寒区铁路路基微型盾构置换方法及防冻胀效果

针对寒区铁路路基冻胀整治难题,以我国一寒区铁路路桥过渡段冻害整治工点为依托,介绍了一种可在运营条件下实施的路基微型盾构置换方法。基于数值计算软件建立了环境-路基-盾构置换层-地基的多层结构水热力耦合模型,采用数值计算方法分析路基内部水分场、温度场、冻胀变形场的影响机理及演化规律,验证了盾构置换层所起冷屏障层、水分阻滞层、零冻胀填料夹层等预期效应。综合现场测试和计算结果分析,论证了微型盾构置换方法用于路基冻害整治的有效性与实用性。

青藏线西格段路基冻害微型盾构整治技术方案要点

微型盾构横向换填法即微型盾构机跟管掘进掏挖路基产生冻害的土体,并置换为非冻胀保温材料,增设排水管,减轻或消除基床冻胀。(1)换置横向宽度:该施工地段路堤半宽为6.1m,接触网支柱内侧距线中3.1m,考虑后期接触网改造,便于支柱施工及道床的稳定,换置宽度自两线中线0.3m向外至路肩部6m。(2)换置材料:跟管采用D711钢管和DN500的PE管,管内填筑泡沫轻质土,管直径位置安设0.1m厚XPS保温板,水泥采用P.042.5,泡沫轻质土的湿密度为750-850kg/m³,无侧限抗压强度不低于1.0Mpa。(3)排水管设置:为保证换置部位以上的路基最大限度减少含水量,采取“上排下截”的排水措施,在两个跟管空位上下位置设置DN75的HDPE材质排水管。对路堤高度1.0m及以上者设置上下排水管,上层排水管每个管间设置,下层排水管每隔三孔设置1个;对路堤高度1.0m以下者只设置上层排水管。(4)管间距离:为保证换填孔位施工不干扰,跟管中心距离:跟管700mm的中心距离为0.8m,排水管中心距离上层为0.8,下层为2.4m。跟管500mm中心距离为0.6m,排水管中心距离上层为0.6下层为1.8m。

1.2m微型盾构试验机液压系统设计及仿真

为研究不同地层条件对盾构掘进参数的影响,进而确定相适应的工作参数,设计开发了微型盾构试验机。主要介绍微型盾构试验机的液压系统,其由刀盘、推进及螺旋输送机液压系统组成,并详细说明了各部分液压系统的工作原理及选型计算;最后利用AMEsim软件对这三个液压系统进行建模及仿真分析。仿真结果显示,微型盾构试验机的刀盘转速、推进速度及螺旋输送机转速都可以实时控制,满足试验需要。

泥水式微型盾构挖掘面稳定系统设计

微型盾构在施工过程中控制地面沉降的方法很多 ,本文提出采用自动调节进排泥流量以控制泥水仓内压力 ,最终控制地面沉降的方法。通过方案设计、建模仿真、实际运行 。

泥水式微型盾构挖掘面稳定系统设计

微型盾构在施工过程中控制地面沉降的方法很多。本文提出了通过自动调节排泥流量以控制泥水仓压力 ,最终控制地面沉降的方法。通过方案设计、建模仿真、实际论证 。

寒区铁路路基冻害微型盾构靶向置换整治技术

以秦沈客运专线为依托,开展了铁路路基冻害微型盾构靶向置换整治技术研究,对微型盾构非开挖方式的整治方案、施工步骤进行了详细介绍,并监控施工过程,分析整治效果。结果表明:该技术直接针对病灶处不良填料进行靶向精准置换,达到了治标治本目的;施工过程中采用基于变形自动监测的信息化动态施工,确保了铁路路基的稳定性与线路的平顺性;秦沈客运专线17个工点的冻害治愈率达94%。铁路路基冻害微型盾构靶向置换整治技术有推广应用价值。

微型盾构穿越障碍物施工关键技术

结合某微型盾构工程实例,针对隧道埋深浅、周边建(构)筑物复杂、施工难度大等问题,通过有限元数值模拟,对微型盾构穿越障碍物施工关键技术进行研究,制定监测方案,并提出施工控制措施,确保施工安全顺利进行。

采用微型盾构换填营业线冻害路基施工技术

为整治秦沈客运专线路基冻害,采用了微型盾构掘进换填冻害路基的整治技术,并制定了周密的施工计划和施工组织方案,保证了施工安全性,提高了施工效率。采用该技术进行路基冻害整治的施工工法是首次在国内应用,本文对具体的施工工艺、施工计划和施工组织方案予以介绍,供类似工程参考。

微型盾构在集水管连接工程中的应用

文章通过介绍国内外微型盾构的应用现状 ,说明了微型盾构在公用设施施工中良好的发展前景。

微型盾构在城市高压燃气管道施工中的应用

文章论述了盾构法在隧道施工中的工作原理、施工过程,回顾了微型盾构的发展及特点,以及微型盾构法在施工过程中的主要问题。通过具体工程实例,介绍了微型盾构在城市高压燃气管道施工中的应用。

复合地层微型盾构机刀盘受力性状及布置优化

微型盾构机在滨海复杂地质条件下掘进时刀盘受力性状复杂,继而对刀盘结构布置提出更高要求。选用直径600 mm刀盘,依托典型滨海复合地层,基于双滚刀协同破岩原理建立滚刀破岩模型,依据不同切刀布刀法分别建立整体刀盘切削土体的动态仿真模型,并考虑正常推进、最大推力和最大扭矩脱困3种使用工况对刀盘优化结构进行应力、应变分析。结果表明:滚动力在刀间距8 mm时出现最低值,此时破岩效率最高;阿基米德螺线和单费马螺线布刀法刀盘均能满足掌子面全开挖的要求,同心圆布刀法刀盘切刀之间存在不完全切削现象,单费马螺线布刀法刀盘开挖过程中最大以及平均推力、扭矩均较小,为最优刀盘结构;针对单费马螺旋线布刀法的刀盘结构,在正常推进、最大推力和最大扭矩工况下强度与刚度的验算结果均满足一般机械使用要求。研究对于管线暗挖等工程中微型盾构机刀盘优化设计具有参考意义。

微型盾构施工测量控制技术

本文结合SG2标盾构段施工测量方案和实际测量工作,从控制测量、联系测量、盾构机姿态测量等方面介绍了微型盾构施工各环节测量控制技术,估算了隧道总贯通中误差。通过测量成型管片姿态误差和隧道贯通误差,验证了施工测量控制的有效性。最后,文章对施工测量注意事项进行总结,提出了提高测量精度的方法和措施。

水力喷射微型盾构机技术的发展

在全世界都有对微型盾构工程的潜在的需求。事实上，经过了数十年对地下基础工程的投资经历，已经逐渐明确这些微型盾构工程将会成为对地下建筑工程投资的主要动力，尤其是在发展中国家。仅仅在巴西，加速增长的PAC项目估计到2014年大约为9500亿美元，同时接下来的四年里，要承办两场重要的盛会（2014年的世界杯和2016年的奥运会），巴西面临巨大的时间紧迫感来弥补地下基础设施的不足，这些基础设施包括城市交通线路，能源管道，信息网络，饮用水和污水管道，等等。现在不断增长的地面空间的成本又对地下基础设施的应用施加了压力。在这种情况下，隧道和管道就被认为是对环境冲击最低，可持续发展的一种基本的地下基础设施。现在对非开挖的施工工艺比如隧道工程的机械化施工有很高的要求。然而，尽管已经被确立而且认为是高效的工艺，隧道掘进机依然被认为成本太高而且前进速度很慢。很明显的是，现在的隧道掘进机是按照半个世纪前的老设计方案制作的，在这个领域技术革新是最重要的，而且水射流切削就是这些具有很大的发展前景的技术之一。这种工艺证明在隧道掘进应用方面是可行的，伴随成本降低和切削速率提高的好处。本文介绍了对带有水喷头的微型盾构机器的工艺发展的调查问卷，而且还回顾了一下。文章探讨了将高压水射流技术用来切削岩石的前景可能性。

微型盾构机用管片自动拼装机

微型盾构机开挖后的隧道需要用预制好的钢筋混凝土管片进行永久性的支护,管片拼装机的功能就是将管片准确地放到恰当位置,并快速安全地把管片组装成所定制的形式。因此,作为盾构机的关键部件之一,管片拼装机的效率在很大程度上决定了隧道施工的进度。

微型盾构低净空管片吊机设计及应用

针对微型盾构狭小空间内管片快速吊运的需求,依托现有微型盾构工程项目,进行微型盾构低净空管片吊机的研究。对比分析现有低净空管片吊机技术特点及性能,根据该项目要求完成微型盾构低净空管片吊机选型。创新设计一种液压马达驱动环链起升的低净空管片吊机结构。采用有限元软件Ansys,对吊机主要受力部件结构进行强度分析,完成液压系统和电气系统选型设计,并在实际微型盾构工程中成功应用,为国产微型盾构设计提供了技术参考。

微型盾构关键技术研究

本文重点介绍了微型盾构的总体设计、盾体设计、液压系统设计、推进系统设计、刀盘设计、刀盘驱动系统设计、螺旋输送系统设计等关键核心部件设计,对于提高微型盾构研制水平具有一定指导意义。

微型盾构接收安全关键技术研究

随着城市化建设进程的不断推进,老城区地下管网建设受制约的边界条件越来越多,管网线路选择时需要规避的既有构筑物多,线性越来越复杂;与此同时为了满足日益递增的功能需求管网口径越来越大,以上原因造成在某些特殊情况下顶管工艺无法满足管网施工需求,该背景下直径3 m以下的微型盾构工艺逐渐成为新的选择。南京市洪武路污水主干管下穿外秦淮河管道受上游既有管道及下游泵站选址影响沿外秦淮河敷设于河床以下,线型总体呈“S”型,最小曲线半径180 m、最小覆土厚度2.6 m,采用盾构法施工,管片内径2.1 m、外径2.6 m。该项目为国内最小断面盾构法隧道,地质情况复杂、边界条件多、施工难度大,在老城区管网建设中具有代表性意义,基于该背景,本文对微型盾构的接收安全相关技术进行研究,旨在为类似工程提供一定参考。

微型盾构管片选型与线型控制技术研究

下穿秦淮河盾构隧道是江苏省南京市污水主干管工程的关键性控制工程,隧道全长690 m、其中630 m下穿河道,最小覆土厚度2.6 m,地质情况复杂,近距离下穿既有构筑物,S型小曲线连续转弯。施工采用了定制的“国内最小”盾构机,选用楔形量30 mm通用型管片错缝拼装,并调节盾尾间隙;同时通过接力测量的方案来解决线型控制问题,具体办法为增设接力全站仪并修改导向测量联动方案,最终隧道顺利通过并取得良好的工程效果。该项目关于微型盾构管片的选型及线型控制的施工技术为相关工程提供一定参考。