土压平衡盾构机参数化建模的基本方法

采用土压平衡盾构掘进机施工,具有机械化程度高、施工速度快、对地面建筑影响小的优点。已广泛应用于地铁隧道、城市给排水、过江隧道、铁路隧道的施工。文章介绍了土压平衡盾构机三维参数化建模方法,提出了装配、零件模型的层次化建模方法及策略。为提高土压平衡盾构机的设计效率、盾构机的系列化提供了强有力的支持。     

土压平衡模型盾构掘进试验研究

土压平衡盾构掘进是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一,然而,它在不同的土层中的适应性是不一样的。为研究土压平衡盾构机的盾构施工参数以及刀盘开口率对土层的适应性,在新建立的大型盾构模拟试验平台上,利用直径为1.8m的土压平衡模型盾构机在软土、砂土、砂砾土层中进行了盾构掘进模拟试验。试验平台的监测系统实时采集了盾构推进过程中的各种工作参数,通过分析试验数据,本文尝试对盾构掘进过程中土舱内外土压力的相关关系、刀盘扭矩和推力的变化及其影响因素进行了试验研究,还研究了不同刀盘开口率对盾构总推力和刀盘扭矩的影响规律,研究结果对土压平衡盾构机的设计和施工具有参考意义。     

浅谈土压平衡盾构机在富水砂层下穿风险源的施工技术

在富水砂层中采用土压平衡盾构下穿河流及既有建筑物施工,具有较大的风险和难点。结合北京地铁6号线工程土压平衡盾构施工的成功实例,从盾构机设备的性能配置、施工工艺参数(掘进参数)、辅助措施(渣土改良)等方面,分析、论证了在富水砂层中采用土压平衡盾构机掘进施工的关键技术。     

土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验

土压平衡式盾构掘进过程是一个多系统综合运作的复杂力学过程。为实现土压平衡盾构掘进过程的相似模拟,设计制造能够完成掘削面开挖、螺旋出土器出土、盾构机推进、管片拼装、盾尾注浆等全过程模拟的土压平衡式模型盾构机。其次对盾构-地层系统的相关参量进行甄别,选出对试验结果有重要影响的参量,同时基于相似理论,通过量纲分析的方法得到盾构-地层系统的相似准则。基于该相似准则,进行土压平衡式盾构掘进过程的室内相似模型试验,获得土压平衡式盾构掘进对地层影响的一般规律,该试验结果经过相似关系换算后可直接反映出原型中的实际地层沉降量。这种能够实现掘进全过程模拟的土压平衡式模型盾构机为深入研究盾构施工对地层及周围环境的影响提供新手段。     

土压平衡式盾构机─盾构机系列讲座之二

１发展概况和工作原理土压平衡式盾构机的开发始于７０年代初。第一台土压平衡式盾构机外径为３．７２ｍ,由日本ＩＨＩ设计制造,于１９７４年在东京投人使用。随后,其它二些厂家也开始生产土压平衡式盾构机,产品的名称不完全相同,但从原理上都可归纳为土压平衡系统（Ｅａｒｔｈ－ｐｐｅｓｓｕｒｅｂａｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ,即ＥＰＢＳ）。土压平衡式盾构机的发展基于挤压式盾构机（闭胸）和泥水式盾构机。挤压式盾构机在其承压隔板上设有面积可调的排土口,并挖面的稳定靠调节孔口大小和排土阻力,使盾构千斤顶推力和开挖面上压达到…     

济南地铁盾构选型要点

通过土压平衡盾构机的组成及原理简介,提出了土压平衡盾构机的选型依据,阐述了工程地质与盾构机相匹配的重要性,提出了济南地铁土压平衡盾构机主要技术参数选择的依据及配置要求。     

黏性土地层中土压平衡盾构推进实践分析

在黏性土的地层中,土的黏粒含量较高、天然含水量低,土压平衡盾构在掘进过程中易出现结泥饼、闭塞等现象,导致盾构掘进施工困难。结合哈尔滨地铁联络线3标段学府四道街站—哈西大街站盾构区间实际施工经验,利用泡沫剂对开挖土体进行改良,同时优化盾构掘进参数。实践表明,改良开挖土体和优化盾构掘进参数,可以很好地控制黏性土对土压平衡盾构机的影响,不仅能使土压平衡盾构机用于黏性土层施工,而且还能有效控制盾构机施工对周边环境的影响。     

设备材料

正国内自主设计制造最大直径土压平衡盾构机下线10月12日,由中铁装备集团联合中铁六局集团共同研制的土压平衡盾构机在郑州下线,设备刀盘直径达12.14 m,是目前应用于国内铁路隧道最大直径的土压平衡盾构机。该盾构机彻底打破了我国超大直径盾构产品技术     

成都地铁天府广场至省体育馆区间盾构机选型

某盾构区间的工程地质情况和施工条件，就其盾构机的选型进行了分析，对盾构机的刀盘、刀具的形式以及布置等进行了阐述，同时对关键参数进行了计算，最终确定选择加泥式土压平衡盾构。     

盾构机土仓压力、同步注浆量与地表沉降的关系

以某市轨道交通6号线2标区间线路工程为例,结合工程需要设置掘进施工参数、掺入量、发泡率、泡沫剂浓度、注浆量,分析其地表监测工作,探讨了浅埋砂层中土压平衡盾构机土仓压力和同步注浆量与地表沉降的关系,为土压平衡盾构机在工程中的实施提供了一定的参考。     

气压辅助土压平衡模式在花岗片麻岩残积层孤石发育区掘进应用与控制

广州市轨道交通二十一号线工程施工16标中新站-中新东站中间风井采用复合土压平衡盾构机施工,本标段地层为花岗片麻岩残积层孤石发育伴有基岩凸起。提高孤石发育区及基岩凸起段的掘进效率,保证地面无沉降塌陷是本工程的重难点,文章以点带面,通过MUZ4-ZXZXDB-319号孤石地层盾构机掘进模式选择、设置的参数及控制措施,发现选择气压辅助土压平衡模式掘进可有效解决该地层下发生的各类问题,大大提高掘进效率。     

如何选用土压平衡盾构机施工复合地层

以广州地铁3号线为例，探讨如何选用土压平衡盾构机施工复合地层，以及盾构机配置上应考虑的关键点，为今后其他城市地铁施工中土压平衡盾构机选型时参考。     

土压平衡盾构机密封舱土压力优化设置问题

基于Rankine的土压力理论,研究了土压平衡盾构机掘进工作面稳定机理.根据主动土压力和被动土压力原理,推导了土压平衡盾构机的合理工作面土压力表达式.采用有限元方法模拟了盾构机密封舱土压力分布,建立了掘进工作面土压力与密封舱隔板可观测的土压力之间的关系,从理论上解决密封舱压力的优化设置问题.     

国产863土压平衡式盾构机在砂性土中长距离推进的施工优化

上海青草沙岛域输水管线工程采用国产土压平衡式盾构机在砂性土中长距离推进,施工中采取了多种手段克服了砂性土给推进带来的困难,如设备改进、土体改良等措施,取得了良好的成效.结合工程实践,主要阐述了土压平衡式盾构机在砂性土中推进的优化施工措施。     

土压平衡盾构下穿超浅埋复杂河道地层施工技术

文章结合长沙市大河西先导区雷梅片区地下配套交通一期工程文化艺术中心站~梅溪湖东站区间下穿既有龙王港河道段工程,介绍了土压平衡盾构穿越超浅埋复杂地层河道的施工技术,并采用现场试验及室内试验的方法分别给出了土压平衡盾构机下穿河道复杂地层段的掘进参数及同步注浆控制参数,确保了土压平衡盾构穿越该段河道的安全性。     

土压平衡盾构施工地面塌陷的原因及对策

目前城市地铁隧道施工中已广泛应用土压平衡盾构机,虽然施工时有利于控制地层位移,但受工程地质、水文条件影响和周边环境制约,仍存在大量施工风险,地面下沉和塌陷事故屡有发生。分析土压平衡盾构施工引起地面塌陷的原因,找出土压力管理的方法,通过分析典型土压平衡盾构机施工地面塌陷事故,提出减少和避免事故的对策。     

工程信息

北京市首台盾构机“京盾一号”研制成功 北京首台加泥式土压平衡盾构机——“京盾一号”于近日试运转成功。这项成果填补了北京一项空白。　　这项专门针对北京地区含水砂卵石地层而研制的盾构机，直径 3. 63m，是北京市科委重大科研项目。　　长期以来，我国城市排水管道及地下工程均采用开槽或不开槽施工，大都用劳动密集型施工方法，工作效率较低。而发达国家则大量采用机械化、自动化程度较高的隧道掘进施工，这种方法称为“盾构法”。 60年代后期，盾构法开始大量应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。其中加泥式土压平衡盾构机又是…     

基于BIMBase的人行拱桥参数化建模研究

对于造型奇特、曲线复杂的模型,采用常规三维建模方法建模流程复杂、模型修改繁琐,而基于国产软件BIMBase的参数化建模能解决以上问题。本文以人行拱桥为例,介绍了BIMBase参数化建模流程,研究针对人行拱桥的参数化建模方法,基于Python语言编写代码设置人行拱桥相关参数,对模型几何信息建立相应的关联性,从而实现人行拱桥参数化建模,最后查验模型的准确性,并将常规三维建模方法与基于BIMBase的参数化建模方法进行对比。该参数化建模方法有效解决了人行拱桥建模困难、建模流程繁琐和模型修改麻烦的问题,提高设计效率,实现模型大批量快速设计,表明BIMBase参数化建模在三维建模中具有可行性与先进性,同时为基于BIMBase的参数化建模技术提供参考。     

Ф14．27m土压平衡盾构机驱动部件现场安装

超大直径土压平衡盾构机在国内应用刚刚起步,在安装施工中具有风险大、难度高的特点。结合实际工程应用情况,介绍国内目前最大直径Ф14．27m土压平衡盾构机驱动部件在现场采用吊车方式安装的过程,总结了安装方法和风险控制的关键要点。为今后超大型盾构设备现场安装提供参考。     

软土地层土压平衡盾构法施工的模型试验研究

我国沿海地区以及许多内陆城市的地下广泛分布着很深的软黏土沉积层,目前该区域的许多城市都已兴建或正在筹建地铁。为确保在这种软弱地层中能采取与之相适应的盾构工法、减少对周围环境的影响以及降低工程造价,以上海地铁M8线某区间隧道工程为研究背景,采用室内模型试验的方法,进行了土压平衡盾构针对软土地层的适应性试验研究。为此,首先根据相似理论和模型试验方法建立了土体–盾构机器之间的相似系统;随后,针对上海地区特定的软土地层,进行了人工模型土壤的配制和模型试验方法的设计,并利用直径400 mm的模型盾构机模拟直径6340 mm的原型盾构机;最后,进行盾构不同工作参数组合的掘削试验,并记录下试验过程中机器工作参数及土体内应力和变形变化的有关试验结果,通过对试验数据的整理与分析,得出了软土地层中土压平衡盾构法施工的一些有用的规律。