超大断面矩形顶管隧道触变泥浆减阻控制技术

以嘉兴市市区快速路下穿南湖大道超大断面矩形顶管工程为例，根据工程特点，通过触变泥浆配比试验确定了制浆剂及泥浆最佳配比范围；顶管机采用了自动注浆系统，实现了注浆压力和注浆量的精确控制，同时优化了管节注浆结构；在掘进过程中根据推力变化情况确定了同步注浆时间和间歇时间，优化了注浆参数。通过采取以上措施，提高了同步注浆质量，实际总推力和理论总推力对比表明本工程减阻效果显著，管节与地层摩擦系数仅有0.086，对今后同类工程具有较大的借鉴意义。     

机械式盾尾间隙实时测量装置研制及应用

针对非接触式盾尾间隙测量装置环境适应性差、精度低、造价高等不足,进行了接触式盾尾间隙测量装置的研制与开发。采用磁敏角度传感器进行角度测量,再经数学计算将角度值转换成距离值,得到对应的盾尾间隙值,实现盾尾间隙实时测量。该装置在工程现场进行了试验与应用,达到了较好的应用效果：测量装置可实现对盾尾间隙的连续实时测量,测量数据可以本地存储和远程读取,测量效率高;机械式测量不需要经过复杂的数据处理,测量误差相对较小,可以控制在1 mm以内;机械式盾尾间隙测量装置成本较低,达到非接触式测量装置造价的1/5,可有效降低工程成本。     

超大直径泥水盾构施工风险防控方法研究

超大直径盾构施工技术以其安全、高效的特点,在长大隧道施工中得到越来越广泛的应用。但在穿越复杂地层掘进施工时,仍面临多项施工风险。针对苏埃通道越海隧道工程的特点和施工难点,总结了超大直径泥水盾构在施工中存在的主要风险,具体表现在始发风险、软硬不均地层刀具配置风险以及开挖面失稳风险等。通过开展岩机作用机理试验、始发相关参数模拟与分析试验、开挖面稳定性数值试验等,提出大直径泥水盾构施工中存在主要风险的解决办法,对提高施工现场的掘进效率和减少施工事故具有重要意义。     

海域含孤石地层超大直径泥水盾构始发关键技术研究

汕头海湾隧道工程采用15m级超大直径泥水盾构施工,克服了含孤石地层对工程在浅覆土地表沉降控制,高强度孤石处理方式,盾构刀具配置与应用,高压力差下的洞门密封设置及大跨度、高强度与刚度反力架设计等方面带来的诸多难题。结合汕头海湾隧道工程建设条件及盾构掘进情况,总结了工程在端头加固、孤石处理、洞门密封设置、反力架设计等方面的成功经验,并分析研究了刮刀安装螺栓受力及失效原因,在此基础上对盾构在含孤石地层始发时的工序、刀具配置方面提出参考建议。     

错台对盾构隧道接缝受力及防水性能的影响分析

为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响，通过ABAQUS有限元软件分别建立管片 接头三维精细化模型和密封垫 密封槽二维精细化模型，分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征，讨论了不同错台量条件下密封垫防水性能的下降程度。研究结果表明：错台量较小时螺栓轴线应力分布呈现“单峰”形式，螺栓最大应力位于右侧管片接缝面附近；错台量较大时螺栓轴线应力呈现“双峰”形式，螺栓峰值应力位于接缝面两侧；张开量对螺栓最大应力的影响较小，但对螺栓中截面应力影响较大，随张开量的增大呈现先减小后增大的趋势；管片混凝土损伤主要出现在螺栓孔附近；在最不利工况下，隧道防水性能下降59.0%；当错台量大于6.6mm时，隧道已不满足防水要求。     

泥水盾构刀具状态传感器磨损特性研究

盾构刀具状态检测传感器作为泥水盾构机刀盘检测系统的重要组成部分,常在充满泥水、高压富水、渣土淤泥的恶劣环境中长时间工作,一旦磨损失效就会对掘进进度产生直接的影响。本文研究了喷丸对LPBF 316L不锈钢材料的摩擦磨损机理,总结并提出了喷丸在LPBF 316L不锈钢材料的强化方案。     

盾构关键部件在线振动监测系统设计

盾构关键部件的实时在线振动监测是对设备进行精确故障诊断的关键。设计多通道振动数据采集器,在关键部件合理位置布置测点,结合系统的功能需求设计软件界面,搭建盾构设备在线振动监测系统。监测系统可实现数据分析、健康评估、故障推理、维修决策、远程诊断等功能,采用分布式管理模式,方便在设备运行过程中,不同部门的工作人员及时掌握关键部件的运行状态。在盾构实验室内对监测系统进行了实测,结果表明系统各项功能正常、稳定。