾构机受力状态和掌子面稳定等核心问题中的关键因素。土舱压力具有显著的空间变异性,其形成演化机制源于装备与岩土之间的复杂耦合作用,与地质特征、掘进参数等多源参数相关。然而,现有土舱压力预测方法一般未考虑空间分布特征或地质参数影响。针对该问题,提出了一种基于空间分布物理特征函数导引深度学习的盾构机土舱压力场预测方法。该方法构建物理特征函数用于解耦土舱压力空间分布特征,采用卷积神经网络和门控循环单元分别提取多源参数历史信息的空间特征和特征系数的时序特征,结合多源参数实时信息对特征系数进行预测,从而实现土舱压力场的预测。以长沙地铁四号线某区段为案例,利用该方法准确预测了土舱压力空间分布实测数据,准确率高达0.98,验证了所提方法的有效性。敏感性分析表明,不同地层中土舱压力空间分布特征系数的主要敏感参数基本一致,但其敏感度随地层地质条件的变化规律差异显著,可为复杂地层盾构机土舱压力精细化调控提供参考。

富水砂层双螺旋土压平衡盾构施工技术

结合某隧道工程实际情况,以双螺旋土压平衡盾构机为研究对象,从盾构机配置、渣土改良与喷涌预防、同步注浆、监控量测等方面,对富水砂层条件下的盾构施工展开研究。工程结果表明,采用双螺旋土压平衡盾构机掘进,降低了盾构施工风险。

考虑推进过程的土压平衡盾构渗流场解析解及喷涌判别

考虑推进过程中盾构正面附加推力产生的超孔隙水压力,用解析的方法分析了盾构喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域,利用叠加原理和分离变量法得到土舱水头显式级数解,将螺旋输送机内流场视为一维渗流,通过土舱与螺旋输送机交界面的连续条件确定盾构渗流场解析解。通过数值模拟结果验证了解的正确性,并进行了参数分析。参数分析表明:正常掘进状态下的盾构推力波动频率与渣土固结系数比值近似为0.1~10 m^(-2),可对应于渗透系数10^(-3)~10^(-5)cm/s,当比值大于20 m^(-2),可以忽略超孔隙水压力的影响,比值小于0.01 m^(-2)时,水压力分布近似稳态渗流状态,但比值在1 m^(-2)附近时,超孔隙水压力将存在显著的影响。结合已有的喷涌研究,给出了典型盾构在不同推力波动频率与土体固结系数比值下的临界渗透系数。通过对盾构喷涌实例进行对比,证明了解析解的喷涌判别是有效的。

土压平衡盾构螺旋排土器模型机的研制

螺旋输送机是土压平衡盾构隧道掘进机的重要组成部分,具有排土、保压调压、稳定开挖面和控制地表沉降和隆起的功能。盾构模型螺旋输送机是研究渣土力学特性一种重要途径,模型机结构虽简单,但是设计较为复杂。通过几何结构分析,推导出了螺旋叶片的设计方法;结合螺旋输送机驱动扭矩计算公式,得到了减速电机的选型依据;由螺旋输送机体积输送率公式,设计了试验用渣土箱尺寸。基于盾构模型螺旋输送机设计理论,加工了室内试验样机。改性渣土的力学特性试验,验证了设计方法的正确性和有效性,为模型螺旋输送机的优化设计提供理论依据。

土压平衡盾构机螺旋输送机液压系统功能分析

盾构机是具机、电、液、测控、土木等多学科技术于一体的工程机械。本文就北京地铁施工中所使用的一种直径10.22 m土压平衡盾构机的螺旋机液压系统,对其功能、原理、设计进行分析。

复合式土压平衡盾构机刀盘性能综合评价方法

复合式土压平衡盾构机刀盘对复合地层的适应性决定了施工的安全性和经济性。由于刀盘结构的多样性以及施工环境的复杂多变性,不同类型的刀盘在应对不同地层时,其综合性能表现不一,目前仍缺少对其综合性能进行评价的有效方法。在考虑刀盘性能影响因素多层次、多方面和相关联性的基础上,从刀盘的结构性能、刀具布置性能、力学性能、经济性、安全可靠性和环境适应性等方面,建立刀盘性能评价指标体系。根据刀盘递阶层次结构评价模型特点,提出一种基于模糊数学与评价理论,以模糊层次分析法计算刀盘指标权重,通过模糊综合评价和模糊优劣解距离决策法对刀盘进行综合性能评价的方法。结合长沙某地铁施工标段地质条件,选取四种常见的复合式土压平衡盾构机刀盘方案,进行评价确定最终方案,并通过工程实例验证本方法的合理性和有效性,为施工过程中的刀盘方案选型决策提供一种新方法。

浅谈对土压平衡盾构机螺旋输送机系统的改造

螺旋输送机系统在土压平衡盾构机施工中扮演着重要角色,其性能好坏直接影响着盾构机的安全可靠及整机掘进作业效率。本文就盾构机螺旋输送机在施工中常见的几种安全隐患、使用不便等情况进行分析,研究相应的改造方案与措施,对螺旋输送机进行进行了优化改造,供业内同行参考。