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新加坡地铁C855标盾构隧道开挖面稳定性分析及泥水压力设定

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现代隧道技术 2012年第1期49卷 20-26,32页

作者：肖晓春上海隧道工程股份有限公司上海200082

复合地层中盾构隧道开挖面稳定性一直是盾构隧道工程技术难点之一。新加坡地铁环线属于典型的复合地层,并首次大规模采用泥水平衡盾构施工。文章结合地铁环线C855标段,对复合地层泥水平衡盾构施工中开挖面的稳定性分析与泥水压力设定等... 详细信息

复合地层中盾构隧道开挖面稳定性一直是盾构隧道工程技术难点之一。新加坡地铁环线属于典型的复合地层,并首次大规模采用泥水平衡盾构施工。文章结合地铁环线C855标段,对复合地层泥水平衡盾构施工中开挖面的稳定性分析与泥水压力设定等问题进行了探讨,基于Anagnostou和Kovari提出的楔形体模型,引进稳定数Ns概念,对沿线开挖面的泥水压力进行了分析计算,综合考虑设备性能、周边环境条件、现场组织与实施等因素给出了泥水压力设定表;并针对工程实施过程中遇到的问题,如开挖面坍塌、泥水逃逸以及降水等情况进行了分析,成果可为其它类似工程提供借鉴与参考。

关键词：复合地层泥水平衡盾构隧道开挖面泥水压力

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富水环境下泥水盾构开挖面合理泥水压力研究

公路工程 2019年第5期44卷 151-155页

作者：汪琴闽南理工学院

为了研究富水环境下泥水盾构开挖面合理压力的取值,借助于GID软件和基于MATLAB的二次开发程序,对压力上限值与隧道埋深、直径、土体模量、土体粘聚力以及土体内摩擦角之间的关系进行了数值模拟研究。研究成果表明:土体在发生水力劈裂时... 详细信息

为了研究富水环境下泥水盾构开挖面合理压力的取值,借助于GID软件和基于MATLAB的二次开发程序,对压力上限值与隧道埋深、直径、土体模量、土体粘聚力以及土体内摩擦角之间的关系进行了数值模拟研究。研究成果表明:土体在发生水力劈裂时,其产生的裂缝以竖向扩展为主,且裂缝的破坏形式最终呈漏斗形;土体表面破坏会加速中间主裂缝的扩展,但在主裂缝扩展到地表之前,其他方向的裂缝扩展速度很慢,这是因为其它裂缝尖端的泥水压力较小,不足以使裂缝出现扩展;泥水压力的上限值随着隧道埋深的增加呈现出非线性增长的趋势,随着土体粘聚力的增加呈现出线性增长的趋势,而土体模量、隧道直径以及内摩擦角这3个因素对压力上限值的影响很小。

关键词：盾构隧道泥水压力掌子面稳定数值模拟

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下穿式盾构泥水压力对既有隧道的影响分析

地下空间与工程学报 2009年第3期5卷 553-556,615页

作者：李庭平沈水龙姜弘上海交通大学土木工程系上海200240 上海市城市建设设计研究院上海200125

相互交叉的隧道近距离施工中,新建隧道施工必然会对既有隧道造成扰动,当盾构开挖面在既有隧道附近推进时,泥水盾构压力舱内泥水压力的变化会对既有隧道变形产生影响。采用三维有限元法,对泥水盾构在既有隧道下方推进时泥水压力与既有隧... 详细信息

相互交叉的隧道近距离施工中,新建隧道施工必然会对既有隧道造成扰动,当盾构开挖面在既有隧道附近推进时,泥水盾构压力舱内泥水压力的变化会对既有隧道变形产生影响。采用三维有限元法,对泥水盾构在既有隧道下方推进时泥水压力与既有隧道变形的关系进行了研究。结果表明,既有隧道的沉降随着泥水压力的减小而逐渐增大,实际施工中,为减小此影响应将泥水压力比控制在0.8～1.0之内。

关键词：盾构隧道开挖面泥水压力有限元法

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泥水劈裂试验伸展现象的力学分析

岩石力学与工程学报 2013年第7期32卷 1434-1442页

作者：刘学彦袁大军北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学隧道与地下工程教育部工程研究中心北京100044

泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给... 详细信息

泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给出防止泥水劈裂的泥水压力上限设定的计算方法。研究表明:泥水劈裂伸展的力学特性不仅与地层性能有关,而且与所选用的泥浆特性有关。实际工程中,在地层性能不易改变的条件下,增加泥水重度、提高泥水黏性有利于阻止劈裂进一步伸展。劈裂发生后出现的泥水压力降低现象将有利于阻止泥水劈裂进一步伸展。在劈裂发生后,不能因为泥水压力下降而急忙增加泥水压力,这样不但泥水压力不能增加,反而会导致泥水劈裂的迅速伸展,加快泥水喷发的发生。绝大多数情况下,在泥水劈裂伸展的过程中泥水和地层的组合抗劈裂能力会逐渐变小。因此,预防泥水盾构开挖过程中的泥水喷发问题,要从预防泥水劈裂入手,对泥水压力的上限进行控制。

关键词：隧道工程泥水劈裂伸展模型参数分析地层强度特性泥水特性泥水压力

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泥水平衡盾构刀盘扭矩计算及其影响因素分析

铁道工程学报 2016年第5期33卷 59-63,77页

作者：杨志勇程学武江玉生中国矿业大学(北京) 北京100083 北京铁路局地下直径线工程建设指挥部北京100055

研究目的:泥水平衡盾构刀盘扭矩是盾构设计的关键参数,为精确计算该扭矩值,结合泥水平衡盾构的特点,推导泥水平衡盾构刀盘扭矩计算公式,通过天津地下直径线工程和北京地下直径线工程中的刀盘扭矩实测值,对计算公式的准确性进行验证,并... 详细信息

研究目的:泥水平衡盾构刀盘扭矩是盾构设计的关键参数,为精确计算该扭矩值,结合泥水平衡盾构的特点,推导泥水平衡盾构刀盘扭矩计算公式,通过天津地下直径线工程和北京地下直径线工程中的刀盘扭矩实测值,对计算公式的准确性进行验证,并对泥水平衡盾构刀盘扭矩的组成和主要影响因素进行分析。研究结论:(1)刀盘正面摩阻扭矩所占总扭矩比重最大,达到60%以上,其次是刀盘背面摩阻扭矩和刀盘侧面摩阻扭矩,这三项占刀盘总扭矩的90%以上;(2)刀盘开口率每增加10%,刀盘扭矩约降低5%;(3)泥水压力每增加10%,刀盘扭约增加8%;(4)刀盘扭矩随刀盘直径的增大而增大,且扭矩增加量亦随刀盘直径的增大而增大;(5)刀盘扭矩随刀盘与土体间摩擦系数的增大而增大,两者相关性良好;(6)该研究结果可为泥水平衡盾构设计、施工阶段刀盘扭矩的精确预测和控制提供依据。

关键词：泥水平衡盾构刀盘扭矩影响因素开口率泥水压力

南京地铁越江隧道盾构开挖面失稳因素的定量分析

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现代隧道技术 2013年第5期50卷 112-117,122页

作者：岳松林范鹏贤卢浩蒋海明张静解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 南京地铁建设有限责任公司南京210007

文章通过对造成盾构施工中开挖面失稳风险因素的系统分析,认为造成开挖面沉降过大或坍塌失稳的主要原因是泥水压力偏离实际的侧向静止水土压力过大。针对这个问题,引入了极限应力支护比的概念,并给出了失稳判据,定量地描述各影响因素对... 详细信息

文章通过对造成盾构施工中开挖面失稳风险因素的系统分析,认为造成开挖面沉降过大或坍塌失稳的主要原因是泥水压力偏离实际的侧向静止水土压力过大。针对这个问题,引入了极限应力支护比的概念,并给出了失稳判据,定量地描述各影响因素对开挖面稳定性的影响情况。以南京地铁10号线越江隧道为工程实例,采用岩土工程常用的Mohr-Coulomb模型,运用三维数值分析方法,主要研究分析了埋深、江水深度、土体参数(粘聚力、内摩擦角)对开挖面稳定性的影响,以及考虑无江水覆盖情况下改变为地下水头高度的影响。

关键词：越江隧道泥水平衡盾构极限支护应力泥水压力数值分析

复杂地层妈湾海底大直径泥水盾构隧道掌子面稳定性数值分析研究

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隧道建设（中英文） 2021年第S01期41卷 19-27页

作者：刘继强陈晓庆张晓东乔亚飞中铁南方投资集团有限公司广东深圳518000 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

为研究复杂地层条件下泥水压力对掌子面稳定性的影响,依托连续穿越全断面软弱地层、上软下硬地层以及全断面微风化岩层的妈湾海底大直径泥水盾构隧道,分别建立不同地层条件下掌子面稳定性分析三维数值模型,得到掌子面位移分布规律及极... 详细信息

为研究复杂地层条件下泥水压力对掌子面稳定性的影响,依托连续穿越全断面软弱地层、上软下硬地层以及全断面微风化岩层的妈湾海底大直径泥水盾构隧道,分别建立不同地层条件下掌子面稳定性分析三维数值模型,得到掌子面位移分布规律及极限支护应力比。此外,由于既有研究常采用矩形荷载模式对泥水压力进行简化,对比分析实际梯形荷载模式及简化矩形荷载模式对掌子面稳定性分析的差异。结果表明:1)全断面软弱地层中掌子面位移分布呈现"中间均匀,两端分化"形态,上软下硬地层中自拱顶向拱底大致线性减小;2)采用切线交汇法获得掌子面的极限支护应力比全断面软弱地层最大,上软下硬地层次之,全断面微风化岩层中最小;3)掌子面在梯形荷载分布情况下上部土体位移远大于矩形荷载分布情况,且得到的极限支护应力比大于矩形荷载分布,计算中忽略泥水容重影响是不合理的。

关键词：大直径泥水盾构隧道掌子面稳定性泥水压力复杂地层数值分析

跨江泥水盾构掘进过程中的沿江路段地表变形特征

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铁道科学与工程学报 2019年第5期16卷 1253-1260页

作者：李军黄帅黄林冲梁禹广东省水利电力勘测设计研究院广东广州510635 中山大学工学院广东广州510275

为研究盾构隧道施工对地表变形的影响,以某过江盾构隧道沿江大道段的施工为背景,通过对现场监测数据以及施工过程的分析得出地表变形规律及其成因,结合三维有限元模拟该段盾构施工,并与实测值进行对比,根据分析结果以及工程实践提出盾... 详细信息

为研究盾构隧道施工对地表变形的影响,以某过江盾构隧道沿江大道段的施工为背景,通过对现场监测数据以及施工过程的分析得出地表变形规律及其成因,结合三维有限元模拟该段盾构施工,并与实测值进行对比,根据分析结果以及工程实践提出盾构施工地表变形控制措施。研究结果表明:施工过程中泥水压力对地表沉降影响显著;实际盾构掘进过程中引起的地表横向变形分布表现为隆起变形,且与传统Peck沉降曲线存在区别,纵向地表变形整体表现为先沉降后隆起的趋势,在掘进过程中应调整泥水压力控制地表变形;隧道有限元模型模拟结果与监测数据趋势一致,在有针对性的工程措施保证地表变形值总体可控。

关键词：泥水压力地表变形盾构隧道有限元模拟监测分析

南京长江隧道泥水盾构穿越江中超浅覆土段施工技术

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现代隧道技术 2010年第2期47卷 68-73页

作者：邢慧堂中铁十四局集团隧道工程公司济南250002

根据南京长江隧道超浅覆土段工程地质概况进行了盾构施工风险分析,在对泥水压力、泥浆参数计算设定的基础上制定了严密的施工方案,加强了施工过程信息化管理,确保了安全快速地通过该地段。文章所述技术的成功运用为地下工程施工技术领... 详细信息

根据南京长江隧道超浅覆土段工程地质概况进行了盾构施工风险分析,在对泥水压力、泥浆参数计算设定的基础上制定了严密的施工方案,加强了施工过程信息化管理,确保了安全快速地通过该地段。文章所述技术的成功运用为地下工程施工技术领域积累了宝贵经验,填补了国内同类型地质条件下超大型盾构江中超浅覆土安全穿越的施工空白。

关键词：泥水盾构超浅覆土泥水压力泥浆参数管片上浮