摘要：基于某地铁安全事故,采用有限元软件Midas GTS,建立盾构姿态有限元法(FEM)模型,探讨由盾尾渗漏引起的尾盾底部掏空和由开挖面坍塌引起的前盾顶部空洞对于盾构姿态的影响.结果表明:盾尾渗漏使盾尾壳体失去了周围地基的有效约束作用,是盾构机姿态发生突变的主要因素,而开挖面坍塌则加速了盾构机姿态发展过程;盾构姿态变化有线性缓慢增长和非线性快速增长突变两个阶段,盾构机姿态突变时盾尾掏空范围在3.5 m左右;根据地质条件和盾构掘进工程风险确定盾构姿态控制的盾尾允许下沉值,再根据拟合的盾尾下沉量与前盾顶部空洞和尾盾掏空范围的曲面函数,可获得盾构机姿态突变临界发生条件即前盾顶部空洞和尾盾掏空范围的相关曲线,位于该曲线的下方区域认为是稳定安全的,位于该曲线上方区域则认为是不稳定不安全的.

摘要：主动铰接型盾构机在曲线隧道开挖中应用广泛,其盾构姿态的精密解算是盾构机自动导向系统的核心功能,也是盾构掘进中进行盾构机实时纠偏的前提和基础。国内外盾构机自动导向系统提供商对自身盾构姿态计算原理和方法保密的现状,给盾构机姿态人工复核和盾构施工带来了较大困难。本文在研究两款国产盾构机和日本演算工坊棱镜法自动导向系统的基础上,利用立体几何和空间投影变换原理,提出了主动铰接型盾构机姿态精密解算方法,给出详细推导计算公式。通过对多台盾构机在不同隧道线型内多组姿态坐标数据的计算和对比,验证了该盾构姿态精密解算方法的正确性。

摘要：大量盾构隧道工程实践表明,盾构姿态控制不良导致千斤顶对管片的偏心推力、盾壳对管片的挤压力、盾尾注浆对管片的不均匀压力等施工荷载是引起管片结构发生各种病害的主要原因。为了阐明盾构姿态变化对管片受力的影响及控制技术的应用现状,详细介绍了盾构姿态参数、测量方法及姿态变化过程,重点阐述了盾构姿态引起施工荷载的变化对管片结构影响的研究进展,并归纳施工各阶段盾构姿态的控制和纠偏技术措施,指出了现有研究的不足和尚需讨论的问题。建议研发高精度高智能化的自动导向系统,全面考虑姿态变化过程中的施工荷载,构建精细化管片模型和三维盾构姿态的动态模型,进一步探究姿态参数对盾构姿态的控制效应。

摘要：南宁地铁1号线区间盾构隧道局部穿过卵砾石下伏中等膨胀岩地层,为得到盾构在该地层中掘进的姿态演化过程,通过现场实测数据分析了下部膨胀岩地层遇水膨胀后对盾构姿态变化的影响。研究表明:下部泥岩遇水膨胀后与同步浆液混合物包裹于盾构机下方,导致姿态控制困难;掘进过程中增大上部推力可使盾头姿态下降,但盾构中后部姿态会上升,停机拼装管片时遇水膨胀的泥岩会导致盾头姿态上升;掘进过程中应保持合理的上下推力差值,并配合采取其他控制技术。

摘要：针对盾构施工过程中参数易变、轴线难以预测控制的问题,本文提出了基于机器学习的多施工参数盾构施工姿态预测方法,分析了在复杂环境下影响盾构姿态掘进施工的参数,以及掘进参数和盾构姿态内在的关联关系,建立了盾构姿态预测模型,实现了盾首盾尾中心坐标与设计轴线的偏差计算;最后结合某地铁施工段,验证了该预测模型的可行性。

摘要：盾构施工中通过不断地调整区压控制盾构姿态,然而在实际中如果将各分区压力参数设置差距太大会发生盾构姿态偏差反而加剧的情况。结合某城市地铁下穿江河段时遇过饱和软土发生沉降的案例,说明在盾构本身出现沉降偏差时,由于区压调整参数设置不合理,导致盾构推力不均匀反而加速盾构下沉的情况,对盾构推进的区压参数设置进行对比分析,并对盾构姿态持续下沉过程进行详细描述,分析区压过度调整对盾构姿态产生不利影响的原因。根据盾构推进压力对于管片的反作用力,从力学角度分析盾构姿态的调整是盾构区压设置的调整原理,阐述盾构姿态形成的受力状态是盾构自身偏转量与成型隧道管片受力不均呈现逆向偏差的结果。二者的偏转量是相反的,当调整区压设置导致成型隧道偏转量大于盾构自身偏转量时,盾构姿态将呈现越纠越偏的现象,即为区压过度调整。该结论指出盾构施工过程中姿态调整的误区,并对盾构施工推进参数设置的合理性提出见解。

摘要：盾构机在砂砾土和泥岩组成的上软下硬地层中掘进时,盾构机及管片姿态控制难度大,盾构姿态偏差过大易导致盾构隧道偏离设计轴线,造成较大的安全隐患,如何快速安全纠偏至关重要.依托某地铁盾构隧道工程,分析盾构掘进过程盾构姿态漂移量大的原因,为降低盾构姿态偏差对管片的影响,提出盾构机超前抽土的方法,在盾构机前盾下方采用钻孔设备抽土,形成一定大小的空腔,配合千斤顶分区控制措施,成功使盾构机姿态漂移量调整至规定范围,最大纠偏量达120 mm,研究成果可为类似盾构机姿态漂移控制提供借鉴.

摘要：如何准确、高效地实现对盾构姿态的自动控制,使其沿设计轴线推进,是摆在科研和工程技术人员面前的一个急需解决的课题.在分析盾构自动控制方法的基础上,采用“分—合”的方式,研究了将 Labview 应用于盾构姿态模糊控制器的设计,并阐述了其可行性和优越性.

摘要：针对当前盾构姿态测量方法存在的不足,提出以盾构中心和管片中心的连线来定义盾构姿态的新方法.利用全站仪来测量盾构中心,具有操作简单、精度高等优点.为了实现管片中心的测量,设计了由激光测距仪、旋转控制台、倾角传感器、控制系统、通讯系统组成的管片中心测量装置,采用周向扫描的方式,实现了管片中心的测量.新型盾构姿态测量系统考虑盾构、隧道和管片三者之间的联系,比传统方法更加合理,具有一定的应用价值.

摘要：以徐州地铁2号线盾构区间为背景,介绍了区间岩土层相关岩土设计参数,提出在掘进参数获取及盾构姿态控制方面掘进姿态监测手段,剖析了不良地质环境下盾构姿态超限原因,提出在复杂地层环境下盾构姿态控制方法及纠偏方案,相关施工经验可应用于类似工程。