摘要：宁波地铁5号线1期下穿高速公路路基时存在68°斜交长40 m的含塑料排水板的固结黏土地层,为研究盾构直接通过可行性、刀具选型、施工参数优化等问题,利用 TBM 掘进模态综合试验平台,进行了不同类型刀具、不同掘进参数的固结黏土地层排水板破除试验。研究表明:对于含排水板的固结黏土地层,在合理选择刀具、盾构参数并优化掘进参数情况下,盾构法施工直接破除基本可行,试验为宁波地铁工程建设提供了依据,也可为类似工程设计及施工提供参考。

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：针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统计分析,揭示全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀2种刀具对钢筋混凝土桩基的切削原理,并进一步评价滚刀和撕裂刀切削混凝土桩基的优缺点。结合不同掘进参数下盾构刀盘推力、转矩的变化情况,提出盾构刀盘直接切削钢筋混凝土桩基的滚刀和撕裂刀高低组合配置方案以及合理掘进参数。通过以色列地铁项目验证了该方案能有效将钢筋完全切断切短,有利于钢筋直接通过螺旋输送机排出,可提高施工效率和避免开舱处理钢筋风险。

摘要：为解决长距离单车道隧道幽暗湿滑环境司机视线受阻、多车辆行车风险大及运输效率低等问题,通过长距离隧道无线通信传输及定位信息计算技术与设备的开发,设计车辆自主避让算法,构建智能交通指挥系统,研发车载调度指挥终端,为车辆相向行驶时提供避让提醒、同向行驶时提供车辆跟车距离提醒提供解决方案,实现了现场隧道车辆相向行驶提前20~35 s的避让预警,同向行驶跟车50~200 m的精确定位及防追尾提醒,降低了长距离大坡度皮带机出碴单车道隧道无轨运输车辆的行驶风险,提高了隧道施工现场车辆调度管理的能力,保证了施工现场物料安全的高效运输,为施工现场管理信息化、智能化打下了坚实的基础。

摘要：我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019-2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。

摘要：超大直径(直径≥14 m)泥水盾构刀具在软硬不均地层受交变载荷作用,掘进参数选取难,刀具更换频繁,常压换刀装置刀座螺栓易发生过载失效、松动等问题,严重影响隧道施工安全。为实现对换刀装置载荷实时监测、感知载荷数据来指导施工,以汕头苏埃通道工程为依托,提出一套基于光纤光栅技术的载荷实时监测系统。该监测系统利用智能螺栓在泥水环境中对螺栓载荷进行测量,通过无线通信技术传输信号,最后基于数据采集软件对载荷数据进行存储、分析。结果表明:1)该系统能够在恶劣的泥水环境下克服复杂电磁环境,稳定可靠地对载荷进行监测;2)盾构在软硬不均地层掘进时,螺栓轴力载荷呈周期性变化且因安装位置不同差异性较大,利用软硬不均地层螺栓轴力载荷差异可估算岩石侵入高度并指导刀具配置;3)通过对螺栓轴力监测能够发现螺栓松动、预紧力衰减现象,有助于及时抽检刀具、加强螺栓防松措施,对降低施工风险很有必要。该系统可用于载荷实时监测、螺栓松动识别、岩石侵入高度估算等,对盾构施工具有一定指导作用。

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：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：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。