盾构预拌砂浆运输中离析程度分析及优化

由于盾构预拌砂浆在使用移动筒仓运输的过程中容易产生离析,因此,对已在实际生产中使用的盾构预拌砂浆在不同条件下的离析程度进行研究。在竖直振动模拟条件下,结合颗粒物质理论,以4种不同粒径的颗粒为材料,研究振动时长、砂粒径和分隔空间百分比等3种不同因素对离析程度的影响,用粗料含量变化来表征离析发生的规律,结果表明:振动时间超过60s时,离析程度显示为无明显变化的平缓曲线;粗颗粒粒径越大,分隔空间越大,离析程度越大。使用Design-expert11对试验结果进行综合分析,结果表明:各因素对盾构预拌砂浆离析指数的影响由大到小依次为振动时长、分隔空间百分比、砂粒径;当振动时长为180 s,砂粒径为0.3mm,分隔空间为25%时,离析程度最小,即为最佳方案。

基于多层感知机技术的地铁盾构施工参数预测

在地铁工程建设中,盾构法施工技术已经得到了广泛的应用,盾构掘进参数的合理预测对提高施工安全性及降低操作难度具有较大实际意义.以中国杭州机场快线地铁隧道某标段为工程背景,以隧道直径范围内土层摩擦角、黏聚力、压缩模量、重度以及隧道顶部埋深、盾构机预设刀盘转速、推进速度作为输入,以盾构施工时的注浆量、注浆压力、出土量、总推力和刀盘扭矩为输出,建立基于多层感知机的盾构掘进参数预测模型.通过对比不同超参数组合情况下的模型在数据集上的预测表现,挑选出适合于该工程盾构施工参数的预测模型.使用实测数据对模型预测效果进行验证,预测值与实测数据总体变化规律一致,平均误差在20%以内.建立的多层感知机模型预测结果较为合理,具有较好的预测精度,可用于复合地层条件下同类型盾构掘进参数的预测.

中锰低温钢富氩混合气体保护焊工艺研究

较高的锰含量给中锰低温钢焊接带来了挑战,这在一定程度上限制了中锰低温钢在工业生产中的应用。采用富氩混合气体保护焊对中锰低温钢进行焊接试验,研究不同焊接热输入条件下,焊接接头显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:除焊缝及母材外,焊接接头各区域均为局部硬化区,且硬化程度随热输入的增加而增大;当热输入由12 kJ/cm增加到22 kJ/cm时,焊接接头的屈服强度由820 MPa降至775 MPa,抗拉强度由983 MPa降至925 MPa;当热输入为12 kJ/cm和16.8 kJ/cm时,其焊接接头在-40℃条件下均有着良好的冲击韧性,且后者焊接接头各区域冲击吸收功较为均匀,在45 J左右;焊缝区细小的夹杂物及针状铁素体提供了高密度的大角度晶界,减缓了裂纹扩展速率。热影响区稳定性较低的残余奥氏体在受到冲击载荷作用时发生相变诱导塑性(TRIP)效应,提高了焊接接头的低温冲击韧性。

天津地区盾构施工同步注浆浆液地层适配性

针对天津地区典型软土地层盾构隧道工程,对同步注浆的单液活性浆液配比进行分析,通过层次分析法、熵值法分析得到浆液性能指标权重。结果表明:水胶比、膨水比对浆液稠度影响较大;水胶比、胶砂比对浆液凝结时间影响较大;水胶比、膨水比对浆液泌水率影响较大;水胶比对浆液抗压强度影响较大;水胶比和胶砂比对浆液固结收缩率影响较大。通过博弈论组合权重法分析发现浆液凝结时间、抗压强度的权重最高,密度权重最低。通过优劣解距离法对浆液进行筛选,得到了适用于天津软土地层的同步注浆浆液配比。为天津地区盾构隧道同步注浆浆液配比提供借鉴。

矿渣基地聚物流态盾构固化土的性能研究

为实现对地下工程中的高含水率盾构土资源化利用,探究地聚物材料固化盾构土的可行性,本文采用矿渣基地聚物固化盾构土,通过研究碱激发剂模数、矿物配比、碱激发剂掺量、温度对不同种类盾构固化土无侧限抗压强度和工程性能的影响规律,确定固化土配合比设计,在此基础之上研究地聚物掺量对固化土水稳性的影响,并采用SEM对盾构固化土进行微观分析,揭示其固化机制。结果表明,在试验拟定的水固比下,两种不同土质流态盾构固化土均有良好的力学性能和工程性能,矿渣基地聚物产生了无定形凝胶,增强了土壤颗粒之间的胶结及密实度,其中固化剂掺量为干土质量22%的盾构固化土在标养条件下的28 d无侧限抗压强度可达5.38 MPa, 40℃条件下可达8.08 MPa,水稳系数达0.98。

软弱地层盾构渣土制备同步注浆浆液及工程应用

依托苏州市轨道交通8号线隧道工程,采用软弱地层盾构渣土制备同步注浆浆液以减少渣土排放。基于室内试验,测试了渣土浆液的强度、初凝时间、稠度、泌水率等指标,并通过现场试验,将渣土浆液用于盾构隧道壁后注浆。结果表明:渣土浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,软土地层盾构渣土可以通过调节配比等方法改善其性能,证明了利用软土地层中土压平衡盾构渣土制备同步注浆浆液的可行性。渣土浆液已用于苏州轨道8号线盾构掘进过程中同步注浆,能较好地控制盾构沉降及管片上浮。盾构渣土制备同步注浆浆液可减少每公里盾构成本约75万元,降低10%渣土排放量,具有良好的经济和环保效益。

地铁盾构泥浆制备同步注浆材料的性能研究

基于某地铁盾构施工产生的盾构泥浆再利用问题,采用盾构泥浆全替代砂,同时掺入减水剂、早强剂、微硅粉、纤维等材料设计并制备了同步注浆材料,采用正交试验法研究了减水剂掺量(1.0%~2.5%)、早强剂掺量(3%~6%)、微硅粉掺量(10%~25%)对同步注浆材料稠度和抗压强度的影响。结果表明:经优化调整得到的同步注浆材料的最佳配合比为盾构泥浆2000 g、水泥500 g、聚丙烯纤维1 g、减水剂5 g、早强剂25 g、微硅粉125 g、水987.2 g,此时,同步注浆材料的稠度、抗压强度等指标均满足工程要求。

保护气体对高强铝合金的焊缝组织及气孔敏感性的影响

采用普通电弧焊对2519铝合金进行焊接,研究了Ar和He二元混合气体以及Ar、He和CO2三元混合气体对接头的气孔数目、焊缝组织的影响。研究表明,采用Ar和He二元混合保护气体可以明显减少接头气孔的数目和尺寸,促进焊缝中心组织由柱状晶向等轴晶转变,且细化焊缝组织,当He气达到70%时,接头气孔数目已显著减少,焊缝中心完全呈等轴晶状态,晶粒最为细小。往30%Ar+69%He二元混合气体添加1%的CO2后接头的气孔数目进一步减少,但是焊缝组织没有明显变化。添加了He气还可以减少热影响区宽度,减弱热影响区的软化程度。

基于BP神经网络的复合地层盾构掘进参数预测与分析

复杂地质条件下盾构机掘进参数的有效预测可以对盾构施工进行针对性的指导。基于深圳地铁11号线车公庙站~红树湾站和南山站~前海湾站两个区间Φ7m盾构施工现场监测的掘进参数,首先采用BP人工神经网络方法建立了复合地层条件下盾构掘进参数的预测模型;其次,以地层参数为输入组和盾构掘进参数为输出组,通过对数据样本进行训练,得到的输出值基本与原始数据一致,说明该预测模型具有很好的非线性映射能力;最后,采用盾构区间典型地段的地层参数,利用所建立的模型预测了复合地层条件下的盾构掘进参数,预测值与实际数据变化规律相近,平均误差在15%以内。本文建立的BP神经网络模型可用于复合地层条件下同类型盾构掘进参数的预测。

交叉隧道施工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究

沿海地区特别是广州地区地铁建设多在复合地层中进行盾构施工,开挖引起的地层沉降很难控制,如何防止大面积的地层沉降,保证既有建(构)物安全成为施工难题。基于此,本文提出了复合地层盾构施工的地质概化模型,运用三维有限元方法对交叉隧道盾构施工进行了建模分析,研究了不同的复合地层类型及不同的覆土厚度与间距下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道沉降的影响。结果表明,新建隧道在近似均一土层中下穿施工引起的既有隧道沉降最大,上软下硬地层次之,长距离硬岩段最小,沉降随土层弹性模量的增加而减小;同时,既有隧道沉降随覆土厚度的增加而增大;随隧道间距的增大而减小,当间距小于2倍衬砌外径时,既有隧道沉降较大,存在损坏的危险。最后,提出了相应的沉降控制对策。

盾构施工“滞排”成因分析和对策研究

文章在总结国内外复合地层盾构施工经验的基础上,首次明确并定义了"滞排"的概念,对"滞排"现象进行了科学的分类,并对其成因和风险进行了分析研究,提出了"破"、"和"、"排"的系统解决方案,并给出了盾构设计阶段、制造阶段和施工阶段的相应对策;最后从新理论、新设备、新方法和新材料等方面对"滞排"的解决对策做了进一步的展望。

大连富水复合地层盾构施工关键技术探讨

富水复合地层已成为盾构施工过程中经常遇到的复杂地层条件之一,研究该地层条件下的盾构施工技术具有较大的应用价值。文章以大连市地铁2号线为工程背景,论述了盾构选型和盾构始发等施工技术;并针对盾构施工过程中出现的复合地层长距离小半径掘进、富水碎裂带掘进、硬岩掘进刀具控制等工程难点,分别从隧道轴线控制、掘进速度控制、刀具管理制度等方面提出了相应的应对措施。工程实践证明,经过严格选型的盾构适合大连的地质条件,而且对于富水复合地层具有较好的适应性,满足了本标段区间盾构施工要求。

复合地层下盾构掘进速度模型的建立与优化

在盾构隧道掘进过程中,需要根据地质情况选择合适的掘进参数,掘进参数的正确选择可以有效地提高掘进效率,减少刀具磨损和保持开挖面稳定。文章结合穗莞深城际轨道交通SHZ-3标虎门商贸城站到长安厦边站盾构区间工程,对掘进参数进行了正交试验,通过对掘进参数的采集与分析,建立了盾构掘进速度的参数模型,并以掘进速度最快为目标函数对参数模型进行了优化,得到了复合地层下盾构掘进速度的最优化掘进参数。研究结果为相同地层下盾构掘进参数的设定提供了理论基础,同时也可为其它地层的盾构施工提供参考,具有重要的工程价值。

复合地层盾构隧道工程地质勘察方法的研究

盾构法施工与其它地下工程施工方法相比有其特殊性,反映在相应的地质勘察工作中就会有专门的要求,结合复合地层中盾构施工的特点,对目前的勘察内容、工作量等提出了改进意见,对地质勘察阶段的划分提出了看法。

Q550D贝氏体高强钢板焊接接头强度匹配的选择

分别采用低强匹配的GHS-60焊丝和高强匹配的GHS-70焊丝进行Q550D贝氏体高强钢板的混合气体保护焊接试验,对焊接接头进行了斜Y裂纹敏感性试验、焊后520℃×1.5 h热处理试验,通过金相分析、拉伸试验、冲击试验等评价了不同强度匹配焊丝对焊接接头性能的影响。结果表明:采用GHS-60焊丝时不需要预热便可避免冷裂纹的产生,采用GHS-70焊丝时预热温度在80℃以上才可避免冷裂纹的产生;两种强度匹配的焊接接头力学性能良好,焊后热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响,但使焊缝中心韧性有所降低;建议使用低强匹配。

高强度铝合金厚板焊接气孔形态分析及混合保护气体效应

进行了高强度铝合金的混合气体保护气焊接试验 ,对采用MIG焊接高强度铝合金厚板时产生的气孔形貌及其机理进行分析 ,研究了影响气孔产生倾向的因素。试验结果表明 ,采用 5 0 %He +5 0 %Ar保护气体施焊 ,能明显减少气孔产生 ,减小HAZ宽度 ,使软化区宽度相应减小 。

盾构在矿山法隧道中长距离推进关键技术浅析

区间隧道两端多为强风化的岩层或残积土,中间较深段常遇到未风化或微风化的高强度岩层,单靠盾构法施工难以完成,多采用"矿山法+盾构法"施工。针对"矿山法+盾构法"新型复合工法,介绍其适用范围、施工过程和优点,并以深圳地铁某区间隧道为例,提出需解决的关键技术问题,简析复合支护的受力与变形特性,为这种新型复合工法的推广及应用给予工程实践指导和建立理论基础。

佛莞城际铁路狮子洋隧道的几个关键技术问题

研究目的:佛莞城际铁路狮子洋隧道结构外径13.1 m,是国内目前最大直径的铁路盾构隧道。工程具有大直径(13.1 m)、高水压(最大水压7.8 bar)、地质条件复杂(土岩复合地层,穿越三处破碎带和两处水下断层)、行车速度高(时速200 km)、盾构机类型新(土压-泥水双模式盾构)等特点。为保证施工与运营安全,必须妥善解决总体设计、施工组织设计、结构抗灾与防灾疏散设计等关键技术问题。研究结论:(1)复合地层水下隧道宜埋置于基岩中,岩石覆盖厚度可按"满足施工进舱作业安全,且围岩松弛压力与形变压力之和相对较小"的原则确定;(2)隧道长度不大时可采用单孔双线结构,并在隧道底部设置疏散廊道,同时采用中间箱涵预制的方式实现同步施工;(3)为减少局部岩层破碎带对施工的影响,可采用土压-泥水双模式盾构掘进;(4)为提高结构的抗灾性能,在钢筋混凝土管片内双掺钢纤维和聚丙烯纤维是一种可行的方案;(5)该研究成果可应用于复合地层盾构法水下隧道的设计。

深穗中跨珠江口通道选用盾构法隧道方案的风险及对策

长大深水底隧道面临着复杂地质、环境保护、港口产业、航道交通、空域交通、异常气象等风险,盾构法隧道作为一种环境友好型工法,具有自身独特的优势去克服以上风险。文章针对深圳、广州至中山跨珠江口通道工程的特点,基于广州地铁在类同复合地层盾构工程的大规模实践成果,同时结合国内外大直径、高水压、长距离推进等盾构施工关键技术的突破和经验,对施工方案进行了综合研究,认为盾构法三隧洞方案"功能齐备、质量保障、经济合理、风险可控等优势明显,为本工程最优方案,并进一步分析了本盾构隧道工程的风险及对策。

复合地层条件下盾构刀盘设计研究

在分析复合地层条件下刀具的磨损破坏的基础上,提出了针对复合地层的刀盘的设计特点,总结出了一套混合刀盘设计的流程与方法,并用两个实例加以说明。