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垂直顶升法中的盾构隧道钢管片受力研究

山西建筑 2022年第14期48卷 150-153,198页

作者：吴鑫林中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

垂直顶升法通过在隧道钢管片的顶部预留开口,将预制管节通过闷顶方式向上顶出,其施工将削弱开口环刚度,产生顶升反力、顶管集中力等不同于常规隧道受力模式的荷载,因此,其设计计算也与常规隧道有所不同。结合工程实例,通过对钢管片的结... 详细信息

垂直顶升法通过在隧道钢管片的顶部预留开口,将预制管节通过闷顶方式向上顶出,其施工将削弱开口环刚度,产生顶升反力、顶管集中力等不同于常规隧道受力模式的荷载,因此,其设计计算也与常规隧道有所不同。结合工程实例,通过对钢管片的结构进行合理简化,对开口环、邻近环和普通环等部位钢管片不同工况下的受力模式进行分析,提出了合理的钢管片简化模型,并提出了不同部位钢管片在不同工况下的受力计算方法,为垂直顶升法中的钢管片设计计算提供了借鉴。

关键词：垂直顶升法钢管片受力模型荷载

敞开式TBM通过不良地质洞段钢管片支护系统研究

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东北水利水电 2022年第12期40卷 6-7,17,71页

作者：孙强杨海于茂中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 中卫市水务局宁夏中卫755000

文中提出一种强度高、整体装备速度快、便于加工和修正、可靠性强的钢管片支护系统,从管片设计、支护方案、安装方法、适用性等方面详细论述,并以穿天山深埋长隧洞为应用实例,通过有限元分析了新型支护系统的受力特性,其在敞开式TBM开... 详细信息

文中提出一种强度高、整体装备速度快、便于加工和修正、可靠性强的钢管片支护系统,从管片设计、支护方案、安装方法、适用性等方面详细论述,并以穿天山深埋长隧洞为应用实例,通过有限元分析了新型支护系统的受力特性,其在敞开式TBM开挖水工隧洞的应用效果较好,可为类似不良地质隧洞提供借鉴。

关键词：敞开式TBM 不良地质条件钢管片支护系统

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富水砂层中钢管片冻结法更换盾尾刷技术探析

广东土木与建筑 2022年第8期29卷 81-84,96页

作者：饶彪佛山市铁路投资建设集团有限公司广东佛山528041

通过介绍钢管片冻结法更换盾尾刷技术在佛山地铁某盾构区间富水砂层中的应用,包括停机位置选择、补浆加固、冻结钢管片和预拆环拼装与设计、地层冻结、预拆环拆除、盾尾刷更换等一些列施工环节,来阐述钢管片冻结法更换盾尾刷技术在富水... 详细信息

通过介绍钢管片冻结法更换盾尾刷技术在佛山地铁某盾构区间富水砂层中的应用,包括停机位置选择、补浆加固、冻结钢管片和预拆环拼装与设计、地层冻结、预拆环拆除、盾尾刷更换等一些列施工环节,来阐述钢管片冻结法更换盾尾刷技术在富水砂层等软弱地层中具有更好的安全性、经济性、高效性。相比较地面注浆加固,混凝土管片开孔冻结等传统加固措施,钢管片冻结法更换盾尾刷技术具有更好土体冻结效果,盾构周边冻结帷幕发展速度快,能够较好节省施工工期、同事减少工程预算开支和施工难度,降低在软弱地层中更换盾尾刷的风险,确保在盾尾刷更换期间的安全,值得在软弱地层中大力推广。

关键词：钢管片冻结法盾尾刷富水砂层

机械法联络通道特殊衬砌环钢管片结构设计分析

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浙江建筑 2022年第3期39卷 39-41,49页

作者：刘龙罗仕恒王世君杨才广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

机械法施做联络通道过程中,直接切削管片导致结构内力重分布。为了保证隧道安全性及稳定性,今运用SAP软件计算分析切削工况联络通道处特殊衬砌环钢管片的结构响应,通过与正常工况管片的内力对比,明确盾构切削对钢管片应力的影响。计算... 详细信息

机械法施做联络通道过程中,直接切削管片导致结构内力重分布。为了保证隧道安全性及稳定性,今运用SAP软件计算分析切削工况联络通道处特殊衬砌环钢管片的结构响应,通过与正常工况管片的内力对比,明确盾构切削对钢管片应力的影响。计算结果表明,相比于正常工况,切削工况管片内侧弯矩最大值增加约22%,位置由隧道底部移动至顶部;管片外侧弯矩及轴力最大值变化小;同时钢管片结构设计需增加切削工况管片配筋验算及钢结构强度验算,这对保证隧道结构安全稳定具有重要意义。

关键词：机械法联络通道钢管片结构设计

高原铁路TBM法隧道施工难点分析及对策研究

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铁道工程学报 2022年第9期39卷 70-78页

作者：李志军洪开荣陈桥牛彤彤周毅于京波西南交通大学中铁隧道局集团有限公司中铁隧道股份有限公司

研究目的:色季拉山隧道是高原铁路雅安至林芝段控制性工程，隧址区地质条件复杂，对TBM安全高效施工带来巨大挑战。本文重点研究高地应力岩爆、高原长距离隧道通风、TBM掘进与二次衬砌同步施工等难题的应对策略，以保障现场TBM高效施工... 详细信息

研究目的:色季拉山隧道是高原铁路雅安至林芝段控制性工程，隧址区地质条件复杂，对TBM安全高效施工带来巨大挑战。本文重点研究高地应力岩爆、高原长距离隧道通风、TBM掘进与二次衬砌同步施工等难题的应对策略，以保障现场TBM高效施工。研究结论:(1)采用钢管片替代钢拱架的支护方式，在护盾内利用钢管片安装机安装全环钢管片，提高强烈岩爆段初期支护作业效率和支护能力；(2)采用智能通风技术有效兼顾隧道空气质量与风机运行能耗，办公生活区弥散式供氧与应急供氧相结合，满足生产高峰期近800人的需求；(3)二次衬砌与矮边墙一体浇筑与TBM掘进同步可缓解TBM隧道施工进度紧张的问题，每个衬砌编组配置两个浮动Y型道岔和一个渡线可实现四轨三线下“一机两罐”运输模式，满足二衬连续浇筑需求；(4)本研究成果可为高原铁路其他TBM法隧道施工提供参考借鉴。

关键词：高原铁路 TBM法岩爆钢管片破碎地层高原隧道通风同步衬砌

类矩形盾构盾尾及隧道钢管片设计与力学性能研究

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类矩形盾构盾尾及隧道钢管片设计与力学性能研究

作者：王炳彦天津大学

学位级别：硕士

类矩形断面隧道在地下空间利用率和复杂环境穿行能力上较圆形断面隧道有较大优势,但因其在类矩形衬砌结构设计计算方法、钢衬砌的受力性能、钢管片接头抗弯刚度等方面研究成果较少,未能得到有效的发展。本文围绕上述问题,以宁波市轨道交... 详细信息

类矩形断面隧道在地下空间利用率和复杂环境穿行能力上较圆形断面隧道有较大优势,但因其在类矩形衬砌结构设计计算方法、钢衬砌的受力性能、钢管片接头抗弯刚度等方面研究成果较少,未能得到有效的发展。本文围绕上述问题,以宁波市轨道交通3、4号线类矩形隧道工程为依托,对大断面类矩形盾尾及隧道钢管片的设计和力学性能进行了分析和数值模型研究,取得了一些具有科学意义和工程价值的成果。针对类矩形隧道施工过程中出现的盾尾变形较大的问题,运用数值模拟方法,研究分析了经过优化后的类矩形盾尾在设计工况下的受力性能。对盾尾薄壳结构进行了稳定性分析并研究了初始缺陷的影响。采用参数化分析方法,研究了覆土厚度和壳体厚度对盾尾结构受力性能的影响。总结分析了现有衬砌结构计算模型和荷载模型的适用范围和优缺点,提出了一种适用于类矩形衬砌结构的计算和荷载模型。在此基础上对类矩形钢管片进行了断面和纵肋设计,运用数值模拟方法分析了类矩形隧道在设计条件下的力学性能,验证了该设计能满足特殊断面隧道在强度和刚度方面的要求。运用参数化分析方法对各设计参数取值对计算结果的影响进行了研究。在研究多种管片接头的基础上,设计了适用于钢管片的双排螺栓接头并进行了相关分析。在本文设计的钢管片和接头的基础上,对钢管片及接头结构进行了精细化有限元建模计算,研究了双排螺栓接头抗弯刚度与接头部位弯矩与轴力的关系,并拟合了抗弯刚度随轴力与弯矩变化的公式。对高强螺栓预紧力对抗弯刚度的影响进行了分析研究,研究成果可用于类矩形钢管片结构的设计分析中。

关键词：类矩形盾构隧道盾尾钢管片设计方法稳定性接头抗弯刚度

高原铁路Z隧道复杂地质TBM施工关键技术探讨

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隧道建设（中英文） 2022年第S2期42卷 352-362页

作者：齐梦学薛永庆曾绍毅杨国清周雁领中铁十八局集团隧道工程有限公司重庆400700 中铁十八局集团有限公司天津300222

为提高全长30.028 km某高原铁路隧道(Z隧道)出口段复杂地质条件下TBM施工效率和安全性,在分析隧道复杂地质及其对TBM施工危害的基础上,结合国内外TBM法隧道复杂地质施工经验,首次采用选项对比表形式综述复杂地质TBM施工关键技术,针对每... 详细信息

为提高全长30.028 km某高原铁路隧道(Z隧道)出口段复杂地质条件下TBM施工效率和安全性,在分析隧道复杂地质及其对TBM施工危害的基础上,结合国内外TBM法隧道复杂地质施工经验,首次采用选项对比表形式综述复杂地质TBM施工关键技术,针对每项技术可适用的地质条件,以优选、可选、不适用3个选项予以标注,更便于对比分析和选用;进而针对该隧道复杂地质,提出如下6项关键技术,以解决断层破碎带、岩爆、软岩大变形情况下TBM顺利施工问题。1)前置式超前造孔技术可施作超前锚杆、超前注浆、超前小导管、超前管棚,可用于破碎围岩加固、强—极强岩爆预防;2)在微振监测等岩爆预报手段的支持下,以超前钻机或锚杆钻机造孔,控制爆破超前释放应力可弱化岩爆等级与危害;3)有别于喷射混凝土,便捷应急喷浆以高分子材料替代混凝土,喷射机械手安装于钢拱架安装器齿圈实现机械化施工,操作便捷、安全性高;4)钢管片对于严重破碎地质具有很好的支护效果,并且可利用辅助推进油缸实现TBM持续缓速施工,避免长时间停机;5)径向锚索与钢拱架、钢管片等形成联合支护体系,用于控制软岩大变形;6)预留扩挖刀大尺度扩挖技术在大变形洞段可以实现更大扩挖量,预防TBM卡盾。上述技术,大多为新研发或者是新思路,实际应用效果有待于在施工实践中不断总结和完善。

关键词：高原铁路敞开式TBM 复杂地质前置式超前加固控制爆破应力释放应急喷浆钢管片大尺度扩挖

轨道交通盾构法隧道钢管片渗漏水原因与治理技术研究

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隧道与轨道交通 2021年第S2期 165-168页

作者：李仑孙健华牛熠上海地铁维护保障有限公司

联络通道作为轨道交通隧道内的核心部位,其结构状态的稳定与否将直接影响到整条隧道的结构安全。介绍了城市轨道交通盾构法隧道钢管片渗漏水问题,通过对现场进行调查研究,确定了钢管片渗漏水的具体分布位置,分析了造成钢管片渗漏水的原... 详细信息

联络通道作为轨道交通隧道内的核心部位,其结构状态的稳定与否将直接影响到整条隧道的结构安全。介绍了城市轨道交通盾构法隧道钢管片渗漏水问题,通过对现场进行调查研究,确定了钢管片渗漏水的具体分布位置,分析了造成钢管片渗漏水的原因及其特征。对钢管片不同部位的渗漏水问题有针对性地提出治理措施,为轨道交通隧道钢管片渗漏水治理提供参考和建议。

关键词：盾构法隧道联络通道钢管片渗漏水施工工艺

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轨道交通地下区间内置式废水泵房设计研究

隧道与轨道交通 2023年第3期 30-33,61页

作者：夏斌王天一刘仁勇上海市隧道工程轨道交通设计研究院

内置式废水泵房的研究和应用解锁了轨道交通地下区间联络通道和废水泵房之间的“捆绑”关系,可减小区间联络通道的开挖深度,降低砂性承压水风险地层内区间联络通道的施工风险。研究中综合考虑了给排水、结构、轨道、限界、供电等相关专... 详细信息

内置式废水泵房的研究和应用解锁了轨道交通地下区间联络通道和废水泵房之间的“捆绑”关系,可减小区间联络通道的开挖深度,降低砂性承压水风险地层内区间联络通道的施工风险。研究中综合考虑了给排水、结构、轨道、限界、供电等相关专业需求,对区间内置式废水泵房的方案进行了分类、优化和完善,对工程设计具有指导意义。

关键词：轨道交通地下区间内置式废水泵房减振道床钢管片