基于岩渣粒径分布规律的TBM刀具消耗分析

岩渣是TBM掘进过程中岩机作用的直接产物,其粒径分布规律是进行TBM地质适应性、掘进效率和刀具消耗评价的重要指标。针对刀具消耗评价问题,结合兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工,对TBM在不同岩体条件中掘进时产生的岩渣进行了现场量测与筛分试验,并对实测岩渣粒径分布数据进行了统计分析和理论分布函数拟合。对TBM掘进过程中刀具消耗规律进行了分析总结,探讨了不同岩体条件下TBM刀具消耗规律与岩渣粗糙度指数、岩渣颗粒级配系数以及岩渣粒径分组比例等参数之间的相关关系。研究结果表明:①刀具消耗与岩体地质条件密切相关,岩石强度越高,耐磨性越强,刀具消耗越大,Ⅱ类和Ⅳ类围岩中TBM刀具消耗明显高于Ⅲ类围岩;滚刀直径对刀具消耗有一定影响,采用大直径滚刀可降低同等围岩条件下的刀具消耗;②不同岩性条件下岩渣粒径分布不均匀,总体上属于级配良好,符合Rosin-Rammler函数,可采用Rosin-Rammler函数进行岩渣粒径分布参数计算;③刀具消耗与岩渣曲率系数的相关性不明显,与不均匀系数存在较好的二次函数关系,相关系数为0.875;④刀具消耗与岩渣粗糙度指数存在较显著的二次函数关系,相关系数为0.8...     

基于厌氧氨氧化的城市污水处理厂能耗分析

基于小试和示范工程的试验研究结果,对基于一体化厌氧氨氧化工艺的城市污水处理厂进行了综合分析和评价.首先针对主要污染物质进行物质平衡分析,结果表明:与传统A2O城市污水处理工艺技术相比,基于厌氧氨氧化工艺的污水处理厂能在保证出水总氮达一级A排放标准的同时,有机物回收量增加1倍.进一步考察了厌氧氨氧化工艺对城市污水处理厂能耗的影响.曝气能耗的降低和厌氧消化工艺中甲烷产量的提高,使得城市污水处理厂的理论能量自给率达到90%.物质平衡分析和能耗分析表明:厌氧氨氧化工艺提高污水厂能量自给率的关键在于实现了污水中有机物和氮污染物去除的分离.     

基于声发射试验的TBM隧道施工围岩损伤及应用研究

高黎贡山隧道作为大瑞铁路关键性控制工程,沿线地质极其复杂,各种地质灾害大大降低了TBM施工效率,为掌握TBM掘进前后隧道周边围岩的损伤演化规律,以提出合理的手段和方法处理TBM施工中遇到的地质灾害,通过提取TBM施工现场声发射试验数据,分析基于掌子面周围围岩的损伤演化规律,提出围岩松动区、损伤区和扰动区划分依据,为获取...     

粉质黏土地层条件下盾构下穿既有隧道变形控制技术探讨

盾构下穿既有隧道施工中的变形控制是确保盾构施工安全的重要保证.以郑州地铁某区间盾构隧道工程为研究背景,分析了盾构施工地层变形的诱发因素,针对粉质黏土地层条件下盾构下穿既有隧道的变形控制问题,提出盾构掘进参数控制法、克泥效法、同步注浆和二次注浆控制相结合的施工控制技术,并结合现场试验结果验证了盾构施工变形控制效果.     

基于多个隧道掘进机工程数据回归分析的滚刀磨损评价方法

为了评价不同隧道工程围岩对隧道掘进机(TBM)滚刀磨损的影响,解决滚刀磨耗难以准确预测的问题,基于北疆供水二期、吉林引松供水、陕西引汉济渭、大瑞铁路高黎贡山、深圳地铁10号线等多个隧道(洞)工程TMB滚刀磨损数据,选取岩石单轴抗压强度、岩石等效石英含量、岩石磨蚀性指标、岩体完整性指标、滚刀破岩体积磨损速率等参数进行数据回归分析。结果表明：岩石磨蚀性指标与单轴抗压强度和等效石英含量的乘积成对数函数关系,滚刀破岩体积磨损速率与岩体完整性系数和岩石磨蚀性指标的乘积成指数函数关系,滚刀刀圈寿命与岩体完整性系数和岩石磨蚀性指标的乘积成负指数函数关系。并并在此基础上,建立了岩石磨蚀性和滚刀磨损性的分级评价准则。     

泥水盾构穿越富水破碎带掘进参数研究

依托珠三角水资源配置工程某隧道破碎带区间,结合该工程的地质与水文状况,对地质破碎带区间段超前地质预报、注浆加固技术、管片结构与防水施工技术进行了探讨,并对泥水盾构在初入破碎带掘进参数进行了分析。通过研究为类似盾构破碎带施工工程提供经验,保证施工进度和施工安全。     

盘形滚刀磨损预测模型

盾构或TBM长距离掘进硬岩施工中,不可避免地会遇到盘形滚刀磨损问题。通过分析滚刀的磨损机理,确定了滚刀最主要的直接磨损机制是基于塑性去除的磨粒磨损;基于Rabinowicz磨粒磨损方程和CSM滚刀破岩力模型,通过近似计算和数学推导,建立了滚刀直接磨损的磨损速率和线磨损速率预测模型;并通过广州地铁7号线9标和广深港狮子洋隧道正滚刀的磨损数据进行了验证。结果表明,基于材料磨损机制建立滚刀磨损预测模型的可行性,所建立的预测模型也能较准确地反映滚刀的真实磨损情况。所建立的滚刀磨损速率模型可用于预测不同安装半径滚刀的正常掘进距离,所提出的滚刀线磨损速率可以作为衡量滚刀耐磨蚀性的重要指标;并且给出了滚刀磨损速率、线磨损速率与地层抗压强度、刀刃屈服强度、滚刀安装半径、滚刀直径、刀刃宽度、刀间距、贯入度等参数之间的定量关系;但该模型仅适用于正滚刀和中心刀的正常磨损预测,对于边滚刀还需考虑二次磨损。     

新型气水分离旋流器在单立管排水系统中的应用研究

将不同类型气水分离器安装在模拟室内排水系统的排水立管上,通过试验测得其与空白对照的排水系统的临界流量和立管内压力波动情况,确定气水分离旋流器的最佳结构。试验结果表明,安装新型气水分离旋流器可以将排水系统的最大流量提高21.6%,大大增加了排水立管的通气能力,减小了排水立管的压力波动,在造价仅为普通螺旋管的1/3～1/4条件下,达到了螺旋管的使用效果。     

贵阳地铁S2线盾构适应性选型分析

针对贵阳地铁S2线一期北段工程隧道施工方法的决策问题,从工程概况入手,提出了该工程的施工存在岩溶、涌水、软硬夹杂、软硬不均等不良地质;针对不良地质条件,提出了盾构选型的总体要求,要求盾构必须是带护盾的封闭式盾构、具备压力平衡系统、具备超前预报系统等能力;最后对土压平衡盾构、泥水平衡盾构以及可变密度盾构三种机型的适应性进行了针对性分析,得出土压平衡盾构无法应对涌水、泥水平衡盾构无法应对溶洞群,而可变密度盾构可有效应对该工程的多种不良地质。     

Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16):Eu~(2+)带状荧光纳米纤维的制备、性能及盾构盘型滚刀的磨损检测

采用静电纺丝与气相还原氮化相结合的方式制备了Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16):Eu~(2+)带状荧光纤维薄膜。利用FE-SEM、XRD、PL和万能材料试验机等测试方法对材料进行了表征。样品在微观上保持带状纤维结构,宏观上保持薄膜的状态,并具有一定的强度、温度、防水及化学稳定性。样品在1500℃,Eu~(2+)的浓度为0.1下保温4 h后的XRD图谱与Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16)的标准卡片相符合。纤维膜可以被蓝光有效激发,表现为400~700 nm的宽峰发射光谱。将该荧光纤维膜用于盾构盘型滚刀的磨损检测,在主控室既可以实时掌握每把滚刀的磨损程度,又减少了带压和高风险地质段的人工检测,大大节约了投入成本和降低了换刀作业人员的职业风险。