土压式盾构施工中地下水出渗机理研究

针对土压平衡式盾构机在高水头强透水地层掘进工程中,排土器出口易出现地下水渗出的现象进行了理论研究。通过建立地下水在盾构机内的渗流计算模型,提出了判别地下水渗出发生与否及其出渗量大小的方法,阐明了盾构施工中发生地下水出渗的机理。利用这一模型计算了出渗发生时地下水流失情况,对影响出渗发生的各相关参数进行了分析,为施工中克服和避免这一现象提供了理论依据。

敞开式-土压式双模式TBM模式转换分析

敞开式-土压式双模式TBM拥有敞开和土压两种掘进模式,具有较强的地质适应性,既能在硬岩地质下高速掘进,又能适应软岩地层保压掘进,而复合式TBM模式转换技术是双模式TBM能否实现其双模功能的关键,在遇到地质条件变化时通过对掘进模式的转换,改变掘进模式以保证施工安全、提高施工效率。该文以重庆轨道交通环线使用的双模式TBM为例,简要阐述了双模式TBM从敞开模式转换为土压模式的施工步骤,为双模式TBM模式转换提出有益建议。

土压式顶管刀具的选择和主功率的设计

土压平衡式顶管施工是机械式顶管施工的一种，它的主要特征是在顶进过程中，利用土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，排出的土可以是含水量很少的干土或含水量较多的泥浆。

土压平衡式盾构用主驱动密封气动压力控制系统及其控制方法

传统土压平衡式盾构机主驱动密封压力控制采用一种油气混合压力控制装置,该装置承压能力不超过0.6 MPa。在操作过程中需要技术人员实时调节,对人员操作要求较高,存在误操作等安全风险,严重时会导致掌子面塌陷、主驱动密封失效、主轴承损坏等严重后果。为解决这一问题,设计了一种土压平衡式盾构用主驱动密封气动压力控制系统及其控制方法。该系统根据土压平衡式盾构机土仓压力的变化自动调节主驱动密封腔压力,并将主驱动密封的最大承压能力提高至0.8 MPa,显著降低人员操作安全风险。该系统对需高承压盾构施工的设备制造及操作有较强的指导意义。

地铁工程土压平衡式盾构施工技术

为妥善解决软弱地层稳定性偏差、砂层富水性强的问题,对土压平衡式盾构施工技术相关应用展开研究。通过参考相关文献资料,根据具体地铁工程盾构施工案例,详细分析土压平衡式盾构施工技术要点,注重盾构土仓压力、微扰动、同步注浆、出渣量、渣土改良、富水砂层沉降等施工内容,在土压平衡式盾构施工技术实践中有效控制富水砂层沉降问题。对于稳定性偏差的砂层,可以考虑土压平衡式盾构施工技术,为地铁工程安全使用提供保障。

土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验

土压平衡式盾构掘进过程是一个多系统综合运作的复杂力学过程。为实现土压平衡盾构掘进过程的相似模拟,设计制造能够完成掘削面开挖、螺旋出土器出土、盾构机推进、管片拼装、盾尾注浆等全过程模拟的土压平衡式模型盾构机。其次对盾构-地层系统的相关参量进行甄别,选出对试验结果有重要影响的参量,同时基于相似理论,通过量纲分析的方法得到盾构-地层系统的相似准则。基于该相似准则,进行土压平衡式盾构掘进过程的室内相似模型试验,获得土压平衡式盾构掘进对地层影响的一般规律,该试验结果经过相似关系换算后可直接反映出原型中的实际地层沉降量。这种能够实现掘进全过程模拟的土压平衡式模型盾构机为深入研究盾构施工对地层及周围环境的影响提供新手段。

φ800mm土压平衡式模型盾构试验系统的研制

文章针对自主研发的φ800 mm土压平衡式模型盾构掘进系统,详细介绍了盾构机壳体、掘削系统、螺旋出土器、推进系统和控制台5个重要部件各自的结构形式、布局特点、参数确定及具体功能等,并指出该模型盾构试验系统可根据不同的需求开展原样土体掘进试验、相似模型试验,以及盾构近接施工等复杂条件下的模拟试验;通过在原样砂土地层中的掘进试验结果,分析了地表沉降形态与发展过程及地层损失率与地层位移间的关系;运用Peck公式对地表沉降进行了计算并与试验值进行了对比,验证了该土压平衡式模型盾构掘进系统的可靠性。

土压平衡式模型盾构机的研制

文章针对一台φ52 cm模型盾构机的设计和制造进行了论述,该模型盾构机由盾壳、推进机构、掘削机构和出土机构四大部分组成,其中盾壳为0.6 cm厚的钢制圆筒,推进机构由四台双向千斤顶构成,掘削机构包括刀盘、主轴承和刀盘电机等,出土机构包括螺旋出土器和电机。模型盾构的推进、掘削和出土等操作由控制台完成。该模型盾构机可在室内完成刀盘掘削、出土、推进、管片拼装及盾尾注浆等过程,为盾构隧道掘进的室内模型试验提供了一种新的途径。

某型土压平衡式盾构刀盘的力学分析与结构优化

为给兰州地铁掘进所用某型土压平衡式盾构刀盘的优化设计提供参考依据,应用ANSYS Workbench软件对其刀盘结构在正常工况下的力学性能进行分析。根据所得出的等效应力、总变形量与疲劳寿命云图,判定该型盾构刀盘上静强度和疲劳强度最弱的部位位于牛腿靠近面板背面的外角点位置,而其刚度相对较弱的部位则位于2块未开出渣口的面板外边缘。通过对刀盘结构尺寸进行改进优化,使该刀盘强度最弱部位在正常工况下的静强度与名义疲劳寿命分别提升71%和265%,同时刀盘开口率由35%优化为37%后,刀盘面板外边缘处的变形量减小约25%。

土压平衡式盾构下穿河流施工技术研究

在国内外的盾构施工中,下穿河流施工一般采用泥水平衡式盾构,本研究结合某在建地铁土压平衡式盾构下穿市内河流工程,运用机理分析与仿真分析方法,对盾构下穿河流方案进行分析研究与优化,总结出一套关于土压平衡式盾构下穿河流的施工技术,拓宽土压平衡式盾构的使用范围,为类似工程提供了分析思路及相关辅助加固措施与方法。

地铁土压平衡式盾构隧道施工安全评价模式研究

针对地铁土压平衡式盾构隧道施工的特点,首先运用系统工程学的思想对盾构隧道施工存在的危险因素进行辨识,对地铁盾构隧道施工进行层次分析,然后构造安全评价指标体系,运用泛函理论确定指标层和准则层的权重,使用安全检查表法和作业条件危险性评价法等不同评价方法对指标层的款项进行评价,得出指标层、准则层的危险等级,最后使用模糊综合评判法对准则层进行评价得出目标层的危险等级,形成安全评价模式,该模式可为类似工程施工的安全评价提供参考。

加泥式土压平衡盾构机在成都砂卵石地层中应用的几个关键性问题

成都地铁一号线一期工程区间隧道大多通过富水砂卵石地层,且含有少量大粒径漂石。结合地层这一特点,对成都地铁采用加泥式土压平衡盾构施工的几个关键问题——大漂石处理方案、刀盘刀具的耐磨性、喷涌防治等进行了分析和探讨。

地铁砂卵石地层采用加泥式土压平衡盾构机的设备配置及顶推力检算

盾构设备配置是否合理是关系到工程建设成败、工程进度、工程投资的重要因素。在成都砂卵石地层中建设地铁,要求盾构设备能够实现砂卵石地层的长距离掘进、大漂石和卵石的破碎以及防止喷涌的发生。根据这些要求,阐述了某加泥式土压平衡盾构机的基本设备参数,并对其功能进行了分析,同时对设备配置中的顶推力参数进行了示例性检算。

土压平衡式盾构机土舱压力控制仿真分析

阐述了土压平衡式盾构机电液控制系统工作原理。在AMESim仿真环境中搭建了系统的仿真模型,仿真分析了推进系统的推进速度、螺旋输送机转速以及密封土舱内土压力的相关关系。仿真结果表明,通过实时控制推进系统的推进速度和螺旋输送机的转速,可使密封土舱内的土压力达到稳定,从而保证施工质量,有效维持地表的稳定性。

土压平衡式盾构施工中“理想状态土体”的探讨

提出了土压平衡式盾构施工“理想状态土体”的概念:较低的渗透性,相对适中的压缩性,较小的抗剪强度,一定的流动性。使用外加剂最好的效果就是使开挖下来的天然土体经过改良后接近“理想状态土体”。应将盾构掘进中喷涌、结泥饼、开挖面失稳、排土不畅等因为土体性质不良导致的施工故障发生可能性降到最低。还对非理想状态土体引起的常见盾构施工问题进行了概述。通过理论和实践的研究,确立了评价理想状态土体的物理力学指标,并认为只要有效、有针对性地使用外加剂,将土体的物理力学性能调整到分析范围,可将施工难题控制在最小的发生概率之内。

加泥式土压平衡盾构开挖面稳定技术

土压平衡盾构施工的关键是控制开挖面的稳定,这是盾构施工控制沉降的核心。结合北京地铁10号线一期工程,分析土压平衡盾构开挖面的稳定机理,提出土压力设定值和泥土压力管理方法;针对泥土的功能和特性,提出泥土的塑性流动态控制和改良控制方法,并对出土量进行分析,得出全面了解开挖面稳定机理是关键、开挖面土压控制管理是确保开挖面稳定的重要环节、土的性状改良和出土量管理是确保开挖面稳定重要因素的结论。

土压平衡式盾构中泡沫添加剂的性质测定

泡沫、膨润土泥浆和高分子聚合物之类的土体改良剂越来越多地被用于土压平衡式盾构施工中。其中,泡沫添加剂具有便宜、高效和适用性广的特点。本文介绍了为测试泡沫剂的气泡尺寸和稳定性而特殊设计的试验和设备,并对用其进行的泡沫剂发泡率和稳定性试验结果进行了分析。结果表明,运用这种设备测试出的结果可靠度高,并且由于其具有便利的优点,可广泛运用于土压平衡式盾构中泡沫添加剂的研究。

土压平衡式盾构机施工常见问题研究

以土压平衡式盾构机施工过程中易遇到的结饼、闭塞、喷涌等工程问题为研究对象,分析其产生原因,针对这些问题产生的机理,提出解决并预防此类问题的方法。通过在泥土中添加泡沫作为添加剂来改良土质,能够很好的解决泥土结饼等问题,保障地下施工顺利、安全、可靠进行。研究结果为土压平衡式盾构机的地下施工提供一定参考。