土仓
- 基于机器学习的EPB盾构土仓压力预测方法研究
重要的应用价值。土仓压力是EPB盾构施工中最重要的控制参数之一,土仓压力失衡将会造成掌子面失稳、地层缺失,进而引起地表沉降等一系列不良后果。在掘进过程中,盾构机的排土效率是刀盘扭矩、螺旋输送机转速、盾构推力、注浆压力等掘进参数耦合作用的结果,它直接反映了土仓压力的变化情况,而排土效率又受地层物理力学参数的影响随时变化,由于EPB盾构的土仓压力与其他掘进参数之间往往是非线性的映射关系,很难通过多项式拟合来确定土仓压力与其他掘进参数之间的函数关系。鉴于此,本文
人民长江 2023年12期2024-01-11
- 盾构隧道下穿高速公路路基变形特征及控制研究
特征3.1 不同土仓压力对路基变形的影响为探究不同的土仓压力对路基变形产生的影响，将模型中土仓压力及注浆压力分别定为：①100 kPa、120 kPa；②120 kPa、120 kPa；③130 kPa、120 kPa；④140 kPa、120 kPa；⑤150 kPa、120 kPa，得到高速路基在五种土仓压力下z 向位移曲线如图5 所示。结果表明，在注浆压力为120 kPa 时，将土仓压力从100 kPa 增至150 kPa，沉降值由6.48 mm 减
交通科技与管理 2023年22期2023-12-06
- 砂卵石层盾构开挖面失稳分析及双参数掘进控制
u等［12］基于土仓渣土质量守恒，提出了盾构掘进和静止状态时的土仓压力计算模型。王明年等［13］采用三维颗粒流程序（PFC）研究了成都砂卵石地层地铁盾构隧道开挖面稳定性，将开挖面失稳划分为三个阶段，并指出极限支护应力比（极限支护应力与侧向静止土压力的比值）低于0.1时开始失稳。Chen等［14］针对砂土层盾构隧道的开挖面稳定性开展了三维PFC离散元分析，得到了不同埋深条件下的极限支护力大小以及失稳区范围。孙玉永等［15］结合盾构穿越既有隧道的施工案例，采用
同济大学学报（自然科学版） 2023年9期2023-09-19
- 盾构法压气作业半仓置换施工技术研究与应用
盾构法施工，进入土仓检查和更换刀具不可避免，特别是在刀盘前方土体不稳，当常压开仓存在风险时，就需要采用带压作业。国内外对气压开仓技术已有研究，以往气压开仓中泥膜制作、浆渣置换、气浆置换均按照全仓置换方法进行，但实际施工中，如刀盘结泥饼，土仓碴土固结，刀盘前方土体不稳，地层扰动有空洞，富水地层喷涌，螺旋机密封不严，需要压气换刀，土仓碴土不可能全部置换且开仓过程，保持仓内稳定的时效性较短。李应娇等[1]研究盾构机土仓气密性检测、土仓土气置换、分散剂注入与半气压
中国新技术新产品 2023年5期2023-06-07
- 复合地层盾构施工泡沫剂与同步注浆参数研究
条导致刀盘卡住，土仓内土体的流动性也会因此大大降低，从而影响盾构土仓压力的稳定，因此盾构施工过程中必须对刀盘土仓内的土体进行处理。目前常采用的处理方式是通过泡沫剂对盾构土仓内的土体进行改良，使得土仓内的土体处于塑性流动状态，同时在刀盘转动过程中利用刀盘将改良后的土体在切削面边缘形成一层泥膜，提高土仓内渣土的稠度，防止地下水涌入隧道[9]。渣土改良的泡沫剂至关重要，泡沫剂的主要化学成分及性质如表1所示。表1 泡沫剂的主要化学成分及性质盾构施工常用的浆液有水泥
现代交通技术 2022年6期2023-01-19
- 矩形顶管浅埋穿越河道施工技术
就高黏性地质准备土仓添加剂。②对减摩泥浆的配置、压力的选择做好计算；地面沉降的观测及时到位，并做好隔土墙等预案。3 开挖面稳定施工技术及措施矩形顶管机采用土压平衡原理，本工程地层主要为淤泥质粘土，由于泥土的黏合性，泥土在输送机内输送连续性好，出渣速度就容易控制，掘进效率高，刀具磨损量小，利于长距离掘进。土压平衡式顶管属封闭式顶管，顶管推进时其前端刀盘旋转掘削地层，掘削下来的土体涌入土舱，当掘削土体充满土舱时，开挖面和顶管机土仓之间可视为经典的土压力和挡土墙
价值工程 2023年1期2023-01-14
- 辅助气压模式下盾构施工土仓可视化系统应用与效果分析
盾构机成功运用了土仓可视化系统，确保了盾构施工的顺利，大大提高了盾构机在广州地区的适应性、经济性、安全性［1］。1 工程概况1.1 线路情况该区间从1 号车站主要经广州中医药大学校区、下穿飞鹅西路、桂花岗小学、广州市雕塑公园，在下塘西路东侧设置中间风井，最后下穿广州某高尔夫练习场到达2号车站。左线长约2 147 m，右线长约2 166 m，隧顶埋深13.0～65.4 m，最小曲线半径R=545 m，最大纵坡2.8%，隧道衬砌采用左右转弯+直线环错缝拼装，管
广东土木与建筑 2022年11期2022-12-19
- 浅谈土压平衡盾构施工气压辅助推进工法
螺旋机出土，实现土仓内压力动态平衡[2]。其中仓内物质主要为开挖掘进地质土与渣土改良辅助添加剂。气压辅助平衡指利用空气替代土仓内上部渣土，形成空气压力，保持开挖面稳定平衡。其空气注入方式为空气压缩机产生压缩空气，通过泡沫管路从刀盘注入或通过samson系统土仓隔板注入，通常采用samson系统，在舱内形成气压辅助平衡。1.2 气压辅助平衡应用工艺气压辅助平衡在盾构施工应用中主要为带压进仓、辅助推进、停机保压。其仓内压力通过压力传感器检测，一般六米级盾构机配
新型工业化 2022年9期2022-11-24
- 成都地铁大直径盾构带压开仓施工关键技术
上容易导致刀盘及土仓结饼，刀具偏磨，如果长时间停机，还可能导致盾体被裹死等恶劣情况出现。在地下复杂的地质条件、地面条件苛刻的要求下，对于盾构机的换刀必须找到一种切合实际、高效、经济、安全的方式，既能保障盾构机的正常掘进，同时也能保障地下及地上的安全。以成都轨道交通19号线二期工程龙桥路站～双流机场站区间带压开仓施工为例，对大直径盾构带压开仓施工关键技术进行了研究，所取得的成果希望能为后续成都地铁盾构带压开仓施工提供借鉴。针对该区间共计进行了12次带压开仓作
四川水力发电 2022年4期2022-10-17
- 顶管开挖对既有隧道变形影响分析★
分软件，充分分析土仓压力、注浆压力、水平净距等环境因素对既有隧道位移的影响规律，进一步地提出减小顶管施工造成土体扰动的控制措施。1 工程概况南京万象天地项目地下人行道场地位于秦淮河漫滩地区，顶管截面为矩形。当前国内常用到的矩形顶管截面主要有两种，第一种为普通顶管，矩形顶管截面尺寸包括5 m×3.3 m和6 m×4 m；第二种为大断面顶管，截面尺寸包括10 m×5 m和10 m×7 m。在截面面积相同的情况下，矩形隧道比圆形隧道利用地下空间的效率更高。本工程
山西建筑 2022年18期2022-09-01
- 盾构侧穿高速公路桥桩施工关键技术
素有地质条件以及土仓压力、掘进速度、同步注浆、二次注浆等[4～5]。本文以天津地铁某盾构区间侧穿高架桥桩为背景，围绕影响建（构）筑物变形的主要因素，研究了减少盾构机近距离侧穿施工对建（构）筑物影响的具体措施。1 工程概况天津地铁6 号线某区间采用盾构法施工，侧穿某高速公路高架桥桩。高架桥桩基础为直径1 500 mm、长50～63 m的钻孔灌注桩；桥面结构为预应力混凝土连续箱梁，单跨46.5 m，桥面单幅宽17.8 m，双向8 车道。区间右线与桥梁桩基的最小
天津建设科技 2022年3期2022-06-22
- 多刀盘矩形顶管土仓渣土流动数值模拟分析*
周围土体的扰动和土仓内渣土的搅拌效果。储健等[8]设计一种矩形顶管异形多刀盘结构，并研究其性能。赵卫星等[9]采用离散元软件EDEM模拟砂卵石地层盾构掘进过程，研究盾构掘进过程中土体运动规律和受力特征。马腾[10-11]通过数值模拟研究了砂卵石地层不同工况下的盾构机刀具磨损特性；采用离散单元法研究不同推进工况下刀盘切削过程中土体的流动特性及异形盾构刀盘切削速度和推进速度对土体流动特性的影响。Faramarzi等[12]与Lee等[13]采用离散单元法研究了
施工技术(中英文) 2022年10期2022-06-18
- 复合地层盾构施工参数对地层位移的影响
中掘进时施工参数土仓压力和注浆对周围地层的位移影响规律，为相似工程建设提供理论参考。2 工程概况拟建杭州市某地下城市道路工程，采用隧道开挖的形式，其中一标段为明挖法开挖隧道，二标段采用盾构施工法开挖隧道，隧道盾构段总长度为1.7 km，隧道走向为东西向，自东向西进行开挖。该盾构隧道工程为双线隧道掘进，分为南线和北线，其中北线开挖里程比南线提前1 km左右。盾构机从2号沉井下沉至设计深度并向西掘进至3号沉降井，从3号沉井移出盾构机。盾构段主要地层为素填土、砾
山西建筑 2022年12期2022-06-11
- 红砂岩－卵石复合地层刀盘卡停分析及对策
渣进行刀盘试转、土仓注入膨润土浆液软化等措施[4－6]，前者会造成出渣严重超方，引发地面塌陷，后者会造成刀盘结成泥饼，严重影响盾构掘进功效，不仅增加了工程成本、延长了工期，也增加了工程风险[7－9]。本文以兰州2号线公定区间盾构刀盘卡死故障为例，探究红砂岩砂卵石复合地层土压平衡盾构刀盘卡死原因、处理及预防措施[10－12]。2 工程概况及盾构卡停原因分析2.1 水文地质条件兰州地铁2号线公定区间埋深11～24 m，区间隧道穿越强风化粉砂岩及中风化粉砂岩(遇
铁道建筑技术 2022年2期2022-04-20
- 软硬不均地层盾构掘进技术
况下，盾构机掘进土仓保压是先使刀盘切削下的渣土掉落到土仓，利用土仓内渣土堆积形成仓内压力来支撑仓外土体，达到盾构机土仓内外土压平衡。但在软硬不均的地层中掘进，这种满仓渣土保压方式会导致刀盘扭矩及推力增大，掘进速度降低。因土仓内大量刀盘碾压破碎后的花岗岩岩石碎块及石粉在土仓内反复搅动，使得刀盘辐条、牛腿、搅拌棒及刀具在旋转中反复摩擦、搅动，增加了刀盘的旋转阻力，刀盘扭矩大大增加。同时又因沉积在土仓内的渣土未及时排出，严重地影响了刀盘前方渣土的流动性。其在刀盘
中国建筑装饰装修 2022年6期2022-04-15
- 富水地层辅助气压平衡模式盾构施工方法研究
样便给地下水进入土仓延长了时间，加剧了喷涌的发生，形成恶性循环。喷涌的发生，延缓了工程进度，提高了工程造价，同时使土仓压力和同步注浆质量都难以控制，管片出现错台上浮等现象，影响到隧道的成型质量。为了提高土压平衡盾构的地层适应性，解决喷涌问题，同时解决盾构负荷较大，刀盘结饼、便于排土和控制土仓压力，本文以成都地铁9 号线工程为例，分析采用辅助气压平衡模式的盾构掘进方法优缺点，总结相关施工工艺重点，为类似地层的盾构施工提供了可参考的案例。1 辅助气压平衡模式工
价值工程 2022年12期2022-04-08
- 杭州典型黏土地层盾构掘进参数及地层变形分析
上推导了总推力、土仓压力、螺旋机转速、掘进速度之间关系的数学表达式；Do等[5]基于软件模拟了盾构机刀盘切削土体的过程，并根据经验公式得出了盾构机的推力及扭矩大小；金大龙等[6]通过模型试验，研究了盾构刀盘开口率引起的土仓内外压力变化规律，并基于试验研究内容，进一步利用粘性流体力学理论建立了相关公式。在实测分析方面，魏新江等[7]结合杭州地铁1 号线盾构隧道现场监测数据，研究了盾构了参数间的关系及其对地层位移的影响；尹苏江等[8]结合实测数据，总结了在大连
华南地震 2022年1期2022-04-06
- 盾构砂浆置换法常压开仓作业技术
第三仓作业过程中土仓内CO含量超标，人员紧急关闭仓门，开始正常减压出仓，停止带压作业。出于安全考虑，带压开仓存在安全隐患，因此，考虑砂浆置换法进行开仓，更换垫高刀具，更换土压传感器，安装、试验高压冲洗装置，清理泥饼。1 工程概况盾构机停机位置位于河道泄洪堤内桐口村居民果树林地下方，刀盘里程为CDK1+519.458(415环)，管片拼装至409环。该位置隧道覆土为10.5 m，隧道上方为村民菜地和果树林地。刀盘前方地层从上到下主要为粉质黏土(0～1.8 m
四川建材 2022年3期2022-03-24
- 大盾构超前注浆技术在不良地层下穿民房群的应用
、油布等。(2)土仓内保实土压：超前注浆前需把土仓内渣土留满，注入泡沫和膨润土浆保实土压，同时转动刀盘搅匀，过程中要做好渣土改良，防止土仓内渣土结泥饼，一般土仓上部与下部的土压差控制到0.9 bar仓内即满仓，以防注浆浆液大量流入土仓结块。然后在盾尾注入膨润土浆，膨润土浆会流入盾壳外周进行填充保护，以防水泥浆液把盾壳包裹住。(3)钻孔平台搭设：需把掘进油缸伸长至少1.4 m以上，在盾尾拼装区域内提供搭设脚手架平台空间。平台搭设如图6所示。平台搭设完成后，将
国防交通工程与技术 2022年2期2022-03-19
- 土仓压力与掘进参数相关性分析及预测模型
350000)土仓压力是保证土压平衡盾构机正常掘进的重要控制参数之一[1]，将其控制在合理的范围内，将有助于扼制施工过程中出现的地表沉降、隆起等问题[2-3]。盾构机掘进前需要提前设定土仓压力值，而在实际的施工过程中往往会按照施工经验设定土仓压力值，这对工程的安全和质量极为不利，合理预测土仓压力成为国内外学者的重点研究内容之一。王洪新等[4]搭建了土压平衡盾构掘进过程的数理模型。上官子昌等[5]建立了推进速度等可控因素与土仓压力之间的映射关系。Liu等[
福建工程学院学报 2022年1期2022-03-17
- 土压平衡盾构土仓内黏性渣土堵塞的模拟判别与分析
一［1］。当盾构土仓内渣土渗透性较低、不排水抗剪强度为5～25 kPa时，其处于较理想的流塑性状态［2］。此时EPB的掘进功效和施工安全性大大增强。在天然土层中掘进时，渣土的流动性通常难以达到理想状态［3-4］。当土层黏性较强时，盾构掘进过程中常遭遇土仓内渣土堵塞问题，而这种情况只有当刀盘区域、土仓内渣土严重堵塞时才能被发现。此时，泥饼或泥团已硬化而难以去除［5］，造成盾构掘进施工安全隐患并影响盾构机械装备使用寿命。图1为南昌地铁1号线某盾构区间土仓内渣土
同济大学学报（自然科学版） 2022年1期2022-02-22
- 岩溶区盾构带压开仓掌子面加固关键技术研究
保证掌子面地层和土仓压力稳定。常用加固方式[3－5]注浆管直接连接在土仓壁的预留注浆口处，向土仓内注入衡盾泥，并对土仓内渣土进行置换直至掌子面形成完整的泥膜，此方法需先采用加固浆液将土仓内渣土完全置换，通过溢出刀盘外进行掌子面的加固，存在注入材料用量大、成本高、施工进度慢，土仓加固效果差、置换渣土清理难，刀盘被泥膜粘住不利于后续恢复施工等问题，因此需研究一种新型加固方法确保盾构开仓时地层的稳定。2 工程概况龙东村站－龙南站区间主要地层为强度均匀性较差、易溶
铁道建筑技术 2022年1期2022-02-21
- 合肥地铁某盾构区间土仓压力理论计算
在刀盘后方的密封土仓内，用以维持开挖面稳定，最大程度降低对前方土体的扰动，减小盾构施工中所产生的地表沉降以及对周围建筑物的影响；另一部分土体通过土仓后方的螺旋机输送排出。因此，确定土仓压力在实际工程中具有重要的价值。关于土仓压力大小的计算，国内外学者进行了大量研究，获得了丰富的成果。如Janssen & Koenen通过建立楔形三维模型，计算出了盾构掌子面的极限支护压力；德国的M.Herrenknetcht通过对隧道滑动面破坏形状的研究，提出了极限支护压力
湖南工业大学学报 2021年6期2021-11-02
- 土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析
机转速，进而控制土仓压力维持在设定的范围内，从而达到土压平衡状态；王洪新等建立了土压平衡盾构掘进的数学物理模型，进一步推导出盾构各施工参数间的相关性；周冠南分析螺旋输送机排土及保压作用时，总结出土仓内外压力及进、出土量的平衡可通过对排土量的控制来实现；邢彤等通过模型试验分析了刀盘扭矩与刀盘开口率、土仓压力、推进力的关系；江华等以北京地铁9号线为背景讨论了辐条式与面板式在大粒径卵砾石地层施工时参数的关键性特征。上述研究提出了通过改变输送机转速或推进速度来控制
安徽工程大学学报 2021年4期2021-10-21
- 成都漂卵石地层盾构掘进土仓残留大漂石清除技术
就会出现漂石进入土仓或刀盘开口被卡死的情况并产生一系列连锁反应：刀盘变形、扭矩增大、掘进参数异常、掘进速度变慢、卡螺旋机、主轴承受损等严重后果[5～6]。1 工程概况成都地铁6 号线土建2 标项目包含三站四区间，区间采用土压平衡盾构法施工，总长约3 285m。区间最大覆土约17m，最小覆土约10m，线路最大曲线半径3 000m，最小曲线半径450m，最小坡度4.812‰，最大坡度25.0‰。该工程位于成都市郫都区，属四川盆地西平原区，具有川西坝区的典型特点
建筑机械化 2021年8期2021-09-04
- 不良地质条件下填仓法盾构常压开仓换刀技术要点研究
前方的间隙，并向土仓内加注膨润土。3 填仓前的安全条件验收及技术保证措施在填仓作业前，建设、施工及监理方应对填仓前的安全条件进行检查验收，并采取相应的安全防护措施，以保证施工安全，填仓法开仓条件检查如图1所示。图1 填仓法开仓条件检查Fig.1 Inspection of Opening Conditions of Filling Method⑴参建各方的管理人员如项目经理、施工安全及技术负责人、总监理工程师等相关安全质量管理人员应到现场进行管控。⑵对施工
广东土木与建筑 2021年6期2021-07-03
- 上软下硬地层盾构斜穿建筑群“仓-注”联合控制技术下的地表变形规律研究
液配合比，提出以土仓压力为控制指标，减小掘进参数波动从而控制地表沉降。梁新权等[8]提出以旋喷桩为注浆加固手段，可以确保流塑状残积粉质黏土地层加固效果明显。并有多名学者利用数值计算软件工具对盾构下穿建筑物进行数值计算，得出建筑物变形依据[9-14]。但很少提到在软硬不均地层中，盾构下穿建筑物过程中利用土仓压力和注浆加固联合控制技术来进行施工。采用数值模拟和现场验证相结合的方法为盾构通过上软下硬地层提供土仓压力等关键参数。1 工程地质概况与工程重难点深圳市轨
水利与建筑工程学报 2021年2期2021-05-13
- 土压平衡盾构机穿越富水基岩掘进技术
土压平衡掘进保持土仓压力与作业面压力平衡是保证盾构掘进施工稳定进行的关键，也是避免出现地表沉降的核心因素。土仓压力与作业面压力平衡的保持需要从以下因素控制入手：（1）保证土仓内地层压力与水压力处于平衡状态；（2）使螺旋输送机正常运行，并保证排土量达到施工要求；（3）重视渣土的处理，保持渣土的流动性，结合施工需求来改良渣土，注入适当的改良添加剂。1.土压设定为了保证土仓压力设定与控制的科学性与合理性，需要立足盾构掘进区间的地质条件，分析环位置处的盾构埋深与地
中华建设 2021年4期2021-04-23
- 盾构冷冻刀盘开仓技术研究
连接→冷冻开始→土仓置换介质→继续冷冻至达到效果→开仓条件验收→开仓清理冻土→开仓换刀→关闭仓门、拆除冷冻设备、恢复掘进。二、冷冻设备由于隧道内空间受限，冷冻刀盘开仓的冻结设备采用定制的一体化冷冻设备，该设备体积较小，可放置于隧道内盾构机配套台车后方，跟随盾构掘进前行，避免长距离的冷冻管路连接，便于快速应对冷冻期间各种情况，提高冷冻施工效率。一体化冷冻设备包括：水冷螺杆式冷冻机组、半封闭式双螺杆压缩机、壳管满液式蒸发器、壳管式冷凝器、外置立式二次油分、管壳
中华建设 2021年10期2021-04-01
- 盾构开仓检修更换刀具施工技术要点分析
流程2.1 检查土仓情况在实行开仓换刀前，首先进行检查土仓的情况。如果使用螺旋机进行排土，可以先使用螺旋机将土仓中的渣土排出干净，之后观察土仓中的压力是否出现上升的情况，进一步判断在实行注浆加固后掌子面的土体的稳定性以及止水效果的情况。2.2 仓内气体检测在确定气体检测位置时根据盾构机的构造实行，气体检测位置一般在土仓的隔板上的球阀上。首先，气体检测人员需要确定球阀周围的气体安全，掘进班的人员将连接球阀处的管线拆除，将球阀打开，之后在土仓中伸入抽气管，并检
工程与建设 2021年2期2021-03-31
- 冲洪积复杂地层大直径盾构机长距离掘进关键设备配置设计研究
是在刀盘前部和泥土仓中注入水、膨润土泥浆、黏土、聚合物或泡沫等混合添加材料，经强力搅拌，改善开挖渣土的塑性、流动性，降低渣土的透水性。实际工程中，通过合理的设备配置能更好地改善土体的流塑性，减小内摩擦角，有助于实现添加剂的充分搅拌，提高渣土改良的效果，保证施工的连续性。太原铁路枢纽西南环线东晋隧道工程具有开挖直径大、掘进距离长、地质条件复杂等特点，在盾构机长距离连续掘进过程中若设备配置不到位，会使设备发生过量磨损或损坏，直接导致渣土改良效果差、土压难以保证
现代城市轨道交通 2021年3期2021-03-23
- 浅埋条件下盾构施工参数对地层扰动影响研究
——以福州地铁4号线某路段区间盾构隧道施工为例
施工为原型，考虑土仓压力、刀盘摩擦、盾壳摩擦和注浆压力对软土地层稳定性的影响。模型区间内各土层简化为均质水平层状分布，并视为各向同性，从上到下共分为3层，分别为淤泥、残积质粘性土、全风化花岗岩，各层土体的物理力学参数如表1所示。盾构隧道埋深6 m，管片内径5.5 m，外径6.2 m，厚度350 mm，单幅宽度1.2 m，管片采用错缝拼装。盾构隧道所处地层位置如图1所示。2 数值模型模型采用有限差分软件建立，为降低模型尺寸对计算精度影响，取边界距离盾构隧道外
福建建筑 2021年2期2021-03-03
- 双模盾构复合地层应用技术研究
水掘进易造成渣土土仓滞排，掘进功效低，此地层稳定型好，为不透水层土压模式掘进效率高;861 环至1380环，主要为富水圆砾地层，土压模式易螺机闸门喷涌，泥水模式安全和效率高。3 设备选型及针对性设计3.1 总述为泥水/土压双模盾构机在施工过程中既可以实现泥水模式掘进又可以实现土压模式掘进施工。本双模盾构机主要技术特点有以下9点：（1）主驱动：电驱，总功率770kw，主驱动传动效率高，系统具备运行可靠、免维护、噪音低、发热小、省电等优势;采用外齿驱动，传
装备维修技术 2020年17期2020-12-28
- 盾构接收掘进中有限土体划分及土仓压力设定研究
构法施工过程中，土仓压力的设定是盾构施工设计的重要环节，合理的土仓压力在与开挖面水土压力相平衡的同时，能实现对周边土体的较小扰动，从而对地表沉降和周边建(构)筑物影响较小。关于土仓压力的设定方法已存在很多研究成果[1-4]。赵文等[5]详细比较了两种楔形体模型的开挖面支护压力，得到了较精确的简化计算公式。李潮[6]比较了常用的3种掌子面土压力计算模型，针对砂卵石地层给出理论建议。侯永茂等[7]根据对刀盘前土体挤压状态的分析，提出以变形控制为准则的土仓压力设
铁道标准设计 2020年11期2020-12-11
- 双模盾构复合地层应用技术研究
水掘进易造成渣土土仓滞排，掘进功效低，此地层稳定型好，为不透水层土压模式掘进效率高;861 环至1380环，主要为富水圆砾地层，土压模式易螺机闸门喷涌，泥水模式安全和效率高。4、 设备选型及针对性设计4.1 总述为泥水/土压双模盾构机在施工过程中既可以实现泥水模式掘进又可以实现土压模式掘进施工。本双模盾构机主要技术特点有以下9点：（1）主驱动：电驱，总功率770kw，主驱动传动效率高，系统具备运行可靠、免维护、噪音低、发热小、省电等优势;采用外齿驱动，传动
装备维修技术 2020年14期2020-11-30
- 大断面矩形掘进机土压平衡控制技术探究
众多，主要包括“土仓压力与掌子面不平衡”、“背土”、“盾体周边注浆压力”等[2]，其中“背土”现象可通过盾体、管节周边的减摩泥浆克服[3～4]，“注浆压力”控制地表沉降经过多年来的发展也已成为较为成熟的技术[5]。而“土仓压力平衡控制”在常规盾构及小断面矩形顶管较为成熟，但大矩形断面隧道掘进机施工一般采用多刀盘、多个螺旋输送机出渣形式，加之矩形断面的特异性，给土压平衡控制带来了诸多不确定性，土仓压力的骤然变大或变小会直接作用在开挖掌子面上，导致地表的隆起或
建筑机械化 2020年10期2020-11-23
- 矩形顶管施工参数对变形的影响研究
用，在掌子面施加土仓压力，完成一个开挖步的施工。(4)在第3个开挖步时给顶管机后方一个开挖步的土体施加注浆压力(由于顶管机长度按3 m考虑，此时0～1.5 m范围内将顶管机外壳部分钝化，认为此时顶管机通过该部分土体)，按此步骤继续计算3个开挖步。(5)第6个开挖步时，激活顶管管节、注浆层单元，此时，第1个顶管管节施工完毕。下一个开挖步时采用位移控制的方法，采用fish语言进行编程，将第1个顶管管节推进1.5 m并激活第2个顶管管节、注浆层。按以上步骤工进行
国防交通工程与技术 2020年6期2020-11-19
- 气垫式泥水—土压双模盾构快速转换技术
气垫仓以有效缓冲土仓内压力波动。盾构机的开挖直径为6 280 mm，刀盘转速0～0.35 r/min，刀盘开口率45 %，最大推力3 991 t，额定扭矩6 650 kN·m。图2 泥水—土压双模盾构机主机布置本工程采用的气垫式泥水—土压双模盾构机主要有如下技术特点：(1)主驱动：液压驱动，总功率945 kW，主驱动传动效率高，系统具备运行可靠、免维护、噪音低、发热小、省电等优势；采用外齿驱动，传动平稳。(2)主密封：主密封形式为多唇型，内外共8道，硬质聚
四川建筑 2020年5期2020-11-16
- 复杂环境下土压平衡盾构被动填仓换刀施工技术
工况，它是通过向土仓内注入适量水泥浆液等加固掌子面，强度储备充足后采用人工将仓内泥浆清理出来使仓内具有一定的空间，然后在常压状态下进行刀具更换的施工方法，必要是根据周边环境、地质条件复杂程度及稳定性采用地面加固、降水配合进行开仓检查。针对目前填仓换刀技术的不断应用，现对洛阳地铁1号线丽青区间富水砂卵石地层被动换刀与以往类似工程所不同的袖阀管地面加固、地面深井降水、填仓前盾体保护、挖仓顺序以及整个过程中所出现的问题和设备选型方面进行总结，以为今后类似工程提供
建筑机械化 2020年8期2020-09-10
- 土压平衡盾构土仓压力的计算方法研究
10081)引言土仓压力是土压平衡盾构最重要的工作参数之一，合理保持土仓压力对控制隧道围岩变形和提高掘进效率具有重要意义[1-3]。控制土仓压力的方式主要是调节螺旋输送机转速、盾构总推力、刀盘转速等参数[4-5]，通常需要结合地表变形监测反馈与理论计算以确定土仓压力合理范围。为使盾构对土体的扰动最小，土仓压力设定值应接近静止土压力[6-7]。目前国内的盾构掌子面土压力计算通常参考已有的土压力计算理论，如上覆土重理论、郎肯土压力理论、太沙基理论和普氏理论等，
铁道标准设计 2020年8期2020-07-28
- 盾构在机场下方富水砂卵石地层带压换刀施工技术
44m/d。2 土仓压力确定顶部开挖面至地表主要为砂卵石地层少量粘土层，深度为19.49m；顶部开挖面至地层水位线深度为11m；经改良的碴土浮重密度为2000kg/m3，内摩擦角φ=0°；原状地层土体浮重密度为2130kg/m3，原状地层内摩擦角φ=45°，水的密度为1000kg/m3，粘聚力c=0。计算土压力为：主动土压力：主动水土压力：故本次土仓保压设定为2.0bar。3 施工工艺流程3.1 停机准备1）渣土改良，为便于螺旋输送机排渣并形成泥膜效应，盾
建材发展导向 2020年11期2020-07-14
- 花岗岩残积土盾构施工地层加固及开仓技术
达开仓位置前，往土仓注入膨润土等，对渣土进行改良。（2）调整好盾构机姿态，铰接油缸不能形成夹角。盾尾偏差不能过大。盾尾处若发现漏气现象及时进行油脂补充，进行封堵。（3）盾构到达开仓位置前，同步注浆保证四根注浆管同时注入，采用注浆量控制。（4）盾构各保压系统确保运行正常，且必须处于待命状态：气闸系统，低压空气系统，所有要求的注浆口、排浆口必须处于工作状态。3.2 盾构开仓技术（1）管片环向封堵：盾构停止掘进，刀盘停止旋转，对脱出盾尾连续4环管片手孔注入水泥水
建材与装饰 2020年15期2020-06-01
- 地铁盾构隧道填仓换刀施工技术研究
件；如果有水则在土仓隔板中部打开球阀，进行排水；如果此时水流不止，则不能够开仓，需重新注浆。4)开仓后首先需要通过气体探测仪检查仓内气体情况，主要是仓内通风、降温等条件满足人体基本需求后方能进仓。进仓后首先对土仓内浆液强度进行判定，同时检测土仓内是否有有害气体，以便采取相应的措施。5)清理前先对土仓内水泥浆进行清理，然后对刀盘上刀具、刀座等主要位置进行清理及冲洗，应避免对掌子面及切口环位置的破坏。4 填仓换刀关键技术研究4.1 总体施工流程填仓换刀技术通常
山西建筑 2020年4期2020-03-11
- 漂卵石地层盾构开仓复推卡刀盘预防措施
程中，在开仓清理土仓和检换刀具后准备复推时多次出现刀盘卡转故障，尝试刀盘脱困时无法稳定刀盘上方和前方土体，导致刀盘周围土体塌落，造成大方量超方，危及刀盘上方路面及管线安全，拟采用盾构土仓保压及盾构掘进参数控制的措施恢复推进。1 工程概况成都地铁6 号线一、二期工程土建2 标郫筒站-和平街站区间共配置2 台土压平衡盾构，分别从郫筒站始发，沿银望丛中路后到和平街站。区间右线盾构施工自始发至临时停机清理土仓及检换刀具，盾构推进62 环，刀盘停机开仓里程为YDK5
建筑机械化 2020年3期2020-02-18
- 富水砂层土压平衡盾构施工中的重点技术
开展具体的工作。土仓内压力的控制，需要通过调节开挖量以及调整出土量来控制，直接利用土仓的泥土，使得土压力以及开挖面地层水压力相平衡，并且支护开挖面地层时，可以利用土仓的泥土，这样可以安全的，在保持土仓稳定，进行隧道掘进[1]。与土压平衡盾构相比，泥水式盾构则表现一般，施工风险大，掘进控制难。土压平衡盾构的工程造价较低、作业安全、环境影响小以及底层适应性广得到了广泛的好评。1.2 土压平衡盾构机工作模式和结构土压平衡模式和敞开式，是土压平衡盾构的两种常见模式
建材发展导向 2019年18期2019-11-28
- 基于模糊PID的盾构土仓压力控制研究
着刀盘的开口进入土仓，再通过土仓内的螺旋输送机将土体运输出来。在整个掘进过程中要控制盾构土仓的压力来维持开挖面的稳定，如果土仓压力过大，就会使开挖面推力过大，从而导致地表隆起。反之土仓压力过小，造成开挖面推力不够，会产生地表塌陷。因此土仓压力是土压平衡盾构机在掘进时的一个重要参数，对实现地表变形有效控制具有重要意义。Liu et al[1]利用小二乘支持向量机的方法建立了以推进速度和螺旋机转速为参数的土压预测模型，仿真结果表明能够有效控制土压平衡。王林涛等
石家庄铁道大学学报(自然科学版) 2019年3期2019-09-24
- 土仓压力及注浆压力对深埋盾构施工影响分析
其中施工所采用的土仓压力以及注浆压力对工程的安全性有着重要影响。通过选取不同的土仓压力及注浆压力，对施工过程进行数值模拟，为超大直径深埋隧道工程的土仓压力及注浆压力取值提供参考［1-8］。1 工程概况本节依托某盾构隧道。隧道外径15.2 m，管片厚度0.65 m，隧道拱顶距离地表35 m。模型Y轴负方向为重力方向，Z轴负方向为隧道开挖方向。沿线地基土主要由粘质粉土，粉质粘土和辉长岩组成。处理深度内地基土层自上而下为:①粘质粉土，厚约20 m;②粉质粘土，可
山西建筑 2019年1期2019-01-04
- 地铁盾构隧道施工对邻近已有隧道的影响分析
],当盾构开挖面土仓压力大于土水压力合力时,地面隆起量主要取决于隧道的埋深[4],既有隧道对其下方土压力的横向和深度影响范围[5],近距离双孔平行隧道开挖顺序对衬砌结构轴力和弯矩的影响[6]。国内外诸多学者对盾构穿越施工进行了研究,取得了一些有益成果:徐前卫等[7]研究了上海外滩观光隧道上穿地铁2号线两条平行隧道复杂工况下盾构掘进施工的土体扰动特点。毕继红等[8]采用平面应变单元分析了近距离右线隧道开挖对左线既有隧道的影响问题。徐章杰[9]以北京地铁15号
结构工程师 2018年5期2018-11-22
- 土压平衡式盾构机土仓可视化系统研究
，盘体结构泥饼，土仓中心泥饼，盘面泥饼使刀具失去切削作用，盾构推力虽大但刀盘不能贯入，影响掘进效率。采用土仓可视化系统，可在主控室内清晰观察土仓内的中心结泥饼情况，采用长杆机械捅开泥饼，并配合刀盘中心高压冲水装置，迅速解除泥饼。盾构长距离施工中，不可避免地要进行中途检查和更换刀具或进仓进行维修作业、带压作业时，往土仓内注入高压空气，通过气压平衡掌子面的水土压力，从而维持稳定，人员在密闭、高压、空气环境下作业，操作难度较大，风险性较大，因此，观察操作人员在土
现代制造技术与装备 2018年9期2018-10-17
- 盾构中心旋转接头指形密封维修改造
等通路，回转轴与土仓隔板处通过VD密封进行密封。在珠海城际轨道交通隧道应用的土压平衡盾构，由于中心回转节安装误差偏大，盾构机在全断面硬岩掘进过程中出现中心回转密封渗漏泥水现象。为了快速有效解决中心回转节密封失效的问题，采用新的密封设计方案——仿主轴承密封形式。针对珠海轨道交通隧道施工土压平衡盾构中心回转节密封维修，密封维修改造方案分为两部分：土仓内采用一道指形密封贴紧土仓壁密封，指形密封的外面有一道50mm钢圈板防护；盾体内采用一道指形密封反装在中心回转轴
建筑机械化 2018年7期2018-07-31
- 重叠隧道上洞开挖面支护与注浆压力对下洞隧道的影响分析
要考虑上洞施工时土仓压力（开挖面支护压力）与注浆压力对地表沉降以及下洞管片结构受力的影响，考察标准主要是下洞管片的应力以及地表沉降。因此，在进行下洞隧道施工时，采取一次性挖通的形式，使管片的应力状态和地表沉降状态在各方向均相同。计算过程中共考虑 7 种计算工况，见表 2。表2 计算工况表在下洞开挖完成的基础上进行上洞隧道开挖，采取一次性挖去前半段 60 m 范围内的土体并进行管片拼装和注浆等操作。在计算过程中，分别在保持管片上下两端注浆压力与地层原始应力相
现代城市轨道交通 2018年7期2018-07-26
- EPB隧道掘进对软岩地层地表影响分析
可归纳为：(1)土仓压力。隧道掘进过程中，掌子面很难达到理想平衡状态，土仓内的土压力可能小于或大于掌子面土压力，掌子面前方土体会产生下沉或隆起。(2)同步注浆效果。由于盾壳有一定厚度和刀盘存在超挖的影响，管片在脱离盾尾时，围岩与管片外侧之间会存在一环形间隙，若没及时跟上注浆或注浆效果不佳，围岩将向这一间隙发生位移，而引起地表沉降(3)出碴量管理。若出碴量大于实际开挖量(乘以松散系数后)，或出碴成分包含有盾构机上方地层的特性时，证明已经出现超挖，很可能引起地
四川建筑 2018年5期2018-04-11
- 盾构机在上软下硬带压换刀施工技术
人员在常压下进入土仓进行刀具的更换作业。主要有以下优点：（1）安全性高。由于施工处于一个常压过程中，常压换刀施工相比带压换刀其安全性较高。（2）工期短。常压换刀更换一把刀具时间约为2小时，整个换刀施工在3天左右完成，相比于其他换刀方法，换刀效率明显提高。（3）施工成本低。相比带压换刀、填仓换刀，其人工等费用会节省很多。缺点：常压换刀限制条件较为严格，对地层稳定性要求较高，需要地层自稳性较强，或在地层自稳性强度不足时需对其进行预加固。3.2 带压换刀带压换刀
建筑与装饰 2018年2期2018-02-16
- 使用混合泥膜作为衬砌的填开仓换刀技术研究
组成的混合浆液在土仓压力作用下，通过刀盘开口向砂层渗透，固化后在掌子面周边形成新型混合泥膜，利用风镐清除土仓内硬化混合浆液的同时，保留刀盘前四周形成的混合泥膜，即可进行盾构刀盘换刀作业。结合广州市轨道交通九号线4标花都广场站～马鞍山公园站盾构区间工程实例中的应用，本施工技术能为砂层盾构换刀提供高效且安全的解决方案。盾构隧道；刀盘；换刀；混合泥膜；砂层1 工程概况广州市轨道交通九号线4标花都广场站～马鞍山公园站盾构区间沿迎宾大道布置，左线设计起止里程为 ZD
四川水泥 2017年10期2017-10-16
- 土仓压力对盾构下穿公路引起地表变形的影响分析
230022)土仓压力对盾构下穿公路引起地表变形的影响分析梁 伟1，席培胜2(1.安徽建筑大学 安徽省建筑结构与地下工程重点实验室，安徽 合肥 230022；2.安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230022)为了研究土仓压力对土压平衡盾构施工引起地表沉降的影响，以合肥轨道交通2号线青阳路站到西园路站区间盾构施工为背景，基于Midas/GTS软件，建立了盾构下穿南一环道路的三维数值模型。通过模拟结果与现场监测结果的对比分析，得出以下结论：盾构施工对
皖西学院学报 2017年2期2017-05-13
- 土压盾构机在掘进过程中常压开仓换刀的技术研究
程中开挖面稳定靠土仓压力维持，开仓后，盾构机切口土仓内的压力全部卸掉，而开挖面土体有一定的自然土压力，如不采取措施，将造成开挖面坍塌。再者，由于地下水的水位较高，盾构机位置在水位面以下，而且残积砾质黏土为承压含水层，如不采取措施，开仓后将造成泥水喷涌。3.2.2 针对性措施[1]（a）针对开挖面坍塌，采用在距离刀盘30 cm处施做Φ1.5 m的咬合桩砂浆墙来阻挡开挖面的坍塌。（b）针对开仓后将造成泥水喷涌，采用在刀盘和咬合桩砂浆墙之间施做Φ0.8 m的高压
建筑施工 2014年4期2014-09-20
- 盾构机土压平衡系统的ARMA模型及其参数估计
)为了表征盾构机土仓压力平衡系统的时滞特性和提高模型的预测精度,建立了该系统的自回归滑动平均(ARMA)模型,并提出了基于优化算法的ARMA模型参数估计方法。实验结果表明,与经典的线性机理模型相对比,新模型显著提高了土仓压力的拟合和预测精度。ARMA模型预测土仓压力的最大相对误差从机理模型的41%降低到9%。结合实验数据,分析了该系统动态响应的时滞特性,分析表明,螺旋输送机转速对下一时刻土仓压力影响的时滞特性更加明显。自回归滑动平均模型;参数估计;土压平衡
煤炭学报 2014年11期2014-06-07
- 土压平衡盾构在复合地层中带压进仓施工技术
况有刀盘结泥饼、土仓内结泥饼、刀具偏磨或个别刀具损坏几种。为解决目前的问题，必须实施带压进仓，并结合开仓后的具体情况采取相应措施。2 带压进仓工作原理、工艺流程2.1 基本原理对盾构机土仓、盾壳处注入高浓度膨润土泥浆，泥浆渗入地层后形成泥膜以封堵地层;在保证刀盘前方周围地层和土仓满足气密性要求的条件下，通过在土仓建立合理的气压来平衡刀盘前方的水、土压力，达到稳定掌子面和防止地下水渗入的目的，为在土仓内进行检查、更换刀盘刀具和处理刀盘泥饼创造工作条件。2.2
都市快轨交通 2014年5期2014-02-13
- 土压平衡盾构在高承压水全断面粉细砂层中掘进技术探究
的外漏损失，导致土仓压力难以建立，引起开挖面失稳的风险。2.2工程事故的概念和发生机理2.2.1闭塞当盾构机土仓内渣土具有较大的内摩擦角，土体与侧壁的摩擦力较大，开挖面的压力和压力舱隔板承受的千斤顶的推力较大时，土体在土仓的侧壁容易发生粘附作用（如下图所示），从而使渣土不能顺利排出。由于在压力舱中心主轴处设有搅拌翼，搅拌范围内的土体与侧壁的摩擦力主要是抵抗搅拌翼的扭矩，其摩擦力在竖向的投影很小，因此这一部分土体不会首先成拱。又由于压力舱顶板压力较大，所以在
城市建设理论研究 2012年4期2012-03-23
- 浅析土压平衡盾构保持掘进面稳定的措施
前部设置隔板,使土仓和排土用的螺旋输送机内切削下来的泥土进行改良后,依靠推进油缸的推力给土仓内的开挖土碴加压,使土仓作用于开挖面以使其稳定的一类盾构。其工作原理见图 1。盾构推进时,前端刀盘切削土层,切削下来的土体进入密封土仓,当土仓内的土体足够多时,可与开挖面上的土、水压力相抗衡,使开挖面地层保持平衡。盾构设有螺旋输送机,由其将碴土排送到土箱,运至地面。螺旋输送机的排土口上装有滑动闸门或螺旋式漏斗,以控制出土量。在盾构掘进过程中向开挖面加压灌注水、粘土、
山西建筑 2011年8期2011-04-14