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类矩形盾构施工中的SPH流体动力学应用探索

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现代隧道技术 2016年第S1期53卷 181-188页

作者：肖广良李培楠朱雁飞黄德中朱合华宁波市轨道交通集团有限公司宁波315101 上海隧道工程有限公司上海200232 同济大学上海200092

切削改良排土和盾尾同步注浆是盾构隧道掘进中与地层直接交互且不可见的2个施工环节,其相对其他内部可见工序具有更大的不确定性和风险性,且这类施工步骤中控制参数的选取决定着盾构对周围环境的影响程度。当前,较多基于网格的方法已经... 详细信息

切削改良排土和盾尾同步注浆是盾构隧道掘进中与地层直接交互且不可见的2个施工环节,其相对其他内部可见工序具有更大的不确定性和风险性,且这类施工步骤中控制参数的选取决定着盾构对周围环境的影响程度。当前,较多基于网格的方法已经广泛地应用在盾构施工的各种静态、准静态或动态模拟中,但其固有缺陷阻碍了数值分析的进一步精细化研究。文章结合国内首个类矩形盾构隧道工程实例,引入一种无网格方法——光滑粒子流体动力学(SPH)来分析盾构施工中改良土体和浆液材料对象的极大变形特征及其施工动态效应,通过数值方法对比、运动机理分析以及部分算法的针对性改进,对这两种工艺中流(塑)体的大变形实时仿真和细观分析进行了创新性的应用探索,得到了部分具有指导性的结论和建议。

关键词： SPH方法数值模拟类矩形盾构大变形流体动力学

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类矩形盾构盾尾密封性能试验

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 51-55页

作者：夏汉庸庄欠伟徐天明张弛宁波市轨道交通集团有限公司宁波315101 上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137

由于异型(如矩形)盾构断面不同于常规圆形盾构,其盾尾轮廓线并非常规圆形,其盾尾密封装置密封性能与常规盾构相比也有所不同。文章以宁波类矩形盾构隧道工程为依托,对类矩形盾构盾尾密封性能进行了模型试验分析。试验结果表明,采用3道... 详细信息

由于异型(如矩形)盾构断面不同于常规圆形盾构,其盾尾轮廓线并非常规圆形,其盾尾密封装置密封性能与常规盾构相比也有所不同。文章以宁波类矩形盾构隧道工程为依托,对类矩形盾构盾尾密封性能进行了模型试验分析。试验结果表明,采用3道钢刷的盾尾密封装置在水压为0.5 MPa时能满足施工密封要求,为安全施工提供了技术依据。

关键词：类矩形盾构盾尾密封模型试验

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类矩形盾构超浅覆土接收施工技术研究

现代隧道技术 2020年第S1期57卷 963-968页

作者：陈沈玮上海隧道工程有限公司上海200232

类矩形盾构隧道具有空间利用率高、覆土浅等优势,在城市轨道交通工程中的应用越来越广泛,但随着盾构覆土越来越浅,类矩形盾构面临着超浅覆土接收施工技术难题。在类矩形盾构超浅覆土接收施工过程中,若施工参数设置不当,则易造成类矩形... 详细信息

类矩形盾构隧道具有空间利用率高、覆土浅等优势,在城市轨道交通工程中的应用越来越广泛,但随着盾构覆土越来越浅,类矩形盾构面临着超浅覆土接收施工技术难题。在类矩形盾构超浅覆土接收施工过程中,若施工参数设置不当,则易造成类矩形隧道变形、上浮、盾构姿态偏差较大、地表沉降较大及洞门渗漏等现象。基于此,文章依托宁波市轨道交通4号线某出入段工程,分析并总结了类矩形盾构超浅覆土接收施工关键技术措施及参数,为后续类似类矩形盾构施工积累工程经验和提供相关技术参考及依据。

关键词：类矩形盾构超浅覆土盾构接收隧道变形盾构姿态

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类矩形盾构六自由度串联型管片拼装机

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 46-50页

作者：庄欠伟杨正上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

管片拼装机是盾构机中的重要组成部分,直接关系到隧道施工的质量和效率。文章所述为借鉴工业机器人设计理念,研究设计出的一种液压驱动机械臂式六自由度管片拼装机。该拼装机基于机械臂的收缩和舒展,扩大了管片拼装运动范围,在满足类矩... 详细信息

管片拼装机是盾构机中的重要组成部分,直接关系到隧道施工的质量和效率。文章所述为借鉴工业机器人设计理念,研究设计出的一种液压驱动机械臂式六自由度管片拼装机。该拼装机基于机械臂的收缩和舒展,扩大了管片拼装运动范围,在满足类矩形断面隧道施工的同时,也可扩展应用于其它类似的异形断面隧道施工中。

关键词：类矩形盾构隧道工程管片拼装机工业机器人

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类矩形盾构隧道错缝管片环间传力性能研究

铁道科学与工程学报 2017年第12期14卷 2637-2644页

作者：张维熙董子博柳献朱瑶宏同济大学地下建筑与工程系上海200092 宁波市轨道交通集团有限公司浙江宁波315100 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

针对类矩形错缝拼装盾构隧道,通过三环拼装管片进行环间传力性能试验研究,并与纵缝压弯试验进行对比分析,分析环缝间产生的剪力对纵缝变形的限制作用,明确弯矩传递机制。相同弯矩作用下,随着纵向力的增大,弯矩传递系数呈增大趋势;相同... 详细信息

针对类矩形错缝拼装盾构隧道,通过三环拼装管片进行环间传力性能试验研究,并与纵缝压弯试验进行对比分析,分析环缝间产生的剪力对纵缝变形的限制作用,明确弯矩传递机制。相同弯矩作用下,随着纵向力的增大,弯矩传递系数呈增大趋势;相同纵向力但不同弯矩作用下的环间传力性能有所变化。研究指出该类型接头的环间作用力的局限性,明确类矩形错缝拼装接缝附近的薄弱环节,对新型地铁衬砌设计和施工提供试验依据和技术支持。

关键词：类矩形盾构环缝弯矩传递系数纵向力

基于SPH的类矩形盾构同步注浆扩散机制及参数获取

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同济大学学报（自然科学版） 2017年第11期45卷 1592-1601页

作者：李培楠黄德中朱雁飞丁文其同济大学土木工程学院上海200092 上海隧道工程股份有限公司上海200127

异型盾构由于自身断面几何形状的特殊性,需要对其同步注浆的扩散效果及参数控制进行深入研究.利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对国内第1条类矩形盾构法隧道工程中同步注浆扩散机制和参数获取进行研究.分析结果表明,浆液扩散模式具有纵... 详细信息

异型盾构由于自身断面几何形状的特殊性,需要对其同步注浆的扩散效果及参数控制进行深入研究.利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对国内第1条类矩形盾构法隧道工程中同步注浆扩散机制和参数获取进行研究.分析结果表明,浆液扩散模式具有纵环向相互关联的挤压填充性流动特征,其在盾构顶/底部填充效率较差;高流动度和早强高抗剪性浆液的扩散面弧度与压力损失率效果以及整环流动封闭效率和填充均匀度都优于液态浆和抗剪浆;注入率150%对周边环境的扰动程度最小,上下孔位浆液注入比为4∶3∶2∶1的注浆效果最好,体现为浆液压力分布更均匀;而考虑较快的闭合/充盈时间可以认为对称孔位布置更适合类矩形盾构同步注浆施工.

关键词：类矩形盾构光滑粒子流体动力学(SPH)方法数值模拟同步注浆扩散机制参数获取

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类矩形盾构法隧道施工关键技术探索

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 170-180页

作者：朱瑶宏黄德中朱雁飞李刚李培楠宁波市轨道交通集团有限公司宁波315101 上海隧道工程有限公司上海200232

目前盾构法隧道均设计为圆形断面,但圆形盾构隧道存在断面空间利用率低的弱点。类矩形盾构法隧道在断面空间利用率上存在较大优势,同时在相同覆土情况下较圆形隧道更具有适用性。但类矩形盾构因其断面形状特殊,施工中可能面临诸如排土... 详细信息

目前盾构法隧道均设计为圆形断面,但圆形盾构隧道存在断面空间利用率低的弱点。类矩形盾构法隧道在断面空间利用率上存在较大优势,同时在相同覆土情况下较圆形隧道更具有适用性。但类矩形盾构因其断面形状特殊,施工中可能面临诸如排土困难、开挖面失稳、轴线偏差、管片拼装困难等难题;另外,类矩形盾构施工环境保护也有相当的难度,由此衍生出了大量信息的使用和管理问题。本文通过分析类矩形盾构法隧道施工在推、拼、压以及环境影响和综合管控上的重难点,针对具体工程问题进行了研究和探索,论述了土体改良、轴线控制、同步注浆、管片拼装、综合管控和环境影响监测等相关技术方面的探索路径和初步成果,为进一步开展类矩形盾构法隧道的建设提供了更可靠的依据和建议。

关键词：类矩形盾构管片拼装土体改良同步注浆轴线控制综合管控

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类矩形盾构法隧道关键技术研究与应用

隧道建设 2017年第9期37卷 1055-1062页

作者：朱瑶宏朱雁飞黄德中杨志豪柳献刘爽宁波市轨道交通集团有限公司浙江宁波315101 上海隧道工程有限公司上海200232 上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海200235 同济大学上海200092

在宁波地铁4号线工程中,创新采用"科研—设计—施工一体化"的管理模式,开发了"轨道交通类矩形盾构隧道"技术体系。该技术体系在类矩形盾构法隧道的衬砌结构设计方面,解决了管片设计、结构优化等问题;在类矩形盾构方面,开发了全断面切削... 详细信息

在宁波地铁4号线工程中,创新采用"科研—设计—施工一体化"的管理模式,开发了"轨道交通类矩形盾构隧道"技术体系。该技术体系在类矩形盾构法隧道的衬砌结构设计方面,解决了管片设计、结构优化等问题;在类矩形盾构方面,开发了全断面切削刀盘与驱动系统、壳体铰接与密封、环臂式拼装机等技术;在施工技术方面,研究了同步注浆技术、管片拼装仿真与工艺优化、盾构轴线控制等关键技术。这一新的技术体系将为我国地铁建设提供一种全新的单峒双线隧道类型,以解决都市核心区和老旧城区"地下空间摆不下、邻近设施碰不起"的普遍问题。

关键词：类矩形盾构衬砌结构设计全断面切削环臂式拼装机管片拼装同步注浆

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类矩形盾构过渡到圆形盾构的设计探研

都市快轨交通 2018年第3期31卷 58-63页

作者：郑小康北京城建设计发展集团股份有限公司北京100037

基于当前城市轨道交通的快速发展,地下线施工的工法日益成熟,类矩形盾构应势而生,该工法能节约地下空间资源,与常规的圆形盾构工法相比,类矩形盾构的优势在于单次掘进即可一次形成双线隧道,能减少土地征用量,显著提高隧道在狭窄道路或... 详细信息

基于当前城市轨道交通的快速发展,地下线施工的工法日益成熟,类矩形盾构应势而生,该工法能节约地下空间资源,与常规的圆形盾构工法相比,类矩形盾构的优势在于单次掘进即可一次形成双线隧道,能减少土地征用量,显著提高隧道在狭窄道路或高层建筑间的穿行能力,并能最大程度地降低工程对周边环境的影响。结合宁波轨道交通2号线二期工程的实际案例,探讨类矩形盾构工法在地下段使用的可行性,并研究单洞双线类矩形盾构过渡到双洞单线圆形盾构的线路过渡方案,供今后类似工程借鉴。

关键词：城市轨道交通类矩形盾构圆形盾构过渡方案