复合地层地质参数与水下大直径盾构掘进参数相关性预测研究

为探索复合地层地质参数与水下大直径盾构掘进参数的内在联系,以汕头海湾隧道工程为背景,采用BP神经网络方法构建相关性预测模型,实现从地质参数到掘进参数的量化预测。研究结果表明:(1)通过建立基于掘进环数的地质参数及盾构稳定掘进时的掘进参数数据库,可有效表征地质及设备特性;(2)通过数据预处理、优选网络结构及训练函数,构建基于BP神经网络的相关性预测模型,总推进力、刀盘转速、掘进速度和刀盘扭矩平均误差小于6%,最大误差小于18%,预测效果较好,基本达到工程要求。基于BP神经网络相关性预测模型,输入地质参数即可定量预测掘进参数,结构简单、运算方便、精度较高。

多波束河床监测技术在水下大直径盾构隧道工程中的应用

在长江流域水下大直径盾构隧道的施工经验较少,面临长江水文、地质条件等诸多技术挑战,尤其是在江底高水压、浅覆土、大冲刷条件下盾构隧道掘进和环境安全问题至关重要。文章针对南京纬三路过江通道工程实例,通过引入多波束河床监测技术,对隧位河床水下地形、流速进行了全方位三维动态实测,并结合历史资料进行了河床冲刷阶段性的预测研究。采用多波束河床监测技术,实现了水下盾构隧道的超前水文、地质预报,为盾构隧道掘进的风险控制提供了技术保障。

水下大直径盾构隧道渗漏综合整治技术

水下大直径盾构隧道本身具有多缝、多孔的特点,且因水下水压大,存在竖向曲线和横向曲线下穿水下,极易造成渗漏,成为运营后重大安全隐患产生的主要影响因素。针对水下大直径盾构隧道渗漏水,通过研究合适的设备、机具、材料及工法,采用加固的理念进行堵漏,对盾构结构壁后进行三次、四次补充回填灌浆,对存水空腔进行灌浆、充填密实,修复管片拼接缝的三元乙丙橡胶密封胶条系统以及管片裂纹、螺栓孔、注浆孔等渗漏缺陷,达到综合整治渗漏水的目的。

水下大直径泥水盾构刀盘面板冲刷系统设计研究

苏通管廊越江隧道工程是我国近几年较为典型的水下大直径泥水盾构工程,盾构穿越地层以淤泥质黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂等地层为主,在掘进过程中较易结成泥饼。文章依托于苏通管廊越江隧道工程,基于刀盘面板冲刷仿真模型实验,分析刀盘掌子面区域的流场分布特性,提出刀盘冲刷喷头数量和位置的优化设计方案。通过现场冲刷试验分析表明采用该刀盘面板冲刷系统,冲刷效果较好,可以保证刀盘中心冲刷区域及开口的流畅性。通过现场掘进实验分析表明在掘进过程中及掘进贯通完成后并没有出现结泥饼现象,刀盘中心冲刷系统的设计可满足工程需求,达到较优的冲刷效果。

大直径水下盾构隧道接缝弹性密封垫防水性能研究——设计方法与工程指导

大直径水下盾构隧道具有大直径、高水压、地质条件复杂等工程特点,对隧道接缝弹性密封垫的防水密封提出了极高的要求。为解决目前国内外该方面研究大多基于某一特定工程进行专项试验,缺少设计方法提炼的问题,在调研国内典型大直径水下盾构隧道的接缝防水构造的基础上,建立接缝弹性密封垫的设计方法,该设计方法由工程参数提取、试验前有限元预分析、试验研究和试验后有限元分析4部分内容构成。最后,应用该设计方法成功指导南京纬三路长江隧道的接缝弹性密封垫设计,证明其科学性和可行性,可为我国类似盾构隧道防水设计实践提供参考。