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盾构下穿桥梁桩基地层参数优化反演研究与应用

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：李良广州地铁集团有限公司

复杂地质条件下盾构下穿桥梁桩基施工时，地层关键参数的准确测定对于施工安全至关重要。已有方法存在环境扰动大、现场参数难以获取以及测定效率低、精度不足等局限性，针对这一问题，依托广州地铁12号线东湖岛-二沙桥段区间双线盾构... 详细信息

复杂地质条件下盾构下穿桥梁桩基施工时，地层关键参数的准确测定对于施工安全至关重要。已有方法存在环境扰动大、现场参数难以获取以及测定效率低、精度不足等局限性，针对这一问题，依托广州地铁12号线东湖岛-二沙桥段区间双线盾构隧道下穿桥梁桩基实际工程，提出了一种基于登山队优化算法（MTBO）的无损反演地层参数的智能优化方法。该方法采用FLAC3D数值模拟软件计算盾构下穿施工过程中的地表沉降，将模拟计算结果与实际监测得到的地表沉降数据进行对比，以对比误差构建MTBO算法中的目标函数。通过将地层参数设为优化变量，利用MTBO算法的高效全局计算能力，对目标函数进行迭代优化，直至找到使误差最小化的地层参数值，并将该方法成功应用于工程实例，结果表明，该智能优化方法在计算效率和计算精度上都有较大优势，能为复杂的岩体优化反演问题提供帮助；对于地质构造复杂的广州轨道交通12号线，在盾构隧道下穿桥梁桩基后，该方法反演出的弹性模量、粘聚力和内摩擦角值等关键地层参数与真实值较为接近，相对误差均小于14%，说明了该方法的工程适用性；该方法在工程实例中的计算耗时为22197s，极大缩减了工作耗时。本研究提出的无损反演地层参数的智能优化方法，有效提高了地层参数测定的效率和精度，为复杂地质条件下盾构隧道下穿桥梁桩基施工安全提供了保障，同时也为类似工程施工提供技术支撑和借鉴。

关键词：盾构隧道桥梁桩基参数反演登山队优化

双碳背景下城市轨道交通列车灵活编组技术研究

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城市轨道交通研究 2024年第9期27卷 288-292,297页

作者：田媛媛彭磊广州地铁集团有限公司广州510330 广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010

[目的]实现列车编组的灵活调整,是城市轨道交通列车牵引节能的重要措施和发展方向。为了实现运能的精准投放,降低运营能耗和成本,需对双碳背景下城市轨道交通列车灵活编组技术开展研究。[方法]对不同预测年限客流、周内客流、全日不同... 详细信息

[目的]实现列车编组的灵活调整,是城市轨道交通列车牵引节能的重要措施和发展方向。为了实现运能的精准投放,降低运营能耗和成本,需对双碳背景下城市轨道交通列车灵活编组技术开展研究。[方法]对不同预测年限客流、周内客流、全日不同时段客流、高峰时段全线各区段客流等分布特征进行了分析。以运能与需求的最优匹配为出发点,分析了列车灵活编组技术3种运行方案(列车固定编组运行、列车在线联挂/解编运行、列车虚拟编组运行)适用的运营场景,并对不同运行方案下各系统的配置要求进行了阐述。[结果及结论]3种不同列车编组运行方案在不同的运营场景下均具有适用性和优势。列车在线联挂/解编运行方案、列车虚拟编组运行方案具有广阔的应用空间。

关键词：城市轨道交通列车灵活编组运能精准投放节能降耗列车在线联挂/解编运行列车虚拟编组运行

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城市轨道交通安检系统智能判图模式研究与设计

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都市快轨交通 2024年第3期37卷 64-68,102页

作者：熊晓锋金兆远张峥嵘广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 广州地铁集团有限公司广州510010

为提升城市轨道交通安检系统判图效率及准确率,设计一种新颖的判图模式,将AI(人工智能)图像识别技术与人工集中判图技术有效结合。首先针对逢液必检现状引入液体检测算法,避免对安全液体的开包查验,其次按安检品风险等级进行分类处理,... 详细信息

为提升城市轨道交通安检系统判图效率及准确率,设计一种新颖的判图模式,将AI(人工智能)图像识别技术与人工集中判图技术有效结合。首先针对逢液必检现状引入液体检测算法,避免对安全液体的开包查验,其次按安检品风险等级进行分类处理,最后结合AI置信度判断、人工抽检或必检判图对安检品进行判定。本判图模式可根据不同阶段下AI图像识别准确度和判图需求灵活调节AI介入深度,随着AI图像识别准确度的不断提升,逐渐从AI为辅、人工为主判图模式向AI为主、人工为辅的判图模式平滑渐进迭代,最终实现完全智能判图模式。通过案例分析可知,在不降低城市轨道交通车站安检水平的前提下,本判图模式可以进一步达到前端过检增速、后端降本增效的目的。

关键词：城市轨道交通安检判图模式人工智能

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数字电流选跳在地铁中压环网供电保护的应用

城市轨道交通研究 2024年第10期27卷 269-273页

作者：张目然广州地铁集团有限公司广州510030

[目的]相较于传统的中压环网供电系统保护机制,数字电流选跳保护展现出了更好的速动性和选择性。然而,在选跳保护技术赋予保护范围无限扩展潜力的同时,电缆电容电流所产生的影响却日益凸显,成为不可忽视的因素。因此,需对地铁供电系统... 详细信息

[目的]相较于传统的中压环网供电系统保护机制,数字电流选跳保护展现出了更好的速动性和选择性。然而,在选跳保护技术赋予保护范围无限扩展潜力的同时,电缆电容电流所产生的影响却日益凸显,成为不可忽视的因素。因此,需对地铁供电系统中压环网大分区下的数字电流选跳保护及整定设计进行深入研究。[方法]鉴于我国众多城市地铁供电系统已广泛采用数字电流选跳保护方案,选取广州地铁具体保护跳闸案例,通过对保护装置所记录的波形数据进行详细分析,进一步剖析故障区内与区外跳闸的根本原因。[结果及结论]故障区内的录波数据呈现出典型的单相接地故障特征,这与实际的电缆故障情况相吻合。而在故障区外,电流波形的畸变则显示是由电压的突变引起。由于地铁33 kV环网的三相负载基本保持平衡,且在C相失压时,A、B相电压虽然会经历短暂的畸变(持续时间约为3个周波),但此时间段内负载电流的变化可忽略不计。因此,三相电流的畸变主要由电缆的电容电流导致,针对此情况,数字电流选跳保护的整定设计原则应适时进行完善。

关键词：地铁中压33 kV环网数字电流选跳

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城市轨道交通信号车辆接口的通用统型方案

城市轨道交通研究 2024年第9期27卷 231-235页

作者：凌光清张楚潘叶富智广州地铁集团有限公司广州510308

[目的]信号系统升级改造难度大、费用高、周期长,改造阶段对线路的日常运营也有较大的影响。为解决上述问题,应对信号车辆接口进行统型。[方法]通过对不同信号系统的安装接口进行分析,提出了兼容的信号车辆安装接口平台。基于车载信号... 详细信息

[目的]信号系统升级改造难度大、费用高、周期长,改造阶段对线路的日常运营也有较大的影响。为解决上述问题,应对信号车辆接口进行统型。[方法]通过对不同信号系统的安装接口进行分析,提出了兼容的信号车辆安装接口平台。基于车载信号系统的组成及功能,重点对信号车辆的机械安装接口统型、电气及控制接口统型、网络接口统型3个类别进行了研究,提出了不同设备接口的通用统型方案。[结果及结论]该方案可在很大程度上匹配不同信号厂家的设备安装需求。新信号系统设备安装时,既有车辆安装平台接口不需要大幅变动。该方案可以有效降低信号系统升级改造的难度,减少改造费用,提高改造效率。

关键词：城市轨道交通信号车载系统信号改造车辆接口统型

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复合地层盾构隧道修建技术创新与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 90-104页

作者：竺维彬米晋生王晖钟长平广州地铁集团有限公司广州510000 广州轨道交通盾构技术研究所广州510000 中国岩石力学与工程学会工程实例专委会广州510000 广州地铁建设管理有限公司广州510000

自上世纪90年代初,广州地铁率先引进复合式盾构机,尝试在素有“地质博物馆”之称的广州复合地层中施工地铁隧道,历经十余年(1994—2005)全程实践和系统分析,提出和定义了一系列新概念、新观点、新方法,高质量建成地铁100多公里,创立了... 详细信息

自上世纪90年代初,广州地铁率先引进复合式盾构机,尝试在素有“地质博物馆”之称的广州复合地层中施工地铁隧道,历经十余年(1994—2005)全程实践和系统分析,提出和定义了一系列新概念、新观点、新方法,高质量建成地铁100多公里,创立了复合地层盾构施工技术理论体系,拓宽了盾构工法的地质适应性,为盾构工法大规模推广应用、设备国产化和产业化、人才培养奠定了坚实的理论和经验基础。在第二个十年(2006—2015),复合地层盾构施工技术理论进一步完善和发展,针对“泥饼、滞排、喷涌”等复合地层盾构施工的基本风险源或因素,创新研发并应用“衡盾泥”开舱技术,首创“隐蔽岩体环保爆破新技术”,发展了“辅助气压掘进技术”,以及推动双模式、常压刀盘等盾构机新技术的应用,建成一大批长距离、大直径、深埋、复杂地质隧道,中国逐步成为盾构大国。近十年来(2016至今),多模式融合的“三模掘进机”研制和成功应用,“巨厚岩层”覆盖下泥水盾构施工沉陷原因及对策研究等一批行业前沿成果正式发布,丰富了盾构施工技术,助力我国向世界盾构强国迈进。

关键词：复合地层盾构隧道修建技术创新与展望

三模式掘进机全断面岩层段TBM模式施工技术研究

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隧道建设（中英文） 2024年第3期44卷 596-604页

作者：谢文达梁红兵陈乔松郭永顺马经哲广州地铁工程咨询有限公司广东广州510010 广州地铁建设管理有限公司广东广州510330 中铁隧道集团三处有限公司广东广州510530

为研究三模式掘进机使用TBM模式在全断面岩层中的施工技术,以广州地铁7号线二期萝岗站—水西站盾构区间工程为研究背景,分别从出渣方式、掘进参数控制、刀具管理和稳定器应用4个方面对三模式掘进机TBM模式施工技术进行总结。结果表明:1... 详细信息

为研究三模式掘进机使用TBM模式在全断面岩层中的施工技术,以广州地铁7号线二期萝岗站—水西站盾构区间工程为研究背景,分别从出渣方式、掘进参数控制、刀具管理和稳定器应用4个方面对三模式掘进机TBM模式施工技术进行总结。结果表明:1)本工程中三模式掘进机使用镶齿滚刀施工,相对光面滚刀的消耗更少,刀盘转矩更低;2)三模式掘进机TBM模式采用泥浆循环和螺旋输送机双通道出渣,可显著降低泥浆管堵塞的概率,提高出渣效率;3)三模式掘进机在前盾、中盾安装稳定器和撑靴,可保证全断面硬岩地层中掘进盾体不发生滚动,同时增强盾体稳定性;4)在全断面岩层中采用三模式掘进机TBM模式开挖隧道,刀盘转速为3.0 r/min,总推力约15000 k N,转矩可控制在1300 k N·m,推进速度为8~12 mm/min。

关键词：轨道交通三模式掘进机硬岩段掘进效率全断面岩层

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西安地区洞桩法地铁车站基础结构选型

交通运输工程学报 2024年第2期24卷 125-136页

作者：来弘鹏马小杰长安大学公路学院陕西西安710064 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

结合西安地层特点,依托5座在建洞桩法地铁车站实体工程,分析了不同基础型式的结构承载特性和最不利工况,选取地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起、结构允许水平位移作为评价基础结构强度及刚度安全性的基本准则,构建了洞桩法... 详细信息

结合西安地层特点,依托5座在建洞桩法地铁车站实体工程,分析了不同基础型式的结构承载特性和最不利工况,选取地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起、结构允许水平位移作为评价基础结构强度及刚度安全性的基本准则,构建了洞桩法基础结构的力学模型,推导了不同破坏模式下结构的安全系数计算公式,提出了适用于西安地区洞桩法基础结构选型理论体系中各项安全系数取值建议,给出了不同地层及埋深条件下单排长桩基础和柱下条形基础的适用范围。研究结果表明:西安地区洞桩法基础结构按地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起及结构允许水平位移等基本准则计算时,安全系数应分别不小于1.2、1.3、1.3、1.6、1.4;洞桩法的中柱基础结构选型主要受地基竖向承载力准则的影响,采用相同柱跨型式时,柱下条形基础在砂土地层中的适用性优于其在粉质黏土-砂互层和粉质黏土地层中的适用性,而单排长桩基础可通过增加桩长等方式提高结构承载力,理论上在各类地层条件下的适用性均优于柱下条形基础;边桩基础结构需要采用复合准则综合分析其适用性,柱下条形基础结构的适用性受地层条件影响较大,在粉质黏土和粉质黏土-砂互层条件下结构抗倾覆安全性难以满足要求,而单排长桩基础在各项准则下主要受自身结构强度和刚度的影响,在各类地层中的适用埋深无明显差异;西安地区洞桩法地铁车站采用单排长桩基础型式的适用性较好,而柱下条形基础可通过扩大基础宽度等方式来满足结构安全性要求。

关键词：地铁车站洞桩法基础结构选型安全性评判准则力学模型结构安全系数

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基于新型接头的装配式地铁车站力学性能研究

地下空间与工程学报 2024年第2期20卷 518-526页

作者：昝子卉王冉广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010

装配式车站可有效提高地铁工程建设质量和效率,是城市轨道交通高质量发展的趋势。本文以深圳地铁首个采用新型C-H-C接头的全新装配式车站为背景,进行了装配式地铁车站静力模型试验,在此基础上使用有限元软件ABAQUS建立装配式地铁车站整... 详细信息

装配式车站可有效提高地铁工程建设质量和效率,是城市轨道交通高质量发展的趋势。本文以深圳地铁首个采用新型C-H-C接头的全新装配式车站为背景,进行了装配式地铁车站静力模型试验,在此基础上使用有限元软件ABAQUS建立装配式地铁车站整体框架有限元模型。通过弹簧实体接触模拟C-H-C接头的非线性特性,采用非线性弹簧模拟土结构相互作用,建立地层结构非线性相互作用有限元分析模型,对不同设计荷载工况下的结构静力反应进行数值模拟。结果表明:通过与模型试验结果进行对比分析,验证了数值模型的合理性;相较于低水位工况,高水位工况结构底板的内力、变形显著增大,底板设计时应按照压弯构件考虑;内力主要通过顶、底角点构件接头传递,且主要受接触面积影响。本文成果验证了基于新型C-H-C接头的装配式地铁车站受力合理可行。

关键词：装配式车站 C-H-C接头整环试验受力分析