盾构机在长距离硬岩中掘进的探讨

研究目的：盾构机目前已广泛应用于各种土建工程领域。利用盾构技术解决地铁工程中长距离硬岩掘进的工程实例不多见。本文主要研究运用盾构机在硬岩段掘进的适应能力以及在硬岩段掘进可能出现的问题和需采取的措施。研究方法：文章通过广州地铁1个长距离硬岩掘进的工程实例，收集施工过程中相关的数据、出现的问题以及所采取的对策等资料，并对这些信息进行分析。研究结果：根据该工程的施工过程得出盾构机在硬岩中的掘进是可行的，出现的问题能够通过采取相应的措施予以克服。研究结论：由于本段硬岩有极细小裂隙且裂隙多被石英细脉充填，因此盾构能够顺利掘进。可以得出结论：只要裂隙发育，即使岩石单轴抗压强度高，可以通过选用适宜的盾构机型、合理地进行刀盘和刀具配置，完全可以顺利地在硬岩中掘进，而且比其它工法掘进速度更高。     

辅助气压模式超大盾构掘进防泥饼及风险控制

随着超大直径盾构在软硬复合地层的广泛应用，刀盘刀具结泥和刀筒内部积渣问题较为突出。本文结合深圳春风隧道超大直径泥水盾构穿越F9断裂带糜棱岩-板岩地层，分析了掘进过程遇见的主要问题，通过采取辅助气压模式掘进，同时辅以严格控制泥浆指标、加大环流流量和刀盘中心冲刷流量、加强刀具管理以及分阶段洗仓、高压水刀冲洗溜渣口等手段，消除了泥饼的不良影响，并提出控制辅助气压模式掘进风险的措施，保证了较稳定的掘进状态，为后续类似工程提供一定的参考。     

TB880E型掘进机应用研究

由铁道部出资7．3亿元购置的2台TB880E型掘进机，先后完成了秦岭特长Ⅰ线隧道、磨沟岭隧道、桃花铺1号隧道的掘进任务，累计掘进长度22162m。这2台掘进机自2002年工程完工后，维修、保养、存放至今。TB880E型掘进机的正常使用寿命应在8000台班左右，可以完成35～40km隧道的掘进任务。此文结合秦岭特长隧道、乌鞘岭特长隧道施工方案，对掘进机与钻爆法的优缺点进行对比分析，探讨TBM剩余寿命期的利用问题，以期为今后选择合理的隧道建设方案提供参考。     

圆砾泥岩复合地层盾构掘进控制技术探讨

结合南宁地铁1号线火朝区间和朝新区间盾构隧道施工情况,对圆砾泥岩复合地层中土压平衡盾构掘进施工控制技术进行探讨。明确在此类地层中盾构掘进施工面临的问题,包括盾构掘进功效不佳、掘进面稳定性难以控制和施工对地表沉降及周边环境影响大,继而从掘进参数优化、渣土改良优化、壁后注浆优化、建筑物保护等方面提出土压平衡盾构穿越圆砾泥岩复合地层的成套掘进施工控制技术。     

全断面微膨胀黏土地层盾构掘进技术研究

以合肥地铁2标全断面微膨胀粘土地层盾构区间为依托,通过对盾构试掘进产生的问题进行分析研究,提出了合适的盾构掘进参数和渣土改良方法。结果表明:利用泡沫管路系统采用水作为渣土改良剂,注水量为90 L/min左右,掘进速度控制在30 mm/min左右,配合调整掘进参数,可保证盾构在全断面微膨胀黏土地层顺利掘进。     

导坑法施工隧道掘进作业接尘量和粉尘分散度调查

调查了导坑法施工掘进作业各工序、掘进循环粉尘时间加权平均浓度（ＴＷＡ）、接尘量和离掘进面不同距离各工序粉尘分散度。调查持续近一年，共测定５次，每次连续３ｄ。结果显示：平均掘进循环周期为５３６．１１ｍｉｎ，每循环接尘时间为４２９．７４ｍｉｎ，每工班８ｈ接尘时间３８４．７６ｍｉｎ；ＴＷＡ９．２２ｍｇ／ｍ３，工班接尘量为７３．７７ｍｇ·ｈ；各产尘工序以打眼时粉尘颗粒径最大，离掘进面距离越远粉尘粒径越小；而炮后则以离掘进面１６ｍ处粒径最大；各工序粉尘分散度以粒径＜５μｍ的占８０％以上。     

TBM掘进工时利用率动态优化系统研究

在深入分析国内外ＴＢＭ掘进工时利用统计资料和经济基础上，针对国家重点工程西康铁路秦岭隧道ＴＢＭ掘进实际，从ＴＢＭ人员组织，管理水平评价改善及工时利用优化决策等方面，深入论述了ＴＢＭ掘进工时利用率动态优化系统建立和应用过程。     

基于机器学习的地铁盾构掘进参数智能预测与控制方法研究

盾构掘进的精细化和智能化控制是现代隧道施工技术的发展趋势，为更好地预测和控制盾构掘进状态，提出一种预测和控制盾构掘进参数的智能模型。该模型考虑了多个影响盾构掘进参数的非线性因素，建立了6种基于机器学习与海鸥算法相结合的混合算法(SOA-ML)盾构掘进参数智能预测模型，并提出基于层次分析法的最佳预测模型判别方法；进一步利用最佳预测模型提出了基于PSO算法的掘进参数控制方法。以金华至义乌至东阳市域轨道交通工程为例，验证了模型的有效性。运用结果表明：SOA算法可有效地对机器学习算法的超参数调优，且SOA种群数量越大，搜索的范围越广，最佳适应度收敛性越快；6种算法模型均具有较好的预测性能，根据层次分析法对预测模型进行性能排序为BP>ELM>CNN>RF>SVM>LSTM;基于BP-PSO的盾构掘进参数预测和控制过程具有消耗时间小、预测与优化性好的特点。     

基于神经网络的双模盾构复合地层掘进参数预测模型

依托深圳市轨道交通12号线怀德站-福永站区间隧道工程，基于EPB/TBM双模盾构穿越地质参数和现场掘进监测数据，采用BP神经网络方法建立双模式盾构掘进参数预测模型，分别对地层参数及掘进模式进行量化，将刀盘扭矩、刀盘转速、螺旋机转速、总推进力、隧道埋深、围岩等级、岩石单轴饱和抗压强度及不同掘进模式作为输入参数，预测出在不同掘进模式及不同地层条件下的设备掘进速率，针对3类典型地层的预测结果进行可视化分析验证，并对预测模型精度进行改进分析。结果表明：神经网络预测模型在TBM模式下的微风化段平均相对误差为8.6%,EPB模式下的强风化段平均相对误差为10.6%,EPB模式下的中风化段平均相对误差26.2%;该模型对强风化段及微风化段等地层强度变化较为稳定的地层预测精度较高，同时，该预测模式适用于22个隐层神经元并对掘进速率采用直接放缩的方法。     

越江隧道泥岩段掘进技术研究

以武汉轨道交通3号线穿越汉江段盾构掘进为背景,针对该泥岩段掘进速度慢、扭矩大、泥浆门堵塞、刀 盘结泥饼等技术难题,经过隧道领域专家论证及与高校技术合作,通过数据分析对比,针对性地采取进舱处理泥 饼、改良盾构机循环系统及刀盘冲刷系统、改良泥浆、优化掘进参数、优化掘进方式等措施,从而很大程度上解 决泥岩段掘进中遇到的问题,对类似工程有一定的参考价值。     

软弱地层盾构近距离对向掘进施工控制技术

文章结合宁波市轨道交通2号线外滩大桥站—正大路站区间盾构近距离对向掘进工程,就软弱土层盾构近距离对向掘进施工控制问题,应用有限元法模拟分析盾构近距离对向施工对地表沉降的影响规律,并依此从对向掘进施工工艺和盾构掘进施工参数提出了施工控制措施。现场监测结果表明,地表沉降、建筑物沉降、隧道管片位移均满足相应标准要求。     

温福铁路(福建段)隧道掘进突破百公里大关

2007年3月12日，温福铁路（福建段）隧道掘进累计100．25km，完成隧道总长的70．23％，在全国铁路客运专线中首次突破隧道掘进百公里大关。     

浅谈南昆线(西段)隧道施工中存在的问题及对策

本文通过对南昆线（西段）隧道施工中掘进、支护、运输、衬砌、通风等技术的介绍，分析了其在应用中存在的问题，并提出了改进的意见和建议。     

泥水盾构掘进速度的影响因素及数值分析

介绍如何设定泥水加压盾构的施工参数，并结合地铁施工数据，分析各施工参数对掘进速度的影响程度，同时利用多元统计方法求解泥水加压盾构掘进速度的数学表达式。     

隧道掘进的半循环通风探讨

探讨了隧道掘进的半循环通风方式，分析了排尘和排烟过程。讨论了半循环通风方法应用于隧道掘进的可能性。     

沿海复合地层泥水盾构施工适应性分析

以沿海广深港客运专线狮子洋隧道为工程依托,分析软土地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层、断层破碎带4种典型地层条件下,大直径盾构隧道掘进中遇到的问题。结果表明:软土地层适合采用泥水平衡盾构掘进,掘进速度较快;在软硬不均地层中掘进时须对边刀间距进行优化并适当调整刮刀与滚刀的高差;全断面硬岩地层中掘进速度较慢,刀具磨损严重;在断层破碎带施工时须加强刀盘驱动系统和推进系统的最大承受荷载,根据地层变化不断优化掘进参数,维持掌子面的泥水压力,保证复杂地质条件及恶劣工况下盾构的掘进。研究结果对类似工程特别是沿海地区盾构隧道施工有借鉴意义。     

高原隧道的设计与施工问题

高原隧道由于地理条件的影响，空气稀薄，气候严寒等恶劣条件给设计和施工提出了特殊的要求，文中就高原隧道设计与施工，隧道的冻融，机械化配套，施工供水，独头掘进等问题提出一些见解，可供参考。     

柴油车运碴时隧道内空气中颗粒物时空分布测定

用光散射数字尘计对施工隧道装运碴时颗粒物浓度进行了测定。纵向分布呈现掘进面至送风口浓度的曲线由高渐低，风管铺设段呈水平分布，提示风管铺设段隧道内污染物排出顺利。运碴车辆往返运动时，可消除或减少送风口远离掘进面通风阻碍污染物向外移动的不利影响，使掘进面污染物被带至风管铺设段，顺风流方向移向洞外。     

盾构过全断面浅埋淤泥地层施工技术

从掘进控制、姿态控制、注浆控制三方面,介绍了福州地铁1号线03标斗门站~树兜站盾构区间在全断面淤泥质层中掘进的关键技术。该技术不仅全面阐述了如何应对盾构在全断面浅埋淤泥质层中掘进可能带来的诸多问题及风险,更节约成本,提高了成型隧道质量。     

在砂质地层中进行隧道的安全施工

隧道工程是在地下的狭窄空间进行施工，而且地怪条件变化多端，因而，在危险状态进行掘进的情况是不少的。因此，除了积累掘进技术经验之外，还应以经常的施工安全为目标，结合现场的各种条件开发新的技术。