盾构刀盘形式对砂卵石地层扰动状态的影响

盾构刀盘形式的选择是砂卵石地层盾构掘进面临的关键问题。为解决这一问题,以兰州地铁1号线一期工程为背景,综合运用现场调查、实验室试验、三维离散元数值模拟、现场原位监测等方法,对砂卵石地层土压平衡盾构施工颗粒流动和地表沉降的机制进行了研究。1)通过室内大直径(300 mm)试样三轴压缩试验获得了砂卵石地层的应力-应变曲线,基于试验结果和EDEM离散元三轴数值试验,标定了离散元数值模拟需要的参数。2)基于Solidworks软件建立了面板式刀盘盾构和辐条式刀盘盾构三维机械模型。3)将盾构三维机械模型导入离散元软件EDEM中,建立了砂卵石地层盾构掘进过程的三维离散元模型;将模拟结果与现场监测数据对比,揭示了面板式刀盘和辐条式刀盘土压平衡盾构掘进对砂卵石地层扰动状态和地表沉降的影响机制。面板式刀盘土压平衡盾构掘进,刀盘前方、上方的"强烈扰动区"范围为(0.3~0.5)D(D为刀盘直径);辐条式刀盘土压平衡盾构掘进的"强烈扰动区"范围不足面板式刀盘的1/3,且扰动程度轻。

兰州地铁下穿黄河段同步注浆的浆液试验研究

针对兰州地铁下穿黄河砂卵石地层,在盾构掘进中能更好的控制同步注浆的浆液性能,通过对砂卵石地层同步注浆的浆液性能要求配制8组不同的配合比,试验测试:浆液密度、浆液流动度、浆液塌落度、稠度、凝结时间、水下浇注试验、抗水冲的分散试验、析水率以及试件的抗压强度,得到膨润土可以提高浆液的稳定性;黏土粉的加入,使注浆浆液的粘聚能力增大,提高了浆液整体性和抗水性,但是添加了黏土粉的浆液流动性明显降低;浆液的含水量和黏土粉的含量决定浆液凝结时间和流动性的主要因素。进而得到浆液的配合比为:水25%~30%、膨润土6%、水泥6%~7%、细沙35%~40%、黏土粉与粉煤灰20%~25%。为以后盾构穿越黄河砂卵石地层提供参考。

盾构管片预埋滑槽技术在兰州地铁中的应用

传统隧道内安装管线及固定设备采用打孔、化学锚栓与金属支架配合的方式,存在安装时效低、施工环境恶劣、对管片结构损伤大、维修保养困难等一系列问题,以兰州地铁1号线工程为研究背景,对盾构管片预埋滑槽技术进行系统的研究和探讨,通过典型工况下滑槽的受力分析、现场安装试验以及成品检测和实验室试验,论证地铁隧道内设计预埋滑槽的方案是安全可靠的,并确定了盾构管片预埋滑槽截面型式、材质、连接方式、锻造工艺与力学性能等设计参数和生产工艺要求,进一步明确了耐腐蚀性能是滑槽可靠性的控制性因素。预埋滑槽技术,改善了现场施工环境,提高设备与管线安装效率,对隧道结构零损伤,延长工程使用寿命,可在地铁行业内推广应用。

兰州地铁黄河岸滩深大竖井结构设计及力学特性研究

兰州地铁1号线奥体中心站—世纪大道站区间隧道下穿黄河。在黄河岸滩设置中间风井,需满足盾构施工期间的检修、拆解、吊装以及运营期间联络通道和通风防灾、疏散救援等功能需求。风井平面尺寸为33 m×21 m,井深45. 5 m,属于巨厚状强透水大颗粒砂卵石地层中的深、大竖井工程,修建难度较大,实施风险较高。通过多种降水、堵水及隔水措施,对风井的围护结构及主体侧墙进行受力分析,提出了"主体结构地下连续墙+外围地下连续墙+地层注浆+区域降水"的组合体系,采用悬挂式隔水帷幕的逆作法复合墙结构型式,工程得以安全顺利实施。现场测试结果与数值分析结果两者基本吻合,验证了分析的合理性。

兰州地下工程混凝土中钢筋腐蚀防护试验研究

针对兰州地铁建设中地下水SO2-4和Cl-含量较高的问题,基于钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀,通过设计2种模拟液和3种混凝土配合比,选择合适的混凝土配合比,采用CS350电化学工作站,对混凝土中钢筋的电化学腐蚀行为进行研究.结果表明:通过腐蚀电流密度与钢筋锈蚀程度的对应关系,只有浸泡溶液NaCl浓度为20g/L、MgSO4浓度为5g/L中第二种配合比混凝土中钢筋未产生腐蚀,其他5种钢筋均出现了不同程度的低腐蚀现象.通过2种模拟液不同配合比混凝土中钢筋的腐蚀速率对比分析,除了其中一组,其他几组均为混凝土水灰比越小,混凝土中钢筋的腐蚀速率越小;选择第二种混凝土配合比为较优混凝土配合比.

兰州地铁穿黄工程泥水盾构掘进技术优化

文章以在建的兰州地铁1号线穿黄工程段为基础,对兰州地铁1号线世纪大道站—马滩站区间穿黄工程的特点进行了深入研究,重点分析了泥水盾构机的主要系统设计、盾构机掘进功效以及盾构机设计优化等,阐述了在富含水、砂卵石及漂石地层中盾构机设计应注意的事项和施工应对措施。

兰州地铁1号线盾构下穿黄河强透水地层施工安全性研究

以兰州地铁1号线迎门滩—马滩区间盾构下穿黄河段地铁隧道工程为背景,采用FLAC3D软件对下穿黄河强透水砂卵石地层施工过程进行了数值模拟,对潜在的施工风险进行了分析。结果表明:盾构下穿黄河会造成河堤不均匀沉降,沉降的强影响区为距两隧道中心线约15 m宽度范围内;掌子面支护压力越大,拱顶沉降越小,但支护压力增加会造成临近线路管片应力和位移增大,故应根据实际情况调整掌子面支护压力;拱顶注浆压力为0.2 MPa时管片上浮量最小;掌子面附近土体位移随掌子面支护压力的增大而减小,本工程带压换刀时掌子面支护压力宜控制在0.5 MPa。

地铁盾构管片外嵌式槽道应用技术研究

为解决盾构管片预埋槽道不可更换及全环预埋等问题,以兰州地铁2号线1期工程为例,通过理论研究和现场试验,对盾构管片外嵌式槽道技术进行研究,主要从其可行性和安全性等方面展开。研究指出:外嵌式槽道技术不仅能满足机电设备安装的各项要求,且安装方法简单易行,在隧道内可更换和分段安装,比全环预埋槽道技术可节省成本约40%;外嵌式槽道技术不仅适合地铁或高铁盾构隧道,也适合暗挖隧道和城市综合管廊隧道,通用性强,推广意义大。

兰州地铁1号线车辆选型研究

结合兰州市狭长带状的城市特征,从线网的角度对主城区1、2、3号线的车辆选型进行概略分析,着重对1号线采用A型车6辆编组和B型车7辆编组在线路建设时机、工程投资、能耗等多方面进行深入比选,最后确定兰州1号线采用A型车6辆编组。

地铁盾构隧道管片预埋槽道关键技术研究

为了确定地铁盾构隧道管片预埋槽道的最佳断面尺寸、槽体材料、防腐层材料、绝缘层材料等关键参数,以便在国内地铁工程中通用,文章以兰州地铁盾构隧道管片预埋槽道的应用案例为基础,通过理论研究和工程实践,提出了地铁盾构隧道管片槽道的抗疲劳、耐火、绝缘和防腐等性能指标,并对盾构隧道管片预埋槽道的断面尺寸、主槽体和防腐层等关键技术问题进行了研究。研究结果表明:(1)采用断面尺寸为30 mm×20 mm的预埋槽道无论在力学性能还是成本方面都是最佳的;(2)兰州地铁盾构隧道管片预埋槽道采用的主槽体材料、防腐等参数是科学合理的;(3)研究成果不仅为相关国家技术标准的建立奠定了基础,也为同类工程的预埋槽道设计、生产和安装等提供了技术依据。

兰州地铁砂卵石地层土压平衡盾构刀具使用寿命延长技术

为了降低刀具的磨损,延长刀具的使用寿命,以兰州地铁工程施工案例为背景,对土压平衡盾构在砂卵石地层中掘进刀具磨损的问题进行了跟踪研究。通过理论计算与工程实际对比分析得出刀具的磨损规律,在刀盘设计和刀具组合等研究成果的基础上,对渣土改良、盾构掘进参数、盾构姿态和一般欠土压模式掘进等控制措施进行了系统的研究和实践,成功地延长了刀具使用寿命,减少了刀具更换的次数,加快了工程进度并降低了工程成本;同时,解决了土压平衡盾构在砂卵石地层掘进刀盘被卡、地面沉降控制等技术难题。

兰州市轨道一号线对环境影响的综合评价方法

城市环境和交通密切相关,在城市环境和交通问题日益突出的今天,各个国家和城市都在寻找解决的办法。作为河谷型城市的兰州市,相对于国内同等规模的平原城市,环境和交通问题尤其突出。兰州市目前已投入到轨道一号线的建设,轨道交通对环境影响评价尚无完整的体系,但这项工作已受到重视。针对兰州市具体情况,从可持续发展的角度探讨兰州市轨道一号线对环境的影响,并提出综合评价方法。

某A地铁车辆段给排水节能环保设计研究

针对某A地铁车辆段给排水设计对生态环境的影响。文中结合该地区气候寒冷等特点。对某A地铁车辆段的给排水系统的设计方案进行了介绍,并且对某A地铁车辆段给排水设计进行了探讨,在文中阐述了某A地铁车辆段的工程设计要点及思考方向,为同类地铁工程建设提供了有利的借鉴和探讨。它的设计方案主要有给水系统对环境保护的影响,污废水系统对环境保护的影响,雨水系统对环境保护的影响,消防系统对环境保护的影响,以及废水处理系统对环境保护的影响。

兰州地铁1号线联络通道冷冻法施工技术论述

联络通道冷冻法加固施工已在我国广州、深圳等富水地区普遍使用。由于兰州红砂岩地层空隙比较大,压缩性高,遇水易流变,易造成开挖面失稳,常规加固方法无法达到开挖要求,冻结法加固具有加固后的地层强度高、密闭性好、地层适应性强、施工风险小等特点,所以首次在兰州1号线联络通道工程采用冻结法进行加固。

兰州地铁黄土隧道开挖引起的地表沉降分析

依托兰州地铁一号线的开挖过程,对地表沉降的观测数据进行分析对比,研究了兰州地区城市浅埋暗挖隧道开挖引起的地表沉降规律。结果表明,隧道地表沉降分为微沉降阶段、快速沉降阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段。在沉降显著发展阶段沉降量达到总沉降量的60%,隧道开挖引起的最大地表沉降为28.7mm。通过对隧道开挖过程的数值模拟验证了地表沉降的四个变化阶段,同时发现了在开挖过程中沉降槽会逐渐变大并且存在漂移现象。

地铁车辆段上盖综合开发一体化设计

地铁车辆段上盖综合开发对于充分挖掘车辆段用地潜力、带动周边土地综合利用、提升土地利用率及商业价值具有重大意义。文章以兰州市轨道交通1号线东岗车辆段上盖综合开发项目为例,结合其将上盖综合体与盖下车辆段、相邻地块进行一体化设计、建设的工程实践,在系统阐述地铁车辆段上盖综合开发一体化设计理念的基础上,针对空间布局、交通规划、结构设计、消防设计、公共空间景观等方面的一体化设计关键技术进行分析,以期为类似项目提供参考和借鉴。

城轨列车运行数据无线传输系统及应用

介绍了兰州地铁1号线车-地无线传输系统的组成及软件功能。车-地无线传输系统实现了对车辆运行状况的全程跟踪和故障报警预警。

兰州地铁站灰尘重金属的PMF模型源解析与累积特征研究

通过在兰州地铁站站台布设11个调查样点,监测分析地表灰尘元素As、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb累积特征及来源。结果表明:兰州地铁站站外和站内地表灰尘中As、Cr、Cu、Pb的平均值均高于甘肃省和兰州市土壤背景值;站内地表灰尘以Cr、Cu、Ni和Pb为主要污染物,站外污染以Cu和Pb为主,且站内地表灰尘重金属综合污染整体高于站外;源解析结果显示,站内地表灰尘重金属主要来源于交通源和人为污染源的混合源、工业源、交通源和大气沉降源的混合源,贡献率分别为30.0%、33.6%、36.4%,站外主要来源为交通源和大气沉降源的混合源、燃煤源和交通源的混合源、交通源,贡献率分别为38.7%、29.6%、31.7%。

利用废弃红砂岩制备盾构同步注浆材料研究

兰州地铁盾构隧道穿越大面积红砂岩地层,红砂岩富含水,弱胶结,级配良好,含泥量约为5%。盾构开挖后直接将弃渣外运,不仅会造成资源浪费,还会引起相关环境问题。为此,文章开展了将盾构掘进同步注浆材料河砂替换为红砂岩的可行性研究。结果表明,采用红砂岩配置的同步注浆浆液满足所有技术指标,且节省成本约40%;浆液的流动性更好,堵管率降低了约70%。可通过调整膨润土的添加量来控制浆液含泥量的大小。还可利用红砂岩制成透水石应用到市政道路等工程中。这不仅解决了工程建设中原材料供应紧张的问题,同时也缓解了挖掘山体和河道采砂采石造成的环境破坏问题。