摘要：为解决超大直径泥水盾构在临海富水淤泥、砂层接收洞门的涌水、涌砂、涌泥地层存在的技术难题,以汕头海湾隧道工程超大直径泥水盾构在富水地层采用的接收关键技术为例,分析超大直径与小直径盾构水中接收的区别。基于超大直径盾构接收流程,阐述了超大直径泥水盾构在接收工作中端头加固、接收井封堵墙施工、接收基座施工、单层玻璃纤维筋洞门破除、贯通测量、接收掘进与注浆、洞门封堵等方面的解决方法,从盾构姿态控制、掘进参数控制、注浆控制、管片复紧、洞门临时封堵几个方面对超大直径盾构接收关键技术进行分析;通过采用设置砂浆接收基座为盾构接收提供足够的反力,保证盾构机出洞安全;借助同步注浆和二次注浆封闭补强质量,加强管片复紧,确保盾构隧道结构强度稳定;在最后5环使用多孔特殊环管片,提高注浆效果。然后,通过排水清砂并从上及下逐次施作钢筋骨架加喷射混凝土封堵洞门、降低无封堵洞门暴露时间、确保洞门施工安全等措施,保障水中接收的安全性。

摘要：为解决长大隧道施工时多作业车辆行驶时车辆拥堵、安全风险高、调度难的问题,依托上海轨道交通市域线机场联络线超大直径盾构隧道工程,设计了具有位置确认、信号传输、定位应用功能的智能调度系统。分析施工物料优先性,以减少车辆等待时间为目标确定车辆调度次序,建立了车辆调度模型。基于隧道车辆定位系统和车辆调度模型,开发了复杂工况下隧道车辆智能调度系统,通过在上海轨道交通市域线机场联络线工程度~凌区间隧道进行验证应用,提前20~35 s为相对行驶车辆进行避让预警,在相距50~200 m范围内进行车辆安全车提醒,提高了超大直径盾构隧道物料运输效率,提升了长距离隧道单车道多车辆行驶安全。

摘要：管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片槽为研究对象,分析其气密性以及失效机理。研究结果表明,力学模型结果与试验结果相吻合,验证了力学模型可行性和合理性;利用力学模型中接触压力路径,可以直观解释接缝垫片密封失效机理;环向接缝垫片密封能力与初始接触压力、气密性系数、垫片等效泊松比呈正相关;纵向接缝垫片密封能力与气密性系数、垫片等效泊松比和隧道外径呈正相关性,而与垫片宽度呈负相关;初始接触压力越大,垫片密封能力越强,但密封安全储备越弱;同等条件下,纵向接缝垫片密封能力明显优于环向接缝。

摘要：我国西部地区基础设施建设相对滞后。随着新时代的发展,西部地区铁路、公路和水利等基础设施建设进入一个快速发展阶段,隧道工程是其重要的选项;但西部地区大多处于青藏高原,山高谷深,隧道工程将会具有明显的超长、深埋的特点;同时该区域地质构造活跃,其水平地应力相对其他区域均偏高,隧道工程具有高地应力的特点。通过对类似TBM工程的研究与实践,阐述了超长深埋高地应力TBM隧道的主要问题,从隧道解重构行为特征出发,分析了典型的四类不良地质对TBM施工的影响,提出了相应的TBM选型要求、TBM针对性设计、掘进参数控制、支护技术方法等;以色季拉山隧道为例,深度分析了该隧道TBM选型的相关问题,以及该隧道TBM针对性设计要点;最后提出了开展超长深埋高地应力TBM隧道修建智能技术研究的建议。

摘要：高原铁路某隧道斜井工区在通风方式选择上一直存在隔板式通风和风管式通风的争论。为给该斜井工区施工通风方式的选择提供参考,首先,采用通风网络计算的方法,对2种方式的通风系统进行分析计算。然后,根据计算结果和耗能的对比分析,得出如下结论:1)隔板式通风和风管式通风均能使作业面的风速满足设计要求。2)当斜井中2根风管直径为2.2 m时,在风机配置相同的情况下,无论是第2阶段还是第3阶段,隔板式通风在耗能方面明显优于风管式通风。3)当斜井中2根风管的直径略大于2.5 m时,风管式通风的耗能与隔板式通风的耗能相当;继续增大斜井风管的直径,其耗能将小于隔板式通风。最后,对类似单斜井双正洞模式的施工通风方式选择提出建议。

摘要：为解决土岩交互地层超大直径泥水盾构推力、转矩参数设计取值与施工参数控制问题,提出土岩交互地层掘进载荷计算模型。根据泥水盾构特点分析载荷各分项组成,建立掘进载荷数学模型,基于土岩交互地层模型、刀盘几何模型对载荷计算模型进行数值仿真,利用汕头苏埃通道基岩段施工数据对模型进行计算验证,分析基岩侵入高度、岩石强度、贯入度等影响因素对刀盘转矩的影响规律。计算分析结果表明:1)掘进载荷计算模型理论推力与实测值误差为-6.4%~5.6%,刀盘理论转矩与实测值误差为-9.5%~9.0%,模型具有较高的精度,可满足装备设计和工程应用的实际需要;2)随基岩侵入高度和贯入度增加,推力、转矩均增加,但转矩对岩石侵入高度、贯入度变化更灵敏;3)岩石单轴抗压强度每增加10 MPa,转矩约上升7%(强度在50~100 MPa,贯入度5 mm/r);4)在高贯入度下,刀盘转矩随岩石侵入高度的增加效应越显著;5)在刀盘1/2位置附近,岩石高度增量引起的转矩增加最为显著。建议在施工中根据地勘确定的基岩侵入高度、岩石强度、贯入度参数计算出对应的转矩,可作为施工中掘进控制参数。

摘要：为解决隧道内部弧形件传统安装方式姿态调整困难、安装精度难以保证、安装过程占用物料运输通道等问题,以实现弧形件安装的自动化、智能化为目标,通过分析装配式弧形件的结构特点和装配施工工艺要求,基于工业机器人设计理念研制出一种全液压驱动的6自由度穿行式弧形件安装机。该安装机具有承载能力强、动作精度高、适应隧道复杂环境等特点,并成功应用于上海机场联络线工程。本研究结合工程实际,先根据隧道作业环境和弧形件位姿调整要求完成弧形件安装机的详细结构设计,再结合装备特点和弧形件安装作业环境合理规划姿态调整方案;然后,应用D-H参数法建立弧形件安装机正运动方程,并通过运动学分析推导各执行元件动作量与目标姿态的关系方程。结果表明:1)该装备的结构形式和姿态调整方案可以满足隧道内部超大、重型弧形件的高精度安装需求,油缸动作执行精度可达到0.5 mm;2)安装误差由20 mm减小至1 mm,单块安装时间由120 min减少至22 min;3)该装备的应用提高了弧形件安装的施工质量和效率,降低了人员占用和劳动强度,提高了装配式隧道内部结构施工的智能化水平。

摘要：刀具布置是盾构刀盘设计中的重要组成部分,直接影响到掘进的切削效果、出土状况和掘进速度。针对不同地质条件下,为满足盾构地质适应性,实现高效破岩。采用盾构刀具破岩机理实验台,对工程样岩开展不同刀间距破岩实验,分析破损岩渣质量,探究不同地质条件下的最佳破岩刀间距。与经验数据进行对比,结果表明:合理的刀间距能够提高破岩效率、减少刀具损耗,有效降低刀具成本,为不同地质条件下开展其他盾构工程进行刀间距设计提供了一种可行的方法。

摘要：当前隧道掘进机全生命周期中制造和运维存在信息壁垒、数据价值发挥受限,造成决策水平低下、设备效能不足。针对这些问题,分析制造和运维服务现状,提出一种制造和运维跨域数据交互感知和协同决策的新模式。同时,设计制造/运维协同决策体系架构,并详细阐述隧道掘进机跨域融合大数据驱动的协同决策功能和关键技术方法,包括基于隧道掘进机运维数据与经验数据结合的装备选型设计和协同生产,融合设计制造数据和装备运行多阶段数据的维修、维护协同作业方案,跨地域隧道掘进机大数据驱动的运行优化等。通过对协同决策新模式及关键决策技术方法的研究,将隧道掘进机各阶段数据进行融合集成和共享应用,构建出隧道掘进机制造和运维互馈协同决策机制,提升装备制造质量和适应性,保障装备的安全高效运行。

摘要：为探索复合地层地质参数与水下大直径盾构掘进参数的内在联系,以汕头海湾隧道工程为背景,采用BP神经网络方法构建相关性预测模型,实现从地质参数到掘进参数的量化预测。研究结果表明:(1)通过建立基于掘进环数的地质参数及盾构稳定掘进时的掘进参数数据库,可有效表征地质及设备特性;(2)通过数据预处理、优选网络结构及训练函数,构建基于BP神经网络的相关性预测模型,总推进力、刀盘转速、掘进速度和刀盘扭矩平均误差小于6%,最大误差小于18%,预测效果较好,基本达到工程要求。基于BP神经网络相关性预测模型,输入地质参数即可定量预测掘进参数,结构简单、运算方便、精度较高。