振冲碎石桩加固尾矿坝的试验研究和应用

对某矿山尾矿坝进行了振冲碎石桩加固现场试验,并探讨了桩型、桩径等对振冲加固效果的影响,试验结果表明,尾矿坝加固后密实度和抗液化能力明显提高。该方法在随后进行的大面积加固中得到成功应用。

尾矿坝位移分级预警阈值研究及规律分析

针对尾矿坝在线监测重建设、轻利用的现状,基于尾矿坝位移在线监测时间序列,通过多步逆向云变换算法(Multi-step Backward Cloud Transformation Algorithm Based on Sampling with Replacement,MBCT-SR)改进云模型,根据“3E_(n)原则”和内外包络曲线确定在线监测位移的正常运行值,从而建立尾矿坝位移分级预警阈值模型,并利用某尾矿坝全球导航卫星(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术表面位移在线监测数据进行实例验证。结果表明:该尾矿坝水平方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为8.41 mm/d、12.94 mm/d、19.41 mm/d,呈现出坝体中间预警阈值最大、并由中间向两侧减小的空间变化规律;尾矿坝垂直方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为16.56 mm/d、25.48 mm/d、38.22 mm/d,且随着子坝的堆积,预警阈值逐渐增大。

盾尾刷更换时液氮冻结温度场及冻结参数影响的数值模拟分析

为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时间变化曲线与现场实测数据对比,验证模型的合理性,并对土层、去路液氮温度、冻结管长度、冻结管间距、冻结方式进行敏感性因素分析。结果表明:1)冻结效果随土层的不同而发生改变,在卵石层、砾砂层、粉细砂层3种土层中,粉细砂层的冻结效果最差,卵石层最好;2)在有限的冻结时间内,去路液氮温度的不同,只影响土体从开始冻结至越过0℃完成相变这期间的降温速度,不影响完成冻结以后的土体降温速率;3)冻结管长度对土层冻结的影响较小,可以采用较短的冻结管,以降低施工成本和液氮消耗量,但不能过短,应保证其纵向有足够的支撑范围,经计算分析,当冻结管长度为1.52 m时,能在轴面处满足2.0 m的冻结壁厚度要求;4)冻结管间距对冻结效果影响大,冻结管越密,冻结速度越快,效果越好;5)在相同条件下,双环预埋冻结管液氮冻结效果优于管片上直接打孔液氮冻结。

盾尾刷-油脂腔密封系统油脂逃逸规律研究

油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂锥入度工况下腔内的密封油脂开始逃逸时的油脂注入压力值、以及逃逸后储油装置中密封油脂的稳定损耗速率,最终获得了盾尾密封系统的油脂逃逸规律,并总结了盾尾油脂的逃逸模式。研究结果表明:1)油脂逃逸速率主要受油脂锥入度和油脂压力的影响,根据油脂逃逸规律变化曲线,油脂逃逸速率可以分为不逃逸、低速逃逸、快速逃逸3个阶段。油脂不逃逸至低速逃逸的油脂压力称为油脂逃逸压力,油脂低速逃逸与快速逃逸之间的油脂压力值为油脂腔内外压差控制值;2)建立了油脂逃逸速率和工程中油脂消耗量的对应关系,结合工程中每环盾尾油脂允许消耗量可实时判断盾尾刷密封性能;3)当油脂锥入度小于286.4(1/10 mm),盾构姿态与管片姿态控制良好时(盾尾平均间隙为75 mm),在水土压力及同步注浆压力基础上最大可增加0.3 MPa的油脂压力,提出的油脂腔内外压差控制值可指导实际工程盾尾油脂压力设定最大值;4)油脂逃逸模式可划分为无逃逸、非均匀逃逸和均匀逃逸3种模式并得出其发生条件。该研究对于指导盾尾密封性的设计及施工有着基础性的意义。

PVA-铁尾矿砂混凝土抗折性能研究

为实现固废再生利用,将铁尾矿砂部分替代细骨料并掺入PVA纤维,制备出具有良好和易性的PVA-铁尾矿砂混凝土,通过标准抗折试验研究了不同铁尾矿砂替代率与PVA纤维掺量对混凝土抗折性能的影响。研究表明,PVA纤维掺量为0%和0.1%(质量分数,下同)时试件发生贯通型开裂脆性破坏,而PVA纤维掺量为0.2%和0.3%的试件破坏时裂缝宽度明显减小且未贯通。当铁尾矿砂替代率为30%、PVA纤维掺量为0.3%时,试件跨中挠度和抗折强度均达到最大值,较普通混凝土分别提高了22.04%和6.57%。当铁尾矿砂替代率超过30%时试件抗折强度和跨中挠度会显著下降。与单掺PVA纤维相比,混掺PVA纤维与铁尾矿砂的试件变形能力增强更明显。由XRD谱可知,30%铁尾矿砂替代率下试件中C-S-H凝胶与钙矾石生成量最多,能显著提高材料强度。

软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术

在城市轨道交通建设中,由于长距离、小半径盾构掘进情况越来越多,导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损,降低或失去密封性,需对其及时进行更换。本研究以苏州轨道交通8号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景,基于盾尾刷更换各种止水方式比选分析,结合该工程位于软弱局部透水地层特点,提出并实施了一种多方式注浆止水的盾尾刷更换方法。即在软弱局部透水地层中,通过在盾尾注入聚氨酯、惰性浆液、双浆液,以及通过盾体径向注入惰性浆液,对盾尾前后地下水进行有效封堵,再通过拆卸一环管片进行第一道盾尾刷的拆卸与更换,更换期间实测表明地表累积沉降与日沉降均满足控制要求,注浆加固后打开观测孔止水效果良好,仅耗时14 d便恢复掘进。本研究提出的软弱局部透水地层注浆止水的盾尾刷更换成套工艺与方法取得很好的实施效果,可为今后类似工程提供参考。

盾构尾刷冻结法更换的温度场数值分析

对上海长江隧道长距离盾构掘进中盾尾刷更换预案的冻结法施工温度场进行三维有限元数值分析,对此特殊冻结法的可行性和可靠性进行论证。根据冻结法盾尾刷更换方案,依照实际工程的地质条件、盾构和管片结构以及密封油脂等相关介质的热物理性质,考虑盾尾刷更换的具体工艺,采用ANSYS软件对盾尾刷更换施工过程进行温度场数值计算,在此基础上对冻土帷幕的发展、厚度变化和封闭性进行分析。结果表明,开始冻结后在盾尾可以很快形成封闭的环形冻土帷幕并稳定发展,拆卸临时管片进行盾尾刷更换过程中,冻土帷幕略有弱化但很快转入继续增长并进入稳定的安全状态,论证设计的冻结法盾尾刷更换方法的可行性和可靠性。

临海富水砂层盾尾刷更换聚氨酯环试验研究

在盾构施工中,注浆法更换盾尾刷需要形成封闭且稳定的止水环,包括聚氨酯环和浆液环。本文结合临海富水砂层盾构施工实例,采集原位地下水对聚氨酯初凝时间、发泡倍率、固体强度等进行室内试验,结果表明:亲水型聚氨酯与地下水反应迅速,形成的固结体密实均匀,发泡率不高,且强度较低,疏水型聚氨酯呈相反状态;现场实际注入可考虑二者同时使用,先注入亲水型聚氨酯,后注入疏水型聚氨酯,并按照5∶1的用量进行控制。现场应用证明,形成的包裹体稳定且质量较佳。

高承压含水层中更换盾尾刷长距离液氮冻结技术

以杭州庆春路过江隧道为例,论述了长距离液氮冻结需要解决的关键技术,介绍了该工程的冻结参数设计、施工工艺以及测温系统布设与冻土帷幕判断、盾尾刷更换应具备的条件、强制解冻设计及盾构重新推进条件判断等。结果表明,长距离液氮冻结在封水应用中有着显著成效,与注浆法和盐水冻结法相比技术可靠、安全性好、节约工期,解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。

盾尾密封刷实验平台的设计与研究

为判断盾尾刷的质量,从盾尾刷的耐磨性和弹性2个关键性能参数入手,运用液压原理、PLC及运算放大控制原理,通过对动力参数和控制系统的详细研究,设计出一台套用于检测盾尾刷耐磨性和弹性的实验平台,用于优选盾尾刷,提高施工安全性。

土压平衡盾构机洞内更换盾尾刷技术

针对城铁花桥站—光夏路站盾构工程中出现的漏浆漏沙现象,对洞内更换盾尾刷技术进行具体的阐述,详细介绍了盾尾封堵、拼装机工装安装、盾尾刷更换等流程中的技术要点,对盾尾刷损坏的原因与防护措施进行分析和总结。

PVA纤维及尾矿砂掺量对GTCC自愈合性能影响

针对最新开发的绿色韧性水泥基材料的自愈合性能,参考国内外水泥基复合材料的自愈合理论与试验研究,采用强度恢复法对经过预制裂纹处理、自愈合养护至不同龄期的试件进行抗压强度试验并计算其强度恢复率.分析不同纤维体积掺量及尾矿砂替代天然砂比率对该水泥基复合材料自愈合性能的影响规律.结果表明,利用尾矿砂部分替代细骨料可以提高GTCC的自愈合性能.在不影响GTCC抗压强度的前提下,合理使用PVA纤维可以提高材料的自愈合能力.

长距离盾构隧道掘进的主要问题及发展趋势

对盾构隧道工程区间施工距离变化的现状进行梳理,基于4个典型的长距离盾构隧道工程实例,对盾构隧道长距离掘进中出现的刀盘刀具磨损、盾尾密封系统失效、管路磨损、复杂地层盾构开舱、地下对接等问题以及其主要技术原理、技术流程、适用范围及优缺点进行归纳总结,并对我国智能化快速施工技术发展进行了展望。

滨海砂性土层顶管隧道接收挡土止水关键施工技术研究

接收过程是顶管隧道工程施工的关键环节之一,尤其在渗透系数较大的滨海砂性土层中,挡土止水措施处理不当很容易导致水土涌入,以致发生地面沉降塌陷,道路、管道管线或其他设施破坏等事故。在上海临港某商办项目顶管西通道砂性土层顶管隧道接收不当导致地表塌陷的背景下,借鉴盾构法盾尾钢丝刷的使用,结合二次进洞、土中进洞及备用辅助降水措施的联合实施,取代原设计方案中帘布橡胶板加弹簧钢板的挡土止水的方式,优化施工工艺,成功实现了东通道的安全接收。

盾构掘进中盾尾密封刷更换技术

结合沈阳地铁2号线新乐遗址站—北陵公园站区间盾构机盾尾密封刷损坏的实际情况,系统、全面地介绍了一种盾构掘进中盾尾密封刷更换施工技术,具体包括施工方案确定,施工工艺流程和操作要点。盾尾密封刷更换后,止水、止浆效果良好,满足盾构掘进施工要求。

富水软弱地层盾尾刷更换技术研究

盾尾刷是防止水、泥砂等涌入盾构内部的关键设施,在长距离掘进过程中,盾尾刷会逐渐磨耗,一旦失效,会诱发盾尾漏浆、地面沉降开裂等风险,甚至造成盾构机被淹,隧道损毁等工程事故。文章通过某区间盾尾刷更换案例,从工程概况、地质水文、风险预控、加固止水、安拆实施、盾构复推等角度,详细介绍盾构掘进过程中盾尾刷更换施工的全过程,验证文章所采用工序及措施的合理性、可靠性,为未来苏州轨道交通第四轮线网隧道施工盾尾刷更换作业提供借鉴。

可替代螺旋CT进口碳刷的设计与应用研究

自行设计自制螺旋CT机滑环碳刷 ,以替代东芝XPRESS/GX螺旋CT机进口碳刷 ,评价其技术可行性及使用性能。方法 :根据碳刷理论及原进口碳刷结构技术分析 ,优选国产同类材质碳刷及附件 ,经机械精密加工而成 ,装机运行并进行临床应用研究。结果 :自制碳刷运转无放电及异常磨损 ,其硬度、摩擦系数及导电性能同原进口碳刷 ,工作稳定 ,性能可靠 ,效果良好。结论 :自制螺旋滑环CT机碳刷。不仅节约外汇 ,降低CT维修经费 ,应用于同类或相关机型用户的碳刷替代及改造 ,保证CT机正常运行 ,具有显著的经济效益与社会效益。

人工冻结法在地铁建设中的应用与发展

人工冻结法具有良好的封水性能,且地层可复原性好、绕障性强、施工方便,可适用于各种地层条件,特别是在富含水砂层中更具优越性,随着我国地铁建设规模的加大,该法已成为地铁建设的主要辅助工法。本文以实例分析为背景,详细论述人工冻结法在地铁联络通道、盾构隧道端头加固、地铁事故修复、特殊工程及穿越江河湖底隧道中的盾尾刷更换等应用,给出各种工程中人工冻结的适用条件、设计参数、及关键技术参数,并提出人工冻结在地铁建设中有待进一步研究的问题和发展方向。

长距离液氮冻结加固高承压富含水层温度实测研究

结合杭州庆春路过江隧道盾尾刷更换工程,给出了在高承压富含水层地层中采用长距离液氮冻结加固封水的冻结参数和工艺,并进行了冻结温度场实测研究。监测分析结果表明:长距离液氮冻结去路温度应保证在到达工作面时液氮温度为-100℃以下,经循环后出口温度应保持在-50℃～-70℃;采用3层1 cm厚的聚乙烯保温材料和3层密封薄膜交替包裹保温效果明显,温度回升为0.070℃/m,最长可用于1000 m的远距离液氮冻结;冻土体发展速度从大到小依次为圆砾层>粉细砂层>粉质黏土层;管片中的温度受外界影响较大,盾壳-管片界面温度在盾尾刷焊接前、焊接时及焊接后分别为5.4℃～-3.2℃、19.3℃～8.7℃、12.7℃～4.8℃,确保了冻结壁不融化和焊接质量;强制解冻仅需2 d即可达到盾构继续推进的条件,本工艺总工期为23 d,解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。

地铁盾构洞内盾尾刷更换技术研究

土压平衡盾构穿越承压水、透水地层时,盾尾刷会出现严重磨损,止水效果变差,对盾构隧道的掘进质量、安全等造成严重影响。因此,盾尾刷的快速更换对施工安全和工程质量至关重要。徐州地铁6号线一期工程市紫区间右线掘进过程中,通过洞内更换盾尾刷技术进行研究,提出土压平衡盾构机掘进期间进行安全、高效的洞内盾尾刷更换技术措施。结果表明,洞内快速更换盾尾刷安全快速可行。