水底盾构掘进泥水喷发现象研究

泥水式盾构工法是水底软土隧道施工的首选工法,施工时泥水压力过大可导致开挖面前方地层劈裂,引发泥水喷发、河(海)水倒灌事故。以此类现象为研究对象,研究地层劈裂发生、伸展机制及不同泥水压力对地层劈裂的影响。研究结果表明:水底隧道泥水式盾构施工时,开挖面前方地层微小劈裂纹不可避免,但泥水喷发现象能否发生与盾构掘进参数、泥水性质、地层特性及盾构覆土厚度密切相关,通过理论分析和盾构掘进模型试验,得出了泥水喷发半经验公式,在此基础上提出了防止泥水喷发现象发生的相关措施。     

航道疏浚对海底盾构隧道纵向稳定性的影响研究

对海底长距离、高水压、大直径盾构隧道纵向稳定性的特点和影响因素进行了分析,并通过工程实体对航道疏浚这一影响因子进行研究。结合航道疏浚的特点、工艺和工序,选取纵向长2.4km的大型模型,采用数值模拟方法分别研究了航道疏浚深度、疏浚工序及回淤厚度等因素对结构纵向变形、受力的影响程度,初步得到了航道疏浚深度对隧道结构稳定性的控制作用。同时,给出了疏浚深度与结构变形、受力的非线性关系,即航道疏浚深度超过7m后隧道纵向变形趋势明显;提出了疏浚控制深度的指标,疏浚规划方案宜进行优化。最后,探讨了盾构隧道结构和周边地层的加固方案,以保证结构稳定性。初步研究结果对于海底盾构隧道前期规划、设计有一定的参考价值,相关研究还需要进一步深化。     

城市道路地下空问与共同沟

如何综合开发利用城市道路的上下部公共空间，是城市现代化发展过程中需要认真考虑的重要课题之一。发达国家城市现代化发展经验表明，综合利用城市道路空间，尤其是城市道路地下空间，积极建设集城市各种生命管线设施为一体的共同沟是城市道路空间有效利用的重要途径之一。本文简要阐述了日本共同沟与城市道路共同发展的经验，并较为详细地介绍了日本共同沟的分类、规划、设计、施工等情况，供有关城市开发建设部门借鉴与参考。     

盾构直接切削大直径钢筋混凝土桩基试验研究

基于苏州地铁盾构切削穿越14根大直径桥桩工程需要,开展盾构直接切削两根直径 1 200 mm桩基的现场试验,分析切桩效果及机制、掘削参数特征、刀具损伤规律等,并探讨研究盾构直接切削大直径桩基的可行性及关键技术。试验表明：贝壳刀可适用于直接切削桩基,以剪切切削与侧向挤碎的方式破除混凝土,切筋机制为剪切切削;钢筋受周边混凝土的包裹固定情况是其能否被有效切断的关键因素;作用于桩身的推力值、扭矩值与切深近似成线性关系;切桩时推速的波动幅度较大,易造成刀具合金崩裂;切削侧部桩相比中部桩对刀具的损伤更大。根据试验结果,提出超前贝壳刀的配置方案以及分次切筋的切削理念,建议推速设定值不超过2 mm/min,刀盘转速宜用中档。试验成果成功应用于苏州切桩工程,试验与实践共同表明盾构直接切削大直径桩基是可行的。     

北京地下直径线泥水盾构泥浆特性参数确定

北京地下直径线是北京地区首次在砂卵石地层中采用大直径泥水盾构.为保证施工过程中隧道开挖面的稳定,必须科学确定盾构泥浆特性参数.根据砂卵石地层特点,同时考虑泥水盾构设备输送碴土能力,综合确定盾构泥浆特性参数.此外,北京地下直径线泥水盾构泥浆特性参数的确定还借鉴了类似工程盾构泥浆特性参数的取值.     

盘形滚刀切割岩碴粒径分布规律研究

 岩碴大小及粒径分布是联系机械掘进参数与岩石性质的重要指标。依据盘形滚刀切割岩碴形成机制,分析岩碴尺寸组成及形成特点。基于现场掘进试验,按不同岩性和掘进机不同推力水平,分组获取岩碴试样,对其进行尺寸量测与筛分试验,取得大量的岩碴尺寸数据,并运用概率统计理论对泥岩、砂岩的岩碴尺寸进行分布拟合检验;随后对实测岩碴粒径分布进行计算并与理论分布模型(对数正态分布函数和Rosin-Rammler分布函数)进行对比分析。在岩碴尺寸分布、粒径分布及其与机械参数的关系等方面取得一些有益的结论,对改进掘进机设计及提高掘进效能具有一定的参考意义     

泥水盾构中劈裂压力影响因素研究

泥水盾构在软弱含水地层中掘进时,泥水支护压力过大容易导致掌子面发生水力劈裂,从而引起掌子面坍塌。研究掌子面劈裂压力的影响因素对防止水力劈裂的发生有重要意义。由于现场试验实施困难、风险高,故设计制作了一种水力劈裂装置,并采用盲孔试样模拟隧道劈裂的发生。通过正交试验配制不同强度的人造黏土用于研究劈裂压力与强度的关系,并采用不同黏度的泥浆进行盲孔试样劈裂试验,分析泥浆黏度对劈裂压力的影响。研究结果表明：在两种加载条件下,劈裂压力随着无侧限抗压强度的增大线性增大。当泥浆黏度小于27s时,劈裂压力随泥浆黏度增大而增大,但随时间增长,增大速度变缓;当泥浆黏度大于27s时,随着黏度的增大,劈裂压力稳定在一定值基本不再增大;盲孔试样破坏后具有明显的劈裂面,且不同泥浆黏度时试样的劈裂面基本一致,均自盲孔底端斜向上延伸。     

双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储。文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统，以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况，给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果。     

水下盾构对接拆机后管片应力松弛控制措施研究

盾构对接技术凭借其“相向掘进、地中对接、洞内解体”等技术特点,在水下盾构隧道施工中的应用愈加频繁,由于技术尚不完善,盾构拆机导致的掌子面失稳和管片衬砌应力松弛等问题亟待解决。依托某海底隧道工程,针对盾构地中对接管片槽钢加固技术展开研究,建立了管片衬砌壳 连接器模型,通过在环间预留间隙实现了管片环缝的模拟,计算了管片环之间的连接强度,能够详细模拟不同荷载下的环缝张开量。以环缝张开量为判断标准,对比分析了加固范围、槽钢数量和槽钢型号等因素对加固效果的影响,研究结果表明：随着加固环数的增多,最大轴向位移和环缝张开量均呈现先减下后增加的趋势;随着槽钢的数量增多、型号变大,最大轴向位移和环缝张开量逐渐减小,减小趋势逐渐放缓,离盾尾较远的管片环加固效果相对较弱。     

隧道掘进机常用切割刀具应用分析

机械化隧道掘进具有安全、快速、环保等优点,在国外隧道工程中,机械化掘进已相当广泛并日趋成熟。近年来,由于我国隧道及地下工程的快速发展,城市和山岭隧道也越来越多地采用机械化隧道掘进。按照地层条件和具体施工方法的不同,隧道掘进机可分为硬岩隧道掘进机(又称TBM)、软岩及土层隧道掘进机(又称盾构机)以及顶管掘进机。目前,常用的全断面隧道掘进机(盾构和TBM)都是靠刀盘旋转并利用其上安装的刀具切割岩土体并由油缸向前推进。因此,刀盘刀具技术是隧道掘进机最关键、最核心的技术。由于刀盘与开挖面的复杂作用,刀盘刀具对地层条件有…