摘要：泥水平衡盾构在掘进过程中维持开挖面土体稳定的关键在于泥浆性能与地层相匹配。以福州地铁泥水平衡盾构全断面穿越中粗砂层掘进为工程背景,首先分析制浆材料对泥浆性质的影响,并开展泥浆成膜室内试验,采用析因设计综合分析不同泥浆相对密度和黏度下试验的单位滤水量、成膜时间和泥膜形态,以及泥仓压力和含砂率对泥浆成膜的影响。结果表明:在本试验泥浆成膜试验条件下,最终滤水量随着相对密度的增大先减小后增加,随着黏度的增大而减小,同时,黏度对试验最终滤水量的影响小于相对密度的影响;随着泥浆中含砂率的增加,试验最终滤水量先减小后增大;当含砂率为10%~16%时,泥浆成膜最终单位滤水量小,泥浆成膜效果良好;就地取材,将淤泥质土作为泥浆组分之一时,适应福州中粗砂层的泥浆相对密度为1.12~1.18,黏度为26~30 s。

摘要：在保证刀盘结构强度符合工程要求的条件下,为解决刀盘易结泥饼的难题,依托常德沅江过江隧道工程项目,开展软土常压刀盘结构特征设计,分析盘体结构对渣土流动性的影响,并基于灵敏度分析方法对盘体结构进行优化及评价。研究结果表明:1)在充分考虑刀具配置及安装布置的条件下,刀盘采用5辐臂结构形式使得刀盘中心渣土流动性最佳,且开口大小宜由中心向外周缓慢增加;2)根据灵敏度分析优化方法,刀盘前面板、换刀箱支撑板对刀盘应力影响较大,其厚度增加能够显著提高刀盘结构强度;3)提出的盘体结构优化设计方法可以有效降低刀盘盘体质量,提升刀盘力学性能。

摘要：自上世纪50年代以来,中国企业开始研究隧道掘进机技术,经历了自主探索、技术引进和自主创新的历程。如今,中国已经具备了设计、制造多种类型隧道掘进机的技术创新能力。中国企业成功研制出了混合模式掘进机、异形断面掘进机、联络通道掘进机、竖井掘进机、斜井掘进机等多种新设备。中国的隧道掘进机技术水平总体上达到国际先进水平,并在新型破岩技术研究和新机型研发方面引领了行业的发展。未来,隧道掘进机技术的发展可以从“三个层次、一个提升”的角度进行探讨,包括在现有掘进机技术框架下,通过完善设备功能和提升性能来提高技术水平;突破破岩技术,并创新地下支护结构,推动新型隧道掘进机的发展;随着隧道理念的变化,推动隧道掘进技术的进步。同时,隧道智能化建设也需要得到提升,以提高施工效率和安全性。

摘要：近年来,我国重大隧道工程相继开工,掘进机研发、设计和制造水平不断提高。通过分析国产掘进机的典型工程案例,总结我国掘进机自主设计、制造技术的现状:土压平衡盾构、泥水平衡盾构和岩石隧道掘进机3大机型技术已经成熟,马蹄形盾构、矩形盾构等异形断面掘进机关键技术达到国际领先水平,同时竖井掘进机产品开始应用。分析当前我国掘进机研发制造中存在的关键问题:1)设计软件均是国外产品,信息安全问题日益凸显;2)掘进机主轴承、减速机等基础零部件需要进口;3)创新产品市场突破难度大。结合当前技术水平和市场现状,认为智能化和多样化是今后掘进机研制的重点和趋势,提出多功能多模式掘进机、异形断面岩石掘进机、复合破岩TBM、部分断面TBM等新机型设计理念,期望能够推动我国掘进机技术革新。

摘要：为更好地控制超大直径泥水平衡盾构始发阶段的施工风险,依托"一带一路"孟中印缅经济走廊大型基础设施项目孟加拉卡纳普里河水下隧道,采用开挖直径12.16 m超大型气垫式泥水加压平衡盾构密闭始发钢套筒进行始发。为解决当地吊装资源和远洋航运的限制,钢套筒采用分片设计。盾构在套筒内破除洞门围护结构前,须严格控制盾构掘进转矩,避免盾体及钢套筒整体扭转。对钢套筒始发整体扭转进行分析,并运用有限元仿真技术分析始发施工中的盾构钢套筒抗扭性能。研究结果表明:钢套筒可以满足始发前后所需的抵抗转矩,最大应力为16.6 MPa,最大位移为0.52 mm,最大水平位移为0.02 mm,最大竖向位移为0.51mm,满足盾构始发钢套筒的受力和变形验算条件。基于仿真计算结果,制定对应的超大直径盾构始发钢套筒的抗扭措施。

摘要：为更准确地预测管道受盾构开挖引起的竖向位移,对基于傅里叶变换的管道位移传递矩阵法进行修正,考虑泥水压力和注浆压力2个关键参数对管道位移的影响,并提出1种基于沉降监测数据的地层损失率的反演计算方法。同时,利用数值仿真软件FLAC3D分析不同工况下的管土变形规律,并与修正后的传递矩阵法进行对比。研究结果表明:由地层损失率反演计算方法可以计算得到较为准确和合理的地层损失率,使用该地层损失率计算地表沉降时与数值软件结果吻合度较高。修正后的传递矩阵法保留原计算方式的便捷性,同时考虑泥水压力和注浆压力等实际因素,与现场实测值更加贴近,准确度更高。管道与地层的相互作用可以通过管土相对刚度进行宏观定性描述,该参数可以反映出不同材质、壁厚、直径等条件下管道受盾构开挖影响的敏感性。研究结果可为盾构下穿既有管线的管线沉降预测提供一定参考。

摘要：为在高渗透砂卵石地层泥水盾构施工中确保开挖面稳定、保证施工安全,泥浆顺利成膜至关重要。依托京张高铁清华园隧道工程,采用自行设计的泥浆渗透试验装置,配制6种不同含砂量的泥浆,在与实际地层渗透系数相似的试验地层中进行渗透试验。对泥浆在渗透过程中的成膜类型、成膜质量、渗透深度、滤失量、闭气性能等相关指标进行分析,得到适用于高渗透性砂卵石地层的泥浆配比。结果表明:未加砂的泥浆在试验地层中难以顺利形成泥膜,泥膜渗透滤失量随含砂量的增加表现为先增后减,轻质砂的加入明显改善了泥浆的渗透成膜能力及闭气性。根据试验结果对依托工程泥浆配比进行优化,采用粒径在0.075~0.25 mm的细砂将泥浆含砂量调至9.6%,经实际施工验证,其成膜效果良好。

摘要：以北京地铁7号线08标百子湾站—化工路站区间为工程背景,针对该区间隧道穿越污染地层问题,为确保污染地层中隧道安全、健康的建成,通过现场取样及化验对土壤及地下水污染情况进行详细分析,在充分考虑污染土的特性和地层因素、安全因素、环境因素及经济因素的基础上,对污染地层盾构选型进行研究。研究结果表明:泥水平衡盾构工法有效规避了施工人员接触污染物,防止了污染物对人员和环境的影响,应作为污染地层隧道施工方法的首选。

摘要：武汉长江隧道于2004年11月28日开工,2008年12月28日通车试运行。该隧道总建筑长度3630米,分左、右两条隧道,其中东线隧道长3295米,西线隧道长3303.6米,每线各设两车道,宽7米,车道净高4.5米,设计车速50公里/小时。这条被称为“万里长江第一隧”的隧道,是我国最早开建、最先竣工的长江公路隧道,完全由我国自主设计、施工完成。

摘要：上海隧道股份是我国最早从事软土隧道施工的国有上市建筑企业，也是一家集盾构研发、设计、制造、施工于一体的综合型企业。隧道股份通过多年科研开发，先后成功研制了具有完全自主知识产权的土压平衡盾构、泥水平衡盾构等，提升了我国掘进机制造业的自主创新能力与核心竞争力，填补了国产盾构设计制造核心技术的空白，打破了“洋盾构”一统国内市场的局面。