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：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。

摘要：隧道病害对隧道正常运营造成了安全隐患,虽然当前已开展隧道病害检测相关研究,但是仍然存在图像采集质量差、检测速度慢、定位不准确等技术瓶颈。为解决上述问题,设计隧道检测车表观检测系统。该系统包括机器视觉、高精度定位、智能同步控制3个子系统,具备铁路隧道与公路隧道病害检测能力。根据铁路隧道和公路隧道的理论断面尺寸,对面阵相机图像采集系统进行设计,包括相机的选型和多个相机在3D空间中的布局等。现场测试结果表明,采用该设计方案,能够发现宽度0.2 mm的病害,为隧道养护提供科学依据和合理建议。

摘要：为解决高黎贡山隧道正洞断层破碎带TBM无法掘进的难题,针对掌子面围岩呈泥沙状、盾体周边围岩破碎的问题,提出采用超前地质预报的方法进行地质探测。首先判断前方围岩地质特性,然后采取化学注浆的方法对盾体周边及掌子面进行注浆加固。针对露出护盾的破碎围岩、刀盘出现超量出渣的问题,提出盾尾破碎围岩加强初期支护、刀盘底部清渣及刮渣口进行加密的方法来进行应对处理;进一步就破碎围岩处理问题提出采用小导洞扩挖、掌子面化学注浆的方法对破碎岩体及刀盘前方的破碎围岩进行处理,通过实践验证,采取上述方法可以有效地实现TBM脱困。TBM脱困方法可为TBM在破碎地层掘进中提供有效的规避措施,也可为其他类似工程处理TBM卡机问题提供借鉴。

摘要：TBM洞内拆机一般是在隧道内修建大断面拆卸洞,安装桥式起重机拆机。大断面拆卸洞施工难度较大,施工工期长,成本投入大。为了缩短TBM拆卸洞施工及拆机时间,减小施工难度,以南疆铁路吐库二线中天山隧道TBM拆机为例,研究设计适应性更好的小车式电动葫芦+倒链起重系统。该系统采取在隧道拱顶布设锚杆来固定导轨和独立吊点。通过对拆卸洞结构原设计方案与优化设计方案进行比选,确定优化断面的结构形式和断面尺寸,优化后拆卸洞断面缩小1/3,施工难度降低,达到安全快速拆卸TBM的目的。

摘要：川藏铁路具有显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地灾害、脆弱的生态环境、严重的高寒缺氧等特征,是目前国内外最具有挑战性的铁路工程。为充分应对川藏铁路隧道建设过程中将面临的长大隧道多、地应力高、活动断层频繁等重大挑战,详细阐述各类复杂工况下采用TBM施工所面临的相应挑战。系统分析川藏铁路TBM创新设计理念及特点,从高原高寒、长距离硬岩掘进、岩爆、断层破碎带、大变形、涌水突泥、高岩温等方面进行了TBM针对性创新设计分析,并提出:1)超前地质探测和处理是用于川藏铁路隧道TBM施工风险控制的主要手段;2)对于以岩爆为主的隧道,创新设计“双护盾+锚喷支护”的双护盾TBM或双支护TBM显得尤为重要;3)对于以大变形为主的隧道,宜首选双结构的敞开式TBM或进行其他结构方面的创新设计。

摘要：针对复杂多变地质环境,为可高效可靠地开展掘进机刀盘刀具选型设计及掘进参数精准选择,研究不同地质环境、不同掘进参数条件下多掘进机破岩机制物理试验特点,结合隧道掘进机现场工作特点,设计一种隧道掘进机螺旋推进式破岩伺服试验机。通过分析室内开展隧道掘进机破岩试验的重难点与试验机的通用性、宽泛性,重点针对试验机框架结构、刀盘结构和刀具安装装置等,采用有限元对其可靠性进行仿真计算,确定关键结构件设计参数,确保试验机工作稳定性、结构可靠性,实现试验机的研制。

摘要：针对弱胶结富水粉细砂岩极易突水涌砂导致的隧道掌子面坍塌和初期支护开裂变形,研究了深埋隧道内超前深孔降水方法,建立了模拟隧道内超前降水的实体模型,分析了3种降水管和3种抽水泵功率下各时刻模型的水位面变化,采用三轴试验分析了粉细砂岩在高含水率下的破坏状态。研究结果表明:降水试验模型切向断面上同一标高测点处中间水头低,两侧水头逐渐升高,呈抛物线形式,反映了超前深孔降水规律;粉细砂岩在高、低含水率下均呈塑性破坏,破坏时的轴向应变小于5%;降水过程中地层含水率从20%下降到11%时,粉细砂岩强度、黏聚力和内摩擦角达到最优稳定状态,实现了开挖面无水状态;隧道内超前降水参数应采用管径为65 mm的真空降水管和抽水功率为7.5 kW的真空泵,且降水管应布置在超前掌子面20 m的隧道两侧边墙处;在富水粉细砂岩深埋隧道内超前深孔预先降水并辅以注浆加固,能够实现开挖期间粉细砂岩稳定,为隧道顺利施工奠定了基础,也避免了大埋深隧道从地表进行深井降水的困难。

摘要：基于我国已修建的厦门翔安海底隧道、上海长江隧道、杭州庆春路越江隧道等典型水下隧道工程案例,对不同工法条件下的水下隧道防水设计进行了研究分析。从注浆防水、混凝土管片自防水、接缝防水、二次衬砌防水等方面对盾构法水下隧道的防水设计体系进行了全面系统的论述,对比分析了钻爆法水下隧道的分区防水、半包防水及可维护式防排水等多种防水形式设计的特点、要点。最后,结合不同工法条件下的水下隧道防水设计案例,对其防水设计要点及其防水效果进行了对比分析。

摘要：为解决高黎贡山隧道出口段软岩收敛卡机、破碎坍塌、岩爆片帮、高温热害、突泥涌水等不良地质TBM适应性差的问题,采用TBM适应性设计方法,提出并采用变截面抬升式开挖、水岩一体超前预报、隐藏式常态化超前钻探、前置式自动化湿喷、加强型大范围初期支护、通风系统强制制冷、刀盘刀具优化设计、物料快速运输等关键技术方案,联合研制出国产最大直径TBM( 9 . 03 m);针对现场应用测试存在的部分问题,对TBM创新设计方案进行优化改进,使国产最大直径TBM在复杂地层前期应用中,取得月进尺400 m以上的掘进业绩。