盾构下穿诱发框架结构沉降实测与模拟分析

为研究盾构隧道施工对上方框架结构的影响,以广州市综合管廊盾构斜交下穿中高层框架结构为工程背景,采用现场沉降监测及数值反演的方法分析结构的响应规律。结果表明:本工程盾构下穿位置的柱基沉降过程表现为主要沉降-沉降回弹-沉降稳定3个阶段;沉降较大的柱基主要分布在盾构轴线沿线位置,差异沉降较大的柱基则主要分布在盾构轴线的周边位置;盾构的穿越位置会影响建筑物的倾斜趋势;盾构穿越后及时进行洞内二次注浆,能减小框架结构在稳定阶段的沉降、不均匀沉降及整体倾斜。

超高层建筑施工推拉滑移式防护屏蔽架技术研究

超高层建筑结构外轮廓复杂多变,施工脚手架体系在转角处封闭性差、整体性不足,且对不同结构形状的建筑适应性差。在原有爬架的基础上研发设计了一种推拉滑移式防护屏蔽架,即在原有架体上安装滑移模块,通过模块的滑移来实现架体的转角封闭,满足不规则建筑结构的收分变化。实践表明,该防护屏蔽架主体结构简单,安装方便,可提高施工效率,减少施工成本,并极大降低安全隐患。

双线盾构下穿对铁路框架桥的扰动影响分析与控制

以某地铁双线盾构下穿京广铁路框架桥为工程背景,通过现场监测及数值模拟,研究了四孔铁路框架桥的最大隆沉量、倾斜度及相邻框架结构之间的沉降差,并分析了其产生的原因。研究结果表明:框架桥的整体隆沉趋势,除与盾构开挖地层损失与扰动、注浆加固有关外,也与框架桥自身的倾斜变形及相互作用有关。根据该区域具体工程地质、水文地质条件及环境扰动控制要求,提出了通过注浆预加固、施工过程中的同步注浆及二次补注浆、盾构掘进参数控制等手段以保证施工顺利进行。

受限空间下盾构隧道及顶管同步施工技术研究

城市地下市政基础设施建设时常会受到地面及地下的各种限制,这也是地下工程施工研究的重点方向。结合工程实例,针对城市空间受限、地下空间内管线复杂、地上空间涉及众多权属单位和既有建筑物的情况,本文对施工方案进行了优化研究,创新性地开创“盾构电力隧道+顶管法预制大直径混凝土管道后导洞双向同步施工”技术,创造性使用盾构顶管双向双重受力反力架,减少了盾构机停机时间,缩短了21天的施工工期;高效地利用城市地下空间,减少对周边环境的影响,使电缆路径选择和敷设更加便捷和经济,节省了至少100万元的施工成本。该技术在广州市南大干线500千伏电力隧道某项目中得到成功应用,取得了良好的社会和经济效益,可为类似工程实践提供参考,具有较好的推广与应用价值。

CS结构中遮蔽软件与KVM网关安全通信框架设计

安全通信需要确保通信链路的机密性和完整性,防止信息泄露或被篡改。对于遮蔽软件的身份验证和访问控制,需要采用有效的机制保证通信的合法性和安全性。通信过程中的异常情况需要及时捕获和处理,确保系统的稳定运行。为了解决这些问题,在分析现有解决方案及其问题的基础上,提出了一套全面有效的CS结构中遮蔽软件与KVM网关安全通信框架。该框架充分考虑了通信的安全性、合法性和稳定性,采用TLS加密和身份认证等技术手段,确保了遮蔽软件与KVM网关之间的安全通信。

极限空间下异形反力架设计与安装

反力架为盾构机始发提供反作用力,它是盾构机始发成功的关键要素,根据不同工况,其结构形式有所不同。结合实际工程案例,在极限空间环境下,基于常规的反力架结构特点对其进行优化改进,设计出异形反力架,分析各构件和各支撑焊接点的受力情况并验算其强度,有限元软件模拟证明整体结构受力安全可靠。同时,对反力架在有限空间条件下的安装工艺进行了详细的介绍。盾构机已顺利始发,性能良好,未出现变形、位移等现象。该案例的成功应用为在相似工况下的反力架选型与应用提供了借鉴经验。

行车作用下盾构隧道下穿框架桥梁耦合动力学特征

为分析行车作用下盾构隧道下穿既有铁路框架桥梁结构的耦合动力学影响,基于铁路大系统动力学与有限元理论,建立列车-有砟轨道-框架桥梁-土体-盾构隧道耦合动力学模型,研究不加固地层和加固地层开挖完成后所引起的既有铁路框架桥梁结构的沉降变形规律,引入ABAQUS■-MATLAB■联合仿真、时变耦合和多步长动力迭代求解策略,对盾构隧道下穿和行车作用耦合效应下既有铁路结构的动力响应进行数值仿真,分析和评估耦合效应下的列车动力学行为和行车性能。研究结果表明:相对框架桥梁不对称下穿,盾构隧道导致结构沉降变形呈不对称分布,左线先行开挖引起的沉降大于右线的沉降;加固地层能够减小盾构开挖引起的沉降变形和车致振动位移,但会增大车致振动加速度及框架桥梁应力;盾构开挖对列车运行造成附加影响,系统动力响应、车辆运行安全性和平稳性指标都与运行速度呈正相关,速度超过120 km/h后有跳轨风险;在速度为160 km/h时,车体振动附加影响增幅可达到136.03%。在施工过程中,应注意加固开挖造成的车致振动加速度增大现象,同时应当考虑降速通过盾构隧道下穿区段。

软岩大变形隧道马蹄形掘进机研发设想与展望

基于国内外大量高地应力软岩隧道工程案例和理论研究,分析掘进机在软岩地层施工的难点,对掘进机进行有针对性的研发设计,提出基于“应力释放”设计理念的“软马”掘进机和“半马”掘进机,以及基于“及时支护”理念的“外马”掘进机。结合掘进机开挖、支护、衬砌同步施工的特点,探索马蹄形掘进机关键技术及施工方案,吸收国内外软岩大变形地质隧道的施工经验,将先导螺旋开挖装置、拱架外置、盾体变径等技术应用于马蹄形掘进机的设计,预期可解决软岩大变形隧道施工中的问题。最后对全域软岩地质施工装备进行研发展望,概述基于“多地质适应性”理念的多功能、多模式马蹄形隧道掘进机等,以期对软岩大变形地质条件下掘进机工法建造隧道提供新的解决方案和思路。

地铁盾构下穿铁路框架桥影响研究

文中以某城市地铁工程为背景,采用有限元软件MIDAS NX对隧道施工全过程进行动态模拟,分析了盾构法隧道下穿铁路框架桥的施工影响,并探讨了相应的加固方案及变形控制措施。

3000t加载力盾构机钢结构试验平台设计

为了开发新型盾构机,开发一套满足试验要求的试验平台成为当务之急。本文针对新型盾构机在挖掘过程中的土压力模拟和管片非完全整周拼装问题,设计了一种新型的可周转盾构机试验平台。该平台包括拉杆、环梁、斜梁、腹杆、法兰和柱脚等组成部分,钢材采用Q355钢材。采用SAP2000和MADIS GEN两种软件进行分析和校核。本设计中试验架的荷载工况较多,为此在设计中考虑了前后液压缸的不同工作状态组合;由于该平台自重较大,需要考虑试验平台制作方便及减轻运输单元的重量及试验平台需要周转使用,对试验平台进行适当的结构单元划分;其次,构件的连接是设计中需要考虑的一个重点问题。由于油缸传递到箱形截面杆件上的荷载较大,在设计中考虑了构件内焊接隔板优化杆件整体传递荷载能力及板件抗局部失稳能力。试验平台投入实践开发工作表明,本试验平台系统安全、可靠且受力合理,能够满足盾构机试验的需求。本设计为类似的盾构机试验研究提供了可资参考的案例。

隧道内组合式钢环反力架关键技术的研究

采用“矿山法-盾构法”的不同直径的隧道施工工程中,盾构机需要在隧道内“二次始发”,如何在有限的空间内方便、安全地安装反力架是比较困难的。通过研究组合式钢环反力架关键技术,提出一种环向安装的钢环反力架,并对钢环反力架主结构尺寸进行了初步计算及校验,详细介绍了该结构组成、安装原理及安装过程,为今后类似工程提供借鉴。

一种适用于大直径盾构机自进式整体过站的施工技术

以广州某标段大直径盾构设备整体过站为背景,研究一种适用于大直径盾构设备自进式整体过站的施工技术。从特殊环境以及现有技术的弊端进行了对比,设计研究了盾构机过站托架的设计、托架与反力架的安装、抬升千斤顶的安装、托架滑行轨道的制作、盾构机及托架自进式过站技术。结果表明:该技术妥善解决了大直径盾构设备快速经济的整体过站问题,避免了大直径盾构分体式过站及传统的方式整体过站存在的一系列弊端,确保了盾构机安全、快速、经济的整体过站,大大缩短盾构施工工期。同时,该技术获得了业主及业内人士的高度评价,综合效益显著,也为类似地铁施工提供了借鉴和参考。

盾构斜交下穿既有框架隧道数值模拟分析

在城市地铁建设中,经常出现新建隧道下穿既有隧道的情况,为研究新建盾构隧道施工对既有公路框架隧道的影响,以宁波地铁1号线世纪大道站—海晏北路站区间隧道斜交下穿浅覆土市政公路框架隧道工程为依托,采用三维有限元数值分析方法,研究盾构隧道在下穿框架隧道3个阶段(盾构到达既有隧道正下方前、穿越既有隧道正下方及穿出既有隧道后)施工过程中盾构机顶进力、壁后注浆压力对于上部框架隧道沉降、侧移及扭转影响的规律,计算结果表明,在盾构到达既有隧道正下方前及穿出既有隧道后,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而增大;盾构下穿既有隧道正下方阶段,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而减小。施工过程中宜随着盾构与既有隧道位置关系的改变,及时调整各项施工技术参数,减小对上部隧道的影响,保证盾构顺利掘进。

盾构管片衬砌纵向非均质等效连续模型

将盾构管片沿纵向分为环缝影响范围内、外两部分,环缝影响范围外取管片实际刚度,环缝影响范围内取等效刚度,环缝影响范围内、外连接处为刚性连接,推导出环缝影响范围内等效轴向刚度和等效弯曲刚度,并与等效连续均质模型的计算结果进行对比分析。提出了等效剪切刚度的概念。剪切刚度首先由管片接触面摩阻力提供,当剪切位移增大到螺栓与螺栓孔接触时螺栓参与抗剪,并推导出等效剪切刚度和剪切位移的计算式。讨论了环缝影响长度对各等效刚度的影响。

盾构掘进对邻近浅基础框架建筑物影响研究

盾构隧道掘进会对周围土体产生扰动,进而影响其周边建筑物。基于土体损失计算理论,研究了盾构掘进造成的浅基础建筑物的内力变化与沉降变形,建立了浅基础建筑物结构、基础和地基协同作用的力学模型并推导了其解析解,进一步与实测变形值进行对比,吻合度较好。研究表明:盾构隧道掘进区内,浅基础建筑物易整体出现倾斜;随着开挖面的靠近,框架结构物基础梁的弯矩和剪力逐渐增大,其最大值出现在开挖面到达该建筑物正下方附近时。为了更好地控制盾构掘进对邻近浅基础框架结构物的影响,施工中需加强对建筑物首尾沉降差及倾斜率的监测。

成都地铁火车南站大直径盾构始发反力架安全性能受力分析

针对成都地铁18号线工程,设计出一种盾构始发反力架,并采用数值计算对反力架进行有限元分析,并对反力架整体结构进行稳定性验算。

双线平行盾构掘进对邻近浅基础建筑物影响理论分析

为解决双线平行盾构隧道施工对邻近浅基础建筑物的变形及弯矩变化的影响问题,并对实际掘进工况给出施工建议,利用Sagaseta纵向地表变形计算公式,推导出双线平行盾构掘进影响区内浅基础建筑物地基、基础和结构协同作用的力学模型,分析得到浅基础框架建筑物变形以及弯矩变化规律。研究结果表明:盾构隧道掘进区内,浅基础框架建筑物的弯矩大小随着开挖面的靠近逐渐增大,开挖面到达建筑物正下方附近时达到最大值,之后又逐渐减小;建筑物倾斜率越大,梁端弯矩和底层柱对基础的约束弯矩也越大;双线平行盾构先后掘进相比同时掘进引起的建筑物倾斜更小、沉降变化更加缓和,框架结构及基础梁的弯矩更小,且随着先后掘进开挖面距离的增大,弯矩变化曲线逐渐由V型转变成W型;建议双线平行盾构施工时尽量避免同时掘进,并进一步加强对建筑物首尾沉降差及倾斜率的监测。

盾构隧道施工对短桩基—框架结构的影响

以成都地铁1号线盾构隧道近距离穿越某短桩基—框架结构为背景,采用Mohr-Coulomb弹塑性屈服准则,建立有限元数值模型,研究盾构穿越施工对桩基和框架结构的影响。研究结果表明:采用荷载转移措施可减小隧道上方的荷载和结构变形,有效保护建筑结构;盾构掘进对框架结构的边跨梁影响较大、对中跨梁影响较小,梁的最大正弯矩在二层右边跨梁的跨中,最大负弯矩在二层右边跨梁的右端头位置,柱的最大正弯矩在隧道右侧最远处的柱与二层右边跨梁刚接的位置;盾构从桩端下方穿越使隧道正上方及两侧的3根桩的轴力减小,两侧桩体下部向隧道方向产生挠曲变形,正上方桩体发生整体位移;距隧道较远处的桩发生刚性倾斜,桩轴力增大。监测数据表明,盾构穿越施工对桩基影响较小,荷载转移措施达到预期效果。

盾构下穿铁路框架桥中路面沉降变形规律分析

以南昌地铁1号线盾构下穿京九铁路框架桥工程实例为背景,通过对现场监测数据分析,得到了盾构单线隧道施工引起市政道路路面纵横沉降变形规律：盾构刀盘前10m以内和后20m以内为影响区域,其中刀盘前后10m为显著影响区,在纵断面上沿盾构中心轴线左右两侧4∽8m为横向主要影响范围;在整个穿越过程中,盾构施工引起上部铁路框架桥竖向位移特征与公路路面沉降规律基本相似,其沉降量或隆起量均在控制范围内,表明在盾构穿越过程中土压力、注浆压力和注浆量三个影响地表沉降因素的取值是可行的。

框架桥顶进下穿施工中钢盾构框架的应力和变形监测

框架桥顶进下穿京港澳高速公路施工会对周围设备设施产生影响和破坏,为了准确地监测钢盾构框架的应力和变形,本文对钢盾构框架顶进下穿施工的周围环境进行了分析,合理确定了监测的控制参数和监测点的布设,根据规范设置了应力和变形的控制值和报警值,对钢盾构框架水平位移、钢盾构框架竖向位移和钢盾构框架应力进行了全过程监测的时程图和数据统计分析。结果表明,钢盾构框架水平位移和应力没有超出控制值,竖向位移监测点均超过了−200 mm的控制值,为钢盾构框架顶进下穿施工提供了应力和变形的监测数据,确保了施工安全。