大断面组合式顶管机掘进排渣离散元仿真

顶管法已在地下工程中广泛应用,但对新型超大断面组合式顶管机掘进排渣过程中土体的运动和力学响应仍缺乏研究。建立了世界最大断面组合式顶管机的等尺寸模型,利用离散元法模拟顶管机的掘进排渣过程,研究排渣速度对土体运动行为和力学响应的影响。模拟结果表明,最佳的掘进-排渣速度比约为0.6 cm/rev,土仓流动性受上下两个半截面底部两侧刀盘的影响,滞排时土压随掘进累积增大,存在地表隆起倾向;超排时土压小于静止土压力,上覆土体随掘进由局部破坏发展为整体破坏。

上排渣式全断面竖井掘进机凿井技术与应用

为验证全断面竖井掘进机凿井技术的可靠性,依托宁海抽水蓄能排风竖井工程,解析上排渣式全断面竖井掘进机上排渣系统、开挖系统、姿态调整系统及井下动态实时监控系统等关键系统的设计及应用。应用表明:1)在井壁上布置环向导水槽和优化掘进排渣参数,保证了竖井掘进机在凝灰岩含水地层的顺利通过;2)采用前装刀设计满足使用要求,通过刀盘支地系统和刀具更换工装,实现了竖井掘进机前装刀的安全更换;3)采用竖井掘进机独特的姿态调整方法,满足了井筒掘进的精度要求;4)基于渣土称重和热成像原理,解决了粉尘环境下吊桶装渣的可视化作业;5)采用基于UWB技术的竖井掘进机分层平面定位系统,实现了竖井作业区域内人员的实时定位。

TBM刀盘出碴槽结构对出碴效率的影响规律

为了研究刀盘出碴槽结构参数对全断面岩石掘进机(TBM)出碴特性的影响规律,本文以某供水隧道工程为背景,考虑掘进过程中岩碴产生、下落以及与滚刀碰撞等因素,建立TBM刀盘(含滚刀)出碴过程数值计算模型,探究出碴槽长宽比、开口角度对刀盘出碴性能的影响规律。仿真结果表明:排碴过程中,岩碴颗粒数量的增长速率先快后慢,最后趋于平稳;TBM刀盘开口面积一定时,随着出碴槽长宽比增大,排碴量加速下降43%;随着出碴槽开口角度的增大,排碴量呈现先增大后减小趋势;当开口角度为35°时,出碴效率最高。设计出碴槽时,在控制开口宽度尽量大的前提下,开口角度优化范围为20°~35°。设计的针对该供水工程的TBM刀盘开口,经过两年多的工程掘进,效果良好。

地铁TBM施工出渣方式优化探讨

TBM近年来逐步在我国地铁建设施工领域获得成功应用,弃渣运输均采用了传统的有轨运输+龙门吊提升方式,其施工能力和效率受到了一定的制约。随着皮带机垂直提升技术的不断发展进步,设计能力、安装尺寸、运输能力均有了长足的进步,为采用TBM施工的地铁隧道出渣提供了更加高效的方式。通过对青岛地铁2号线双护盾TBM采用有轨运输+龙门吊与其它弃渣运输方式的分析和对比,认为采用连续皮带机+垂直皮带机出渣,掘进效率较龙门吊出渣可提高75%以上,为TBM在地铁施工中充分发挥其快速施工的性能提供了一种途径。

上海市畜禽养殖行业资源化利用模式排污许可证制度的探索与实践

以上海市为例,阐述了畜禽养殖业资源化利用模式排污许可证制度的基本原则：从基本信息填报内容简化、产排污节点及许可排放限值优化、自行监测管理要求强化等方面,对畜禽养殖业资源化利用模式排污许可证申请核发体系进行了深入探讨,以期为我国畜禽养殖业排污许可证申请核发提供参考。

基于宾汉姆流体的土压平衡盾构螺旋输送机排土量研究

为确保土压平衡盾构掘进过程中有效控制排土量,须考虑螺旋输送机构造特征和渣土性质对其影响。将改良后流塑性状态的渣土假设为宾汉姆流体,并基于螺旋输送机构造沿其螺旋排土方向展开成一长条形的长方体排土模型的基础上推导盾构螺旋输送机的理论排土量计算公式。通过对排土量影响因素进行分析表明:1)排土量受开挖面支护压力、渣土的初始剪切屈服应力影响较大,而受渣土的塑性黏度影响较小;2)随着隧道埋深和开挖面支护压力的增加,改良渣土的流塑性降低。将该理论成果应用于指导广州地铁21号线浅覆土全断面砂土地层某区间隧道盾构掘进中的渣土改良,开挖面支护压力保持了稳定,地表沉降控制为5 mm。

大直径盾构掘进风险分析及对特大直径盾构挑战的思考

目前,基于建设规模和设计功能的需求,特大直径盾构已多次应用于铁路、公路、城市轨道交通、地下管廊等领域隧道工程建设。初步统计了国内外15.5 m以上的特大直径盾构隧道工程,总结了大直径盾构在掘进过程中的主要风险及常见问题,包括主轴承损坏失效、盾构管片拼装脱出盾尾后上浮、刀具磨损随盾构直径增大而加剧、刀盘前泥饼粘结、渣土滞排、刀盘升温等,并结合案例分析其原因。针对特大直径盾构带来的事故风险,从土压盾构与泥水盾构主轴承密封问题、管片盾尾脱出后上浮风险、常压刀盘与常规刀盘的选择、泥饼粘结和渣土滞排难题、预探前方复杂地质、海中基岩爆破及注浆固结辅助处理等方面提出思考和建议。

全断面竖井掘进机研制及关键系统试验

传统矿山法竖井施工面临着涌水、地热和地应力等危险性问题,钻井法对地层的适应性较差,沉井法受开挖深度的限制。为解决竖井施工效率低、环境恶劣、安全性低和机械化程度低等问题,结合隧道掘进机技术及矿山法竖井施工工艺,研发设计一种集开挖、出渣和支护平行作业的全断面竖井掘进机。根据目前竖井施工的支护方式,取消后配套改用吊盘结构,采用多地层同步清渣的破岩系统、多机构联合排渣技术、环形支撑推进系统、专用导向系统和设备远程控制系统等多项创新性设计。该研制成果已在厂区基坑内完成关键系统的功能试验,可实现掘进、出渣同步作业,试验成井井壁质量较好,为竖井全断面施工提供了一种可靠的工法,有助于竖井施工的机械化发展。

水平物流破碎技术在长距离隧道出渣中的应用

长距离隧道建设中的出渣工序直接影响着长距离隧道建设的连续性和运输成本;水平物流破碎技术,配套皮带运输系统的应用很好地优化了爆破废料的清运工序,同时因为卡车使用的减少,降低了施工中通风和安全压力。

上排渣型全断面竖井掘进机凿井工艺及工业试验

为解决传统钻爆法和钻井法在大深度和盲竖井施工中的局限和不足,研究并提出上排渣型全断面竖井掘进机机械化凿井工艺,即采用全断面钻进、机械式上排渣,实现一次性成井。首先,介绍上排渣型全断面竖井掘进机的设计理念,并对整机的开挖系统、出渣系统、支护系统、导向系统以及纠偏系统的工作原理和整机的具体性能参数进行介绍;然后,针对竖井掘进机施工应用时的始发井修建要求、设备组装顺序、调试步骤、井身段施工的具体工艺流程、拆机顺序等各工序的施工技术要点进行详细说明,并进一步总结上排渣型全断面竖井掘进机的工法优势及应用前景;最后,基于上排渣型全断面竖井掘进机在宁海抽水蓄能电站竖井施工中的工业试验,分析竖井掘进机的施工进度并阐述竖井掘进机穿越不良地层中的应对措施。

正反转电瓶车皮带机90°转运出土辅助盾构分体始发施工技术

由于盾构施工场地地处市区繁华地段,周边建筑物密集,盾构始发所需土建结构无法按照正常始发需求施作。为了保证盾构的顺利始发及正常掘进施工,在有限始发条件下需将盾构分体始发方案调整到最优。结合北京地铁19号线牛街站-金融街站区间盾构施工,根据施工现场及土建结构提前制定盾构分体始发出土辅助方案。分体始发辅助皮带机系统主要由盾构机皮带机、电瓶车皮带机、横通道皮带机组成。螺旋机将土舱内渣土排出到盾构机皮带机,由盾构机皮带转运至电瓶车皮带机,再到横通道皮带机,最后从始发井将渣土运出。出渣过程中电瓶车皮带机根据掘进里程,调整电瓶车位置及皮带机转向,保证电瓶车皮带机准确有效的将渣土转运90°到达横通道皮带机,顺利地完成渣土的排出。解决了管片运输通道和出渣矛盾问题,有效提高施工进度,降低了施工成本。

泥浆和岩渣特性对泥水平衡盾构气垫舱岩渣排出规律影响研究

泥水平衡盾构机气垫舱内岩渣的快速排出对于保证施工安全和提高掘进效率至关重要,为探究不同泥浆和岩渣特性对岩渣排出的影响,基于CFD-DEM耦合计算方法并结合实际工程建立可以完整反映气垫舱内岩渣排出的数值计算模型,探究不同泥浆膨润土含量、岩渣直径(d)和形状系数(Sf)条件下岩渣排出规律,分析不同因素对结果影响的程度。结果表明:随着泥浆中膨润土含量从8%增加至16%时,岩渣排出率从10.0%增加至21.9%;直径大的岩渣更不易被排出,随着岩渣直径从20 mm增加至40 mm时,排出率从14.4%降低至7.9%,这归因于直径大的岩渣起动需要更高的泥浆流速;由于岩渣的滚动趋势随着形状系数的减小而降低,因此形状系数小的岩渣无法通过滚动的方式直接排出,当形状系数从1减小至0.6时,排出率降低了约59.5%。