不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法

为了预测、评价、提升不同围岩质量隧道TBM施工能力,通过对国内外多个隧道工程TBM施工数据回归分析,建立了设备利用率、掘进速率等TBM施工性能指标随岩体质量的变化规律。统计结果表明TBM设备利用率与岩体质量指标RMR呈线性函数或二次函数关系、TBM掘进速率与岩体质量指标RMR呈二次函数关系;TBM设备利用率随岩体质量参数的增大而递增;TBM掘进速率随岩体质量参数的增大先升高再降低,在III级围岩时达到峰值;TBM施工速度随岩体质量参数的增大先升高再降低,在II级围岩时达到峰值。基于此,提出了不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法,并利用滇中引水工程香炉山隧洞TBM施工数据对该方法进行了验证。研究成果可用于预测拟建隧道TBM施工工期和评价在建隧道TBM施工性能。     

高楼山特长隧道TBM法施工方案探讨

高楼山特长隧道为武都至九寨沟高速公路项目控制性工程。为了工程项目保质保量按期完成,针对高楼山特长隧道实际情况,详细研究论证了高楼山隧道采用TBM掘进机法施工的可行性和优缺点。探讨TBM法施工在高速公路隧道中的适用性,施工组织的原则。分析TBM施工进度及主要影响因素,对TBM在高楼山隧道中的应用进行了详细比选论证,对类似工程提供借鉴。     

重叠地铁区间隧道TBM施工地表沉降的数值模拟

选取了某地铁TBM试验段中的重叠近距离风险断面,采用了实际工程勘察设计的参数,通过隧道与岩土工程的专用软件Midas/GTS进行了TBM施工过程的数值模拟,选取隧道重叠最近距离时的施工断面建立了三维的有限元模型.运用Midas/GTS软件分别模拟了“先开挖上隧道”方案和“先开挖下隧道”方案的TBM施工的过程,分析了隧道施工对地表沉降的影响.     

大纵坡隧道复合式隧道掘进机掘进推力对管片结构的力学响应分析

隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)在进行大纵坡隧道上坡施工时的掘进推力控制不当易造成管片错台、上浮甚至结构失稳等问题,因而研究大纵坡隧道TBM掘进推力对管片结构的力学响应具有重要的工程意义。以重庆轨道交通9号线刘家台始发井—鲤鱼池站区间坡度为3.9%的复合式TBM隧道施工为例,采用基于荷载-结构法的隧道纵向梁-弹簧模型和数值模拟法,分析复合式TBM在大纵坡隧道掘进过程中不均匀千斤顶推力作用下产生的附加作用力特征,探究管片结构在附加作用力影响下内力分布规律及其变形的薄弱区域,以及管片结构变形甚至破坏的表征,从而寻求具体控制TBM施工掘进推力的有效措施。研究成果可为规范大纵坡隧道TBM施工中的推力分区和选值提供借鉴。     

大纵坡隧道复合式TBM掘进推力对管片结构的力学响应分析

TBM在进行大纵坡隧道上坡施工时的掘进推力控制不当,易造成管片错台、上浮甚至结构失稳等问题,因而研究大纵坡隧道TBM掘进推力对管片结构的力学响应具有重要的工程意义。本文以重庆轨道交通9号线刘家台始发井～鲤鱼池站区间坡度为3.9%的复合式TBM隧道施工为例,采用基于荷载-结构法的隧道纵向梁-弹簧模型和数值模拟法,分析了复合式TBM在大纵坡隧道掘进过程中不均匀千斤顶推力作用下产生的附加作用力特征,探究了管片结构在附加作用力影响下内力分布规律及其变形的薄弱区域,以及管片结构变形甚至破坏的表征,从而寻求具体控制TBM施工掘进推力的有效措施。研究成果可为规范大纵坡隧道TBM施工中的推力分区和选值提供借鉴。     

基于点云的TBM隧道成型质量检测方法及应用

以硬岩隧道掘进机(TBM)隧道围岩为研究对象,应用三维激光扫描技术检测TBM隧道成型质量,提出了基于三维激光扫描技术的TBM隧道成型质量自动检测方法.将车载云台和二维激光扫描仪组成的三维扫描装置安装在TBM主梁上,车载云台带着二维扫描仪朝刀盘方向快速旋转90°,通过旋转编码器将扫描仪的二维点云实时转换成隧道的三维点云,对点云进行隧道轴线计算、滤波、截取等预处理,通过截面提取与三次分段Hermite插值曲线拟合的方法计算围岩的剥落与塌方.提出了隧道成型质量参数并依据其判断隧道成型质量,结合TBM隧道工程实例进行分析,验证TBM隧道成型质量检测方法的可行性.采用本方法可实现在TBM施工过程中隧道成型质量同步进行检测,形成数字化测量体系.     

基于复杂地质岩机作用的多维度隧道掘进机适应性评价方法

为了解决高强度高磨蚀硬岩地层TBM掘进“低效高耗”、断层破碎带地层“刀盘受困”、高地应力挤压性地层“护盾被卡”等隧道施工难题,基于TBM滚刀、刀盘、护盾与隧道围岩的相互作用,通过多个TBM法隧道工程数据统计分析,揭示了滚刀贯入度指数与岩体特性指标、滚刀破碎体积磨损速率与岩体特性指标、TBM设备利用率与断层宽度、围岩相对变形量与强度应力比的函数关系,建立了基于滚刀可掘性和耐磨性、刀盘受困和护盾被卡风险的多维度TBM适应性评价方法,为复杂地质隧道修建TBM工法选择、装备设计及施工难题的解决提供了量化依据。     

羊台山隧道TBM选型施工技术

深圳地铁6号线羊台山隧道由于下穿广深港客运专线业主优化工法,改钻爆施工为TBM机械掘进,通过对羊台山隧道地质情况分析,对比四种类型TBM适用性分析,选择适用本工程的TBM机械,并对不良地质处提出合理加固方法.     

不同坡度TBM隧道施工对开挖面稳定性的影响

近些年来TBM隧道施工被广泛应用于地铁隧道的建设中,由于线路规划需要和地形条件的限制,在一些特殊地段可采用纵坡隧道.TBM在迎坡掘进时,因为坡度的存在刀盘会与开挖面发生分离现象,导致开挖面前方岩土体在侧向土压力的作用下朝向刀盘移动,对开挖面稳定性造成不利影响.因此,以重庆轨道交通九号线刘家台站—鲤鱼池站迎坡段区间为依托,对大纵坡TBM隧道施工时引起的开挖面稳定性问题进行分析.采用数值模拟计算方法并结合现场实际工程项目,以隧道坡度作为变量设定多个模拟工况,分析了不同坡度值条件下开挖面处岩土体的应力变化规律及岩土体的横向、纵向、竖向变形规律,研究成果可为纵坡段TBM隧道施工时解决开挖面稳定性问题提供借鉴.     

探讨TBM通过不良地质洞段的施工方法

TBM是我国隧道掘进开挖的首选良好设备,但对隧道地质条件较为敏感。受当前勘察技术局限性、施工线路较长的影响,经常会出现施工中所遇到的地质岩性与先前勘察结果不一致、且在同一隧洞存在着不同年代、不同岩性、同时伴随着不同地质构造等不良地质现象,这就给TBM施工带来了极大困难和挑战。对TBM如何顺利通过不良地质洞段并采取有效的支护手段进行探讨,进而为弥补勘察设计结果的缺陷,保证施工顺利进行提供参考和借鉴。     

浅谈输水隧洞投料孔竖井施工技术

通过对大伙房水库输水工程TBM2标段投料孔施工技术的浅析,提出长大隧道投料孔施工的必要性、可行性、及可操作性,对长大隧道类似辅助坑道设计与施工有一定的参考价值。     

浅谈TBM在引洮9~#隧洞工程中的应用

随着科技进步和建筑市场的发展,长距离隧道施工越来越多,目前大多施工优先使用TBM设备掘进,不仅提高了施工效率和施工安全,而且节省了工期和投资,其优越性较为明显,现已被工程建设广泛地采用和推广。主要针对甘肃引洮供水一期工程总干渠9#隧洞选用的双护盾TBM设备组成及施工中存在的问题和注意事项进行综述,供类似工程TBM设备施工中参考。     

深埋隧道强烈岩爆孕育微震主频演化规律

岩爆是深埋隧道施工过程中常见的一种地质灾害,严重制约深埋隧道开挖的安全和效率。本研究从岩爆孕育相关的岩体破裂所释放微震波频率的角度出发,建立了基于微震波频率衰减特征的隧道岩体破裂微震主频计算方法。分析了锦屏二级水电站引水隧洞群大埋深大理岩洞段,隧道掘进机(TBM)和钻爆法两种施工方法下的典型强烈岩爆案例。研究结果表明:TBM强烈岩爆孕育时岩体破裂微震主频由高向低交替变化,且在岩爆发生当日降低到最小,钻爆法强烈岩爆的微震主频演化则是无序的;TBM和钻爆法强烈岩爆孕育过程中单日最小微震主频一般低于200Hz,且TBM单日最小微震主频呈逐渐降低的趋势。微震主频的演化规律可为深埋隧道岩爆预警预测提供参考。     

中国隧道及地下工程修建技术

主要介绍了我国隧道与地下工程的设计理论及方法、钻爆法隧道施工技术、盾构隧道施工技术和TBM（tunnel boring machine）施工技术等。指出了我国隧道及地下工程今后研究的方向：大埋深特长隧道的修建技术,城市地下空间规划,隧道及地下工程的动态设计以及降低工程造价的方法等。     

浅谈长大隧道TBM拆卸洞施工技术

某长大隧道TBM拆卸洞设在Ⅱ级围岩地段,对拆卸洞分三部四区段开挖完成。鉴于该隧道特点,本文对的特大断面II类围岩对TBM拆卸洞室施工进行探讨,总结出该工程所采用的成功经验,为今后类似工程提供借鉴及管理成功的实例。     

TBM掘进速度预测模型研究

随着机械制造技术的进步,全断面岩石隧道掘进机被广泛应用于深、长、大隧洞的开挖,鉴于全断面岩石隧道掘进机(TBM)对地质条件十分敏感,且其前期投入巨大,采用合适的方法、准确地预测TBM掘进速度对TBM施工的进度安排和成本估计十分重要.基于纽约皇后NO.3隧道153组实测岩体参数(UCS、PSI、DWP、BTS、α)和TBM掘进速度(PR),分别采用BP神经网络和CART算法建立TBM掘进速度预测模型,与已有预测模型对比发现,CART预测模型预测精度更高更易于不同工程相互借鉴,且在部分岩体参数缺失的情况下也能对TBM掘进速度进行有效预测.     

TBM在长隧道施工中存在的问题及发展趋势

随着时代的进步和发展，在工程施工中常常会遇到长隧道工程。当隧道（洞）长度过长时，用常规钻爆法进行隧道施王将需要相当长的工期，隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。本文将深入探讨长隧道中应用隧道掘进机（简称TBM）存在的问题以及发展趋势。     

大瑞铁路高黎贡山隧道开敞式TBM施工适应性研究

大理至瑞丽铁路穿越高黎贡山的关键控制性工程—高黎贡山隧道,受地形条件控制,全隧采用钻爆法施工增设辅助坑道困难,无法实现＂长隧短打＂实现设计工期的要求,因此需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。     

考虑多源信息不确定性的TBM利用率预测

隧道掘进机(TBM)施工对地质条件非常敏感,一旦发生事故会造成严重的工期延误和巨大的经济损失。本文在对TBM利用率影响因素进行统计分析和对输入参数进行优选的基础上,以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工实例为依托,将天牛须搜索优化方法与增强回归树算法进行耦合,提出一种考虑多源信息不确定性的TBM利用率预测模型(BAS-BRT);将该模型预测结果与粒子群优化-增强回归树耦合模型(PSO-BRT)预测结果进行对比分析,并通过现场实测数据验证TBM利用率预测模型BAS-BRT的有效性及其对典型地质段施工风险的适应性。研究结果表明：天牛须优化算法的自适应特点能够真实反映TBM施工中出现的不确定性问题,增强回归树算法可实现模型的全局最优化迭代,TBM利用率预测模型BAS-BRT具有较高的预测精度、较好的泛化性能,同时具有良好的并行处理能力与鲁棒性。     

某输水隧洞应力分布规律

利用ANSYS软件,对某输水隧道某段围岩的稳定进行了有限元计算和分析,探讨了围岩应力场的分布规律,为该工程施工提供了合理的支护计划,该规律将对工程施工具有一定的指导作用.围岩应力分布规律的研究结果,对隧洞施工、尤其是采用TBM施工具有实际价值,该成果的应用也将会提高TBM施工的工效及可观的经济效益.