土压盾构非满舱掘进时压缩空气与地层适应性分析

针对气压辅助工法应用越来越多工程实践,基于Geostudio Air/w建立的气-水-固耦合数值计算模型,探讨了不同盾构隧道顶部埋深、上覆闭气层厚度、地层性质以及盾构压力舱空舱高度对开挖面渗气量的影响。结果表明:分析广州地铁21号线某区间土压盾构气压辅助工法的应用案例,压缩空气渗气量控制在1.2 m^(3)·min^(-1)内,在开挖面建立稳定的支护压力,确保盾构掘进达到微扰动控制水平;闭气能力强的粉质黏土和黏土地层土压盾构掘进时,通过向压力舱注入少量压缩空气可以更好的保持开挖面支护压力的稳定;渗透系数较大、地质分布不均的砂卵石、上软下硬地层,难以进行满舱掘进时,可根据隧道埋深和上覆闭气层厚度来选择合适的空舱高度,确保压缩空气逃逸量小于产气量;土压盾构穿越渗透性地层,上覆闭气层厚度在10.0 m以上、或埋深大于28.0 m时,压缩空气逃逸量较少,也不易发生压缩空气逃逸冒顶。

基于极限分析理论的复合地层中双模盾构开挖面稳定性研究

针对目前双模式盾构在复合地层土-岩交界面进行掘进模式转换过程中掘进面稳定性研究中存在的问题,采用空间离散技术构建双模式盾构在穿越土-岩交界面过程中开挖面前方岩土体的二维破坏机制,利用该破坏机制和极限分析上限定理推导得到极限状态下土舱压力的目标函数,通过优化计算得到盾构机在穿越土-岩交界面过程中维持开挖面稳定所需的土舱压力上限解,并讨论不同参数对土舱压力及开挖面前方岩土体破坏模式的影响。在此基础上,基于可靠度理论建立土舱压力的可靠度模型,并给出复合地层中容许可靠度下维持开挖面稳定性最小土舱压力的建议值。结果表明:盾构机在穿越土-岩交界面过程中维持开挖面稳定所需的土舱压力随着盾构机与土-岩交界面距离的减小而减小;开挖面前方岩土体的破坏范围随着界面倾角的增大而增大。

多冷媒联合冻结技术在盾构抢险中的应用

为解决地层冻结加固工程加固时间长、加固效果不足的问题,提出多冷媒联合制冷的新型技术,并以珠江三角洲水资源配置某盾构刀盘更换工程为案例背景,对液氮+盐水双冷媒联合冻结方案进行介绍。从地质条件、方案设计、数值计算验证和应用效果等方面入手,对多冷媒联合冻结技术的可行性进行分析。主要结论如下:1)液氮冻结速度快但均匀性欠佳,盐水冻结速度慢但均匀性较好,二者联合冻结可以有效完成高风险地层中的盾构开舱换刀;2)液氮冻结会造成掌子面工作环境温度偏低,本案例中开挖掌子面温度低于-40℃,环境温度约-13℃,作业人员应注意低温防护;3)为保证施工效率,盾构换刀冻结工程施工应在冻结壁交圈后及时清空土舱泥浆,防止泥浆冻结。

基于残差神经网络的盾构土舱压力预测

土舱压力是保证盾构隧道施工安全和控制施工风险的关键参数之一。为此,提出一种基于残差神经网络的盾构土舱压力预测方法。首先,通过对南京地铁某盾构区间的掘进参数数据进行收集和分析,构建具有多个残差块的残差神经网络模型。然后,利用所建立的残差神经网络模型对盾构土舱压力进行预测,并评估模型对土舱压力的预测性能。最后,对残差神经网络的关键模型参数(包括残差块数目、网络宽度和学习率)进行参数分析,比较参数变化时土舱压力的预测性能,确定最佳的模型结构。并对模型关键参数进行分析。研究结果表明:1)所提出的残差神经网络模型可以较准确地预测盾构土舱压力,不同位置的土舱压力预测值与实际值接近;2)1#、2#、3#、4#、5#和6#土舱压力的决定系数(R 2)分别为0.95、0.96、0.94、0.90、0.91和0.96,均方根误差(E RMSE)介于0.017~0.023 MPa;3)相比于人工神经网络(ANN)、支持向量回归(SVR)和随机森林(RF)模型,残差神经网络模型对土舱压力的预测准确性更高。

山岭隧道超大断面盾构组装洞室关键施工技术

以渝湘高铁重庆到黔江段重庆长江隧道为例,针对该隧道洞室施工工艺复杂、施工难度大、危险性高、施工周期长的特点,提出了盾构组装洞室总体施工方案,即盾构组装洞室采用分部分层台阶法施工,对其施工工艺及施工方法进行详细论述,结果表明,该施工技术科学合理、安全可行。

隧道施工引起的既有地铁线变形控制研究

依托某市新建地铁3号线盾构隧道工程,通过数值模拟计算,基于土舱压力和注浆压力,研究新建盾构隧道下穿施工对既有地铁5号线隧道结构变形的影响,并提出变形控制措施。研究结果表明,当地铁3号线隧道左线盾构机到达既有地铁隧道正下方区域和右线盾构机掘进完成时,随着压力比的增大,既有地铁5号线隧道拱顶竖向位移分别逐渐增大和逐渐减小,而随着注浆压力的增大,既有地铁5号线隧道拱顶竖向位移均基本减小。宜将土舱压力控制为1.0~1.2倍静止土压力,注浆压力控制为0.64~1.00MPa。从施工成本和加固效果角度考虑,宜将二次深孔注浆作为合理的加固方式。

边界形变互耦混响室屏蔽效能测试系统性能评估

混混响室复杂强电磁环境下开展材料屏蔽效能测试是电磁防护领域的研究热点。研究边界形变互耦混响室屏蔽效能测试系统性能,开展了动态范围、电场分布特性和不确定度三个方面的试验验证,结果表明:在实际测试中,测试结果小于60 dB即为可信测试值;在1~10 GHz频段内,互耦混响室发射室的空间电场标准偏差小于3 dB,接收室的空间电场标准偏差小于2 dB,满足国际、国内相关标准要求,场均匀性良好;测试系统的扩展不确定度为5.90 dB,可以作为材料屏蔽效能测试平台使用。

富水砂卵石地层下衡盾泥带压开仓换刀技术及应用

研究基于沈阳地铁某区间盾构工程,深入探讨了衡盾泥带压开仓技术在富水砂卵石地层下的应用,旨在研究复杂地质条件下,盾构机更换专用刀具时采用的施工技术及其效果。通过数据分析方法,详细考察了泥膜稳定时间和开仓次数与建立泥膜次数的相关性。结果表明,随着建立泥膜次数的增加,阀开度的突变趋势愈发明显。基于此,提出了在建立泥膜后需密切关注阀开度的变化,并及时应对突变情况。此外,总结了在该地层条件下安全可控的开仓流程,显著提高了施工安全性和效率。研究成果可为未来类似复杂地层条件下的盾构施工提供了宝贵经验和实用指导。

超大直径泥水平衡盾构气垫仓吸口改造技术研究

广东省广州市海珠湾隧道超大直径泥水平衡盾构穿越泥质粉砂岩复合地层,刀盘前以及密封仓中积渣滞排导致掘进参数恶化、刀具磨损严重、掘进效率受限、刀盘开口结泥饼等问题。针对超大直径泥水平衡盾构在复合地层中遇到的滞排问题,提出将P2.1泵吸口前移至泥浆门后方,增加了排浆吸口吸力,增强了浆液流动性及携渣能力,同时于P2.1泵前安装双管路液压闸阀采石箱,使大粒径渣土在P2.1泵前得以处理。气垫仓吸口改造后盾构掘进工效有所提升,对于改善刀盘前方以及泥水仓底滞排有一定效果,但由于鄂式破碎机无法动作,当掘进断面地层岩体较破碎、节理裂隙较发育时,极易发生吸口处渣土堆积、P2.1泵吸口压力突然降低、流量突然减少、挤压力上升、切口压力波动等情况,需频繁逆冲洗和开采石箱进行人工清理,进而影响了正常掘进环流,最终被迫恢复吸口及鄂式破碎机功能。相关研究成果可为同类工程提供参考。

IEC 61726:2022与IEC 61726:2015差异解析

IEC 61726:2022已于2022年7月发布实施,用于代替IEC 61726:2015。文章主要归纳总结了此标准的应用及与旧版标准在适用范围、测量步骤、测量注意事项等方面的主要差异,便于标准使用者对新版本标准更好的理解与运用。

盾构机拆解硐室施工技术在新景煤矿中的应用

在煤矿井下,盾构机施工的巷道无法像地铁施工那样直接从地面开挖硐室拆除盾构机。如果在盾构机后方进行解体硐室施工,挑顶、刷帮时放炮会对设备造成损坏,并且当盾构机后退时,巷道内的支护会对盾体产生损伤。此外,盾构机也无法直接施工大断面的解体硐室,只能通过新掘进一条措施巷,绕过盾构机盾体,在刀盘前方施工出50 m的解体硐室,这种方法需要额外设置运输系统,并且盾构机拆除后措施巷将被废弃。以新景煤矿拆解硐室施工为研究背景,应用新设计思路解决了盾构机拆解硐室施工问题,无需施工措施巷,只在盾构机施工的巷道内继续掘进,利用盾构机掘进配合普通钻爆法施工出盾构机解体硐室,在盾构机解体之后可以利用原有巷道上已建立起来的运输系统进行运输。

盾构隧道开舱技术现状及实例

盾构隧道掘进过程中可能会遇到障碍物或刀盘刀具过量磨损的情况,导致盾构被迫停机,进行开舱处理,因此安全开舱技术极为关键。文章针对此问题,收集已有相关研究资料,对盾构开舱的基本概念和方式进行了总结,分析了常压开舱和带压开舱技术的适用范围和优缺点。结合国内外典型的盾构开舱实例,系统总结了已有的开舱作业经验和技术要点并对我国盾构开舱技术发展进行了展望。

电磁兼容测试系统电磁干扰问题分析与解决

针对在屏蔽室内进行电磁兼容测试时遇到的电磁干扰问题,通过实验判断出干扰主要来自屏蔽室电源滤波器的漏电流和地环路感应的噪声电压。本文重点分析了这两个干扰源对测试系统产生干扰的机理,在此基础上给出了解决漏电流干扰和地环路干扰的措施。

土压平衡盾构机密封舱压力控制实验研究

为了解决土压平衡盾构机密封舱压力自动控制问题,建立了密封舱压力控制机理模型和实验台。根据实验台观测数据,采用系统辨识方法识别控制模型中的参数。以优化理论为基础,提出了密封舱压力稳健控制方法。实验研究结果表明,所建立的压力控制机理模型、模型参数辨识方法和优化控制策略是有效的。

织物屏蔽效能的法兰同轴法和屏蔽室法测试对比研究

为研究不锈钢织物的屏蔽效能,采用法兰同轴法(30 MHz^1.5 GHz)和屏蔽室法(1~18 GHz、18~26.5 GHz),对样品的屏蔽效能进行了对比测试研究。结果表明,2种不同测试方法和条件下,电磁波的电场分量和磁场分量在样品平面分布显著不同,屏蔽室法可以清晰反映出各向异性织物电磁屏蔽效能的方向性,而法兰同轴法则不能。法兰同轴测试时,对应的电磁波长较长,导致同样尺寸金属纱线排列间距和缝隙孔洞对屏蔽效能的影响不如屏蔽室法明显。只有经、纬向金属纱线排列间距相同,电性能宏观各向同性的电磁屏蔽织物,在2种测试方法下才遵循同样的规律性,且也是经济、有效的屏蔽未知方向电磁波的最佳结构形式。

近距离多线叠交盾构施工对既有隧道变形的影响研究

针对上海地铁新建11号线先下后上近距离穿越既有4号线,形成三层隧道四线叠交的特殊工况,采用有限元数值模拟和现场监测相结合的方法,考虑既有隧道周围土压力的分布规律,研究了盾构下穿施工时土仓压力和注浆压力以及上穿施工时压重范围和压重量对既有隧道变形的影响。研究结果表明:下穿施工结束时,既有隧道的沉降量不随土仓压力比的改变而改变,但随注浆压力比的减小而增大;上穿施工应采取压重措施预防既有隧道的上浮和局部隆起变形,宜遵循新建隧道同步压重为主,既有隧道压重为辅的原则。

盾构施工“衡盾泥”辅助新工法研究

针对传统泥膜护壁工法存在的不足,文章阐述了盾构辅助施工新材料——"衡盾泥"的工程特性和研发历程,重点分析了"衡盾泥"用于盾构带压开舱泥膜护壁的工法及工艺,并对富水砂层、裂隙发育岩层、卵石地层、上软下硬地层等异常困难地质条件下"衡盾泥"泥膜护壁工法的应用实例进行了剖析。实践表明,"衡盾泥"泥膜护壁简化了传统泥膜制作程序,其气密性和隔水性强,保压效果好,耐久稳定,能保证开舱作业的安全并提升工作效率。该工法对类似地层和工况下保证盾构带压开舱安全并提高效率具有重要指导作用和借鉴意义。

土压平衡盾构机密封舱土压力控制方法

基于有限元数值模拟方法,建立了密封舱土压力控制的参考模型。以密封舱渣土的Dun-can-Chang非线性弹性本构模型为基础,建立了盾构机密封舱土压力与盾构机推进速度和螺旋输送机转速的映射关系,提出了盾构机密封舱土压力优化控制模型。数值模拟结果表明,该方法对于有效控制密封舱土压力行之有效且易于实现。

终端负载对同轴电缆电磁耦合响应的影响

为研究连续波辐照下同轴电缆耦合能量对终端设备的影响,将同轴电缆终端连接的设备等效为集总负载,将其构建成连续波辐照实验系统。笔者搭建了同轴电缆耦合实验平台,研究不同终端负载条件下同轴电缆终端负载耦合电压响应变化规律。结果表明:当屏蔽盒端负载匹配,屏蔽室端负载变化时,随着电阻值的变大,屏蔽室端负载响应电压也会变大;当屏蔽盒端负载变化,屏蔽室端负载匹配时,屏蔽盒端终端负载的变化不影响屏蔽室终端负载的电压响应规律及幅值,终端负载响应电压的峰值随着频率的增加而减小。

1000kV变电站保护小室屏蔽措施研究

为了研究分析1000kVAIS变电站电磁骚扰特性、二次设备抗扰度性能要求,对比研究后认为,1000kV变电站中,多数骚扰强度与500kV变电站是相似的,只有阻尼振荡波、阻尼振荡磁场等骚扰的幅值增加;同时给出了估计的幅值。在此基础上,根据500kV变电站的运行经验,得出1000kVAIS变电站保护小室的屏蔽效能≮30dB的结论,在给出满足要求的几种屏蔽方案中,推荐了2种屏蔽体构成方案,即采用钢筋混凝土建筑内衬钢板网或压型钢板结构。