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第八届中日盾构隧道技术交流会

召开年：2015
召开地：南京
出版时间： 2015-09-09

主办单位：;中国土木工程学会;;中国岩石力学与工程学会;;中国公路学会;;

会议文集：第八届中日盾构隧道技术交流会论文集

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1.冻结法几个关键问题及在隧道工程中最新应用
- 陈湘生
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：地层冻结法在我国应用已经整整60年.作为地下工程和隧道工程治水最有效方法之一,既有它的优势也存在风险.本文主要从冻土结构在施工过程中受力机理分为"隔水"(水压)和"既隔水又承受岩土压"(土水压)两类,说明设计计算的差别.由此产生的工程风险的预防,在地层冻结的全过程每一个关键环节予以说明.最后呈述最近其在隧道工程的最新进展.
2.南京地铁过江隧道总体设计与施工
- SHE Caigao;佘才高
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：以南京地铁十号线过长江隧道为背景,针对其距离长、风险高、施工难度大的特点,在国内地铁行业首次提出了采用单洞双线大直径盾构隧道的断面形式.分别从设计与施工措施出发,解决了隧道横断面设计、衬砌环结构与防水设计、隧道通风防灾及疏散系统设计、隧道排水及消防系统设计和关键施工技术措施等关键技术.盾构已顺利竣工，从已有施工经验来看，工程中采用的建(构)筑物保护措施和换刀技术措施有效控制了环境风险和自身风险。为今后长距离地铁区间隧道工程,尤其是长距离穿越江河的地铁区间隧道工程提供了成功的经验,具有显著的社会、经济及环境效益.
3.中国泥水盾构使用现状及主要问题
- ZHU Wei;朱伟;MIN Fanlu;闵凡路;ZHANG Yazhou;张亚洲;ZHANG Ning;张宁;WEI Daiwei;魏代伟;WANG Rui;王睿
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：近十年来,泥水盾构隧道技术在我国应用越来越广泛,已成为大型越江海隧道和城市地铁建设不可或缺的关键技术.一方面,我国的泥水盾构技术,尤其大直径泥水盾构工程成技术不断成熟,工程的建设量和盾构机数量已是世界第一位;另一方面,在复杂的地质条件下采用泥水盾构技术施工时,不断突出的开挖面稳定性控制、刀具磨损及开舱修复、泥浆环流携渣以及盾构机的再制造等问题,使我国工程界面临着极大的考验.因此,有必要收集和梳理我国泥水盾构施工技术的发展现状,并结合典型的泥水盾构工程实例,分析我国泥水盾构施工过程中存在的主要问题,总结已有的相关施工经验和技术要点,有利于认清我国泥水盾构技术的真正水平,明确我国泥水盾构技术发展的方向,对推动世界泥水盾构技术的发展有重要的意义.
4.越江海盾构隧道的发展和展望探讨
- YUAN Da-jun;袁大军;LIU Xue-yan;刘学彦;WANG Meng-su;王梦恕
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：大型越江海隧道在促进城市和地区的经济与社会可持续发展方面发挥重要作用.本文调研了国内外30余条越江海盾构隧道并分析了其主要设计施工参数.调研结果表明:我国在修建越江盾构隧道方面技术较为成熟.但是,由于越海盾构隧道具有超高水压、巨长距离等特点,其在部分地区的修建还存在一定的技术瓶颈.针对这些技术瓶颈,本文对其关键节点、影响对象和目前是否能够克服等进行了分析.对于越海盾构隧道,特别是针对高水压提出了具体的研究方向,以供研究参考.
5.突变地质界面盾构隧道开挖面极限支护压力研究
- WANG Guofu;王国富;SUN Jiecheng;孙捷城;LU Linhai;路林海
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构隧道穿越岩质与富水软粘土或砂土突变地质界面时,受不均匀土压力、强弱介质力学性质差异、孔隙水压力剧变等因素影响,将产生沿弱体界面的滑移破坏.基于筒仓理论,建立了突变地质界面下的梯形棱柱体极限平衡模型,推导了开挖面极限支护应力计算公式;以济南轨道交通R1线隧道下穿腊山河段为工程背景,分析了不同界面距离下的开挖面破坏模式和围岩变形分布特征,揭示了极限支护压力与界面距离的变化规律.研究结果表明:不同梯形体长度比下的极限破裂角大小相同,近似为45°-Φ/2;当界面距离比-1≤e≤0时,开挖面破坏模式转化为梯形体模型,其极限支护压力随界面距离的减小而显著增大;结合数值模拟对比分析,理论解与数值解变化趋势基本吻合,验证了本文提出的计算模型可靠性;拟合两者曲线可得,极限支护应力比是关于界面距离比的二次函数;开挖面极限支护压力随界面前后粘聚力、内摩擦角差异的增大而增大,界面倾斜时对围岩稳定性的影响比界面垂直时更加显著.本文提出的梯形棱柱体计算模型对深入研究突变地质界面下开挖面破坏模式和灾害预防控制具有重要指导意义.
6.深埋盾构隧道在岩层中穿越桥梁时的施工参数研究
- SHE Caigao;佘才高;HAN Gaoxiao;韩高孝
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：本文以南京地铁机场线下穿高铁桥梁为背景,对深埋盾构隧道于岩层中近距离下穿高铁桥梁时的施工参数进行了研究.通过对现场施工参数以及桥梁变形和地表变形的分析,认为在此种工况下文中涉及到的施工参数是合理的,为类似条件下盾构隧道的施工提供了可行的参考.
7.复合地层盾构刀具磨损分析
- JIN Dalong;金大龙;YUAN Dajun;袁大军;LI Xinggao;李兴高
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构机在复合地层中进行掘进,刀具磨损严重,容易发生偏磨,是制约土压平衡盾构长距离高效掘进的重要因素.通过气压开仓和常压开仓技术,对深圳地铁9号线区间隧道盾构刀具进行现场磨损监测,分析了不同类型刀具在复合地层中的磨损规律,回归得到了不同类型刀具的磨耗系数,在此基础上推算了盾构类似地层条件下的最远掘进距离.可以为工程实际中预测盾构在类似地层条件下的刀具磨损量、最长掘进距离等提供理论支持.研究成果对实际施工有一定的指导作用.
8.TBM盘形滚刀重复破碎与二次磨损机理研究
- ZHANG Hou-mei;张厚美
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.
9.南京纬三路过江通道复合地层盾构刀具磨损破坏行为的分析与研究
- ZHANG Jianfeng;张建峰;YANG Weihua;杨伟华;ZHU Wei;朱伟;MIN Fanlu;闵凡路;YAO Zhanhu;姚占虎;XIA Pengju;夏鹏举
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：随着盾构法在城市开挖地铁和隧道中的广泛应用,刀具磨损问题已经成为影响工程质量和进度的一个关键问题.文章对南京纬三路过江通道工程中盾构刀具的磨损进行了分析,介绍了在复合地层的情况下不同刀具磨损的情况,并分析了在复合地层情况下影响刀具磨损的主要因素.
10.土仓排土对土压平衡盾构掘进引起无水砂层响应的影响
- QU Tongming;瞿同明;WANG Shuying;王树英;HE Wei;何卫
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：土压平衡盾构掘进过程中,控制土仓进排土均衡的理想状态往往难以实现,且受监测预报水平、工人技术经验影响,盾构掘进时经常出现挤土情况.为阐明盾构挤土与排土掘进状态对周围土体的扰动机理,采用离散元方法建立土仓不排土与排土两组盾构掘进二维数值模型,比较分析了两种工况下盾构掘进时掌子面及周围地层的细观力学变化特征.研究表明:不排土工况下,盾构对周围土层有明显挤密,土体竖向位移呈椭圆形、水平位移呈圆形向前方扩散变小;排土工况下,刀盘周围土体无明显挤密,水平位移很小,竖向位移呈不规则漏斗状向地表延伸变大.不排土对周围土体应力影响大,掌子面水平应力分布均匀;排土工况下盾构前方土体应力与初始地层接近,土仓的排土,使掌子面水平应力的分布变化较大.
11.地层渗透系数对壁后注浆体固结过程的影响
- CHEN Xikun;陈喜坤;ZHU Wei;朱伟;WANG Rui;王睿
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：地铁隧道盾构施工壁后注浆体在不同地层条件下的固结过程有很大差异,以硬性浆、惰性浆为研究对象,在四种渗透系数不同的地层条件下进行固结试验.研究表明:地层渗透系数大于浆体平均渗透系数时,两种浆体固结时间均比较短,且沉降量基本相同;当地层渗透系数小于浆体平均渗透系数时,两种浆体固结时间明显增长,硬性浆由于水泥水化作用导致孔压消散快,变形量小.
12.横观各向同性土层中盾构隧道施工引起的地面变形
- ZHANG Qiongfang;张琼方;XIA Tangdai;夏唐代;LIN Cungang;林存刚
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：基于横观各向同性的Mindlin解,经数值积分求得盾构施工过程中切口附加推力、盾壳摩擦力以及同步注浆压力引起的地面竖向位移,叠加累计概率曲线法得出的土体损失引起的位移,以杭州庆春路过江隧道盾构施工引起的地面实测位移对其进行验证.对于几个重要参数进行了参数敏感性分析:切口附加推力、盾壳摩擦力以及同步注浆压力对于地面变形的影响;埋深对于地面变形的影响,Eh/Ev对地面变形的影响.分析结果表明,基于横观各向同性Mindlin解求得的切口附加推力、盾壳摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面位移,与地层损失沉降叠加,可用来预测盾构掘进引起的纵向地面隆陷;横观各向同性介质的横向弹性模量和竖向弹性模量对于盾构引起的地面变形影响显著.
13.砂土中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究
- WANG Zhengxing;王正兴;SHI Yan;施焱
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：为研究隧道施工条件下土层的沉降规律,通过开发颗粒流程序建立了隧道-土体颗粒流数值模型,模拟砂土地层隧道施工过程中土层沉降.通过数值模拟分析了地层损失率、隧道埋深和半径对模拟结果的影响规律.结果表明:砂土中隧道施工引起的土体沉降量与土层距隧道拱顶的距离成反比,且随着地层损失率的增加,土拱效应发挥越明显,土层剪应变率则呈现由隧道中轴线向两侧逐渐减小、由深层向浅层逐渐展开的分布规律.分析结果可为工程实践中分析砂性土隧道施工引起的土体沉降规律提供理论依据.
14.盾构始发或接收时推力的数值模拟计算
- LIU Jun;刘军;WANG Fang;王芳;XUN Guifu;荀桂富
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：千斤顶推力等掘进荷载是盾构在始发、掘进、接收过程中的主要控制参数.本文基于北京地铁15号线某盾构始发直接切削玻璃纤维筋桩工程,以直径为6m的地铁盾构为对象,首先进行了在盾构始发过程中不同推力大小的工况下对桩体位移内力及周围土体位移的数值计算分析.在此基础上,进行对盾构接收时,总推力以及土仓压力等参数在进洞过程中变化对桩体位移内力以及周围土体位移的计算分析,从而确定盾构接收时盾构所需的推力大小与土仓压力大小等力学参数.
15.基于三维离散元片体墙-颗粒接触的土压平衡盾构掘进模型
- HU Xiongyu;胡雄玉;HE Chuan;何川
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构法以其自动化程度高、对周围环境影响小的特点而成为城市地铁隧道施工的主流方法，然而，由于受到地质条件与施工工艺的影响，盾构法施工过程中仍会不可避免地对地层产生扰动，最终导致地层位移。基于片体墙-颗粒接触理论,以PFC3D和Solidworks为实现平台,将颗粒体与复杂的片体墙实现耦合接触,采用fish语言编译片体墙与颗粒接触处力-位移数据传递交换函数,建立了地层与土压平衡盾构机三维离散元耦合数值模型,其中三维离散元盾构机模型可以实现真实盾构机的主要功能,包括刀盘转动、盾构推进与螺旋出土器出土等.同时从宏-细观角度深入开展砂卵石地层土压平衡盾构掘进对地层扰动和掘进参数研究.研究结果表明:(1)砂卵石地层中刀盘扭矩与总推力较大,其中,总推力中盾壳摩擦阻力占89％;(2)砂卵石地层中盾构土仓压力表现出强烈的非线性;(3)砂卵石地层颗粒间的传力效应明显,刀盘震动与摩擦效应尤为突出,盾构刀盘的切削作用会引起较大范围的土体颗粒旋转运动;(4)砂卵石地层颗粒流动性大,开挖面周围砂卵石颗粒竖向运动趋势明显.
16.盾构隧道变形的无线感知技术研究
- HUANG Hongwei;黄宏伟;ZHANG Dongming;张东明;WANG Fei;王飞;HE Bin;何斌;WU Yan;吴俨
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构隧道是城市及软土地下基础设施的主要结构,保证其在建设和运营期的安全至关重要.盾构隧道纵横向变形的监测更是掌控其安全性态的重要方面.在"互联网+"的时代发展背景下,本文针对隧道结构特点和环境条件,在研发TJ_UWIS双轴倾角传感器的基础上,基于Zigbee构建了具有二层网络拓扑结构的无线感知网络(Wireless Sensoring Network,简称WSN),实现了盾构隧道结构变形实时动态监测.通过室内试验以及现场案例应用得到验证,该方法可以不受运营列车通行影响,真正实现运营隧道全天候实时监控,为隧道安全提供技术支持,有效保障隧道运营安全.
17.地下道路同洞上下逃生楼梯人员疏散试验研究
- CHEN Zhicong;陈智聪;YUAN Dajun;袁大军;SHEN Jianwen;沈建文
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：同洞上下逃生楼梯是随着双层盾构法隧道的涌现而引入的新型疏散模式,但缺乏相应的设计标准.基于最不利火灾疏散场景,在东关大道隧道逃生楼梯疏散试验平台开展人员疏散基础参数及疏散时间的观测研究.试验结果表明:(1)单股人流上楼疏散速度v～Gumb(0.2359,0.6357),受性别年龄影响不大.(2)0.8m净宽条件下逃生楼梯通行能力为0.7人/s,楼梯入口为疏散瓶颈、有排队现象,需做好人员疏导.(3)以3min应急广播发布、中等规模火灾6min烟控不保证时间可用安全疏散时间为人员安全疏散准则参照时,建议双层双向四车道地下道路同洞上下逃生楼梯间距上限值为150m.本文成果可望为逃生楼梯的有效性评估及性能化设计提供依据和指导.
18.盾构隧道复合管片的等效结构计算模型研究
- JIN Ming-ming;金明明;ZHANG Wen-jun;张稳军;ZHANG Gao-le;张高乐;SU Ren;苏忍
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构隧道复合衬砌管片组成材料的多样性和模型计算参数设置的复杂性,使复合管片的设计变得较为困难,从而限制了复合管片的发展和应用.因此在已有试验结果的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了11组盾构隧道复合管片的数值模型.通过分析盾构隧道复合管片中钢管板的应变分布,提出了一种确定钢管板影响范围的方法.同时根据能量等效原理,建立了上述数值模型的等效模型,并分别从复合管片的宽度方向和高度方向研究了主桁梁等效宽度和面板等效高度随钢管板厚度变化的规律,基于此给出了主桁梁和面板等效尺寸与板厚关系的拟合公式.拟合曲线表明,钢管板厚度增加时,主桁梁和面板等效尺寸的变化规律与它们影响范围的变化规律一致,从而验证了确定钢管板影响范围方法的合理性.等效模型的建立和等效尺寸的提出可以降低复合管片设计和计算的难度.
19.基于管片环承载能力的大水深盾构管片厚度选择研究
- ZHONG Xiao-chun;钟小春;ZHU Wei;朱伟;ZHU Dong-yuan;朱东元;DU Xue-shan;杜雪山;ZHU Chao;朱超
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：随着我国跨海隧道建设进入实质性工程阶段,如渤海湾海底隧道正式通过国家审批,琼州海峡隧道工程也已经进入可行性论证阶段.海峡隧道存在一个突出问题就是大水深高水压,管片设计如何做到既经济又能确保安全.首先对大水深条件下盾构管片进行了受力分析,发现主要承受了以轴力为主的内力,其破坏模式小偏心受压破坏.在此基础上,从管片接头和管片本体承载力两个方面研究了管片环的承载能力,为管片厚度的确定提供了理论依据.
20.盾构隧道结构渐进性倒塌试验研究
- LIU Xian;柳献;HUANG Xiaodong;黄晓冬
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：我国地铁隧道投入运营多年,现已逐渐进入隧道结构的维护期.结构在其服役期间可能遭受偶然荷载或作用,由于这些荷载通常远大于设计工况,结构会发生局部或整体倒塌.隧道衬砌结构的极限承载能力直接影响到隧道的正常使用性能,隧道一旦发生倒塌破坏,将会造成严重的人员伤亡和设备损毁.要避免倒塌,所采取的措施必须基于对结构在极端条件下的破坏过程有深刻的认识才能可靠、有效.结构倒塌具有非线性的特点,由于荷载和作用的不确定性以及结构动力反应的复杂性,本文通过足尺试验实际模拟了单环隧道结构承载、倒塌的全过程,得到了整体变形随荷载的变化规律,接头螺栓的受力变形特点,以及混凝土破坏等关键性能点与所受荷载之间的关系,从而对整个结构的受力变形过程有了更加全面的认识,所得结论对工程实际有着重要的指导意义.
21.砂卵石地层地下水对盾构隧道影响分析
- WANG Jun;王俊;HE Chuan;何川;LI Donglin;李栋林;QI Chun;齐春;FANG Yong;方勇
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：为探明砂卵石地层中地下水对盾构隧道施工后衬砌上的土压力以及地层变形变位的影响,依托成都地铁2号线穿越砂卵石地层盾构隧道工程,采用颗粒流方法从细观角度进行了地下水对盾构隧道荷载分布以及地层变形的模拟分析,研究了盾构隧道动态施工过程及后期稳定后的水、土压力分布.研究表明,地下水存在与否以及其分布规律对砂卵石地层中盾构隧道的荷载分布以及地层变形变位有着明显影响.
22.饱和土层中地铁列车运行引起的环境振动分析
- HUANG Qiang;黄强;HUANG Hong-wei;黄宏伟;YE Bin;叶斌;ZHANG Dong-mei;张冬梅;ZHANG Feng;张锋
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：近年来,地铁列车运行引起的环境振动问题逐渐引起了人们的关注.本文针对沿海地区饱和软土层中地铁列车运行引起的环境振动响应进行分析.利用钢轨-扣件-隧道-地基模型得到作用在道床上的振动荷载时程,土体采用Cyclic Mobility Model本构模型,利用DBLEAVES动力有限元程序分析了列车运行引起的地表环境振动.比较了干土和饱和土、列车运行速度、阻尼对对地表最大振动加速度、最大振动位移响应规律的影响,并采用加速度振级计算了地表的振动强度.数值计算结果为评价地铁列车运行引起的环境振动影响以及地铁沿线的隔振减振设计与沉降控制提供了一定的依据.
23.加工工艺对盾构隧道环间Anchor接头受力影响的数值研究
- ZHANG Wenjun;张稳军;ZHANG Gaole;张高乐;SU Ren;苏忍;JIN Mingming;金明明
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：为研究加工工艺对盾构隧道环间Anchor接头受力特性的影响,本文基于Anchor接头荷载试验,采用ABAQUS有限元软件建立Anchor接头的精细化模型.首先,通过与试验结果进行比较验证数值模型的合理性与可靠性,并分析得出Anchor接头各部件间的摩擦系数参考值.其次,研究Anchor接头在拼装过程中所需的压力、接头达到破坏荷载时的张开量随摩擦系数和套环壁厚与插入间隙尺寸差的变化规律.最后,数值分析结果表明:为保证Anchor接头正常工作,加工时部件间的摩擦系数应为0.46～0.52;套环壁厚与插入间隙尺寸差应为--0.05～0.01mm.本文的研究成果可为Anchor接头的设计与加工提供技术参考.
24.大直径盾构隧道管片钢筋优化设计研究
- BAO Heli;包鹤立
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：本文依托虹梅南路隧道工程,通过细化埋深分档、主筋优化、构造筋优化等3种手段,对隧道管片配筋设计进行优化.优化后的新型管片含钢量明显下降,创造了极大的经济效益.本次优化研究为了未来同类工程的设计提供了新的方法和依据.
25.盾构隧道结构健康评价的变形指标研究
- ZHANG Xuhui;张旭辉;YANG Zhihao;杨志豪;HONG Bichen;洪弼宸;LI Xiaojun;李晓军
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：由于隧道横向收敛变形和纵向不均匀沉降是隧道结构受力状况的直接反映,过大的收敛变形和不均匀沉降导致螺栓应力过大和管片裂缝的开展,也是渗漏水病害产生的一个重要根源,因此本文选取隧道横向收敛变形和纵向沉降曲率半径作为隧道结构健康评价的单项评价指标.提出采用梁一弹簧模型计算管片纵缝接头处的内力,在此基础上采用精细化解析模型进一步分析纵缝接头力学特性,以纵缝接头张开量、螺栓屈服和管片裂缝值为控制依据,计算得到横向收敛指标;采用三维壳-弹簧模型,以环缝最大张开量为控制依据,计算得到不均匀沉降的曲率半径控制指标.最后,将本文提出的方法应用于南京地铁十号线越江隧道工程,得到该隧道结构健康评价的变形控制指标.
26.大直径土压平衡盾构及其车站PBA法扩挖技术
- LE Guiping;乐贵平;HUANG Qiwu;黄齐武;LI Hongan;李宏安
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工难度加大,同时对施工方法也提出了更为严格的要求.采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路.以北京地铁14号线东风北桥站(不含)～将台站～高家园站～望京南站(不含)为背景,介绍利用外径10.22m的大直径盾构进行区间隧道施工以及在区间隧道成型基础上采用"中洞法"扩挖地铁车站的施工工艺和技术,结合工程实施情况,重点阐述区间与车站施工衔接工序(穿越风道)、管片拆除等关键技术.工程实施结果表明:大直径盾构施工及其暗挖车站扩挖技术是一种工艺新颖、技术先进、安全可靠的集成建造技术,对传统的盾构法和暗挖法内涵进行了延伸和拓展,且对周边环境影响受控,是值得进一步推广应用的施工工法.
27.北京地铁隧道大直径盾构机选型及适应性设计
- LI Xinggao;李兴高;YUAN Dajun;袁大军;GUO Yuhai;郭玉海;CAI Zhiyong;蔡志勇
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：北京地铁14号线东风北桥站至京顺站区段工程在北京地区首次采用直径10m以上的大直径盾构机建设地铁隧道.为满足工程建设需求,首先对工程采用泥水平衡,还是土压平衡盾构的方案进行了比选分析.考虑了本工程的实际条件以及北京地铁隧道后续工程的建设需求,决定采用土压平衡盾构机的方案.针土压平衡方案,进一步考虑到工程3.15km长距离掘进的需求及每延米开挖土体量大大增加的实际(为传统6m直径盾构的2.6倍),在盾构刀盘刀具配置、渣土改良和同步注浆的装置配备方面又进行了更具针对性的设计.工程实践表明,此盾构机一次掘进3.15km,避免了开仓换刀,安全通过了沿线所有风险源,地表最大沉降总体控制在15mm到40mm之间同,完全满足了工程建设的需求.
28.膨胀性粘土地层泥水盾构开挖面破坏原因及防治措施研究——以扬州瘦西湖隧道工程为例
- ZHANG Yazhou;张亚洲;ZHU Wei;朱伟;CHEN Jian;陈健;MIN Fanlu;闵凡路;SHI Hailing;史海岭
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：以扬州瘦西湖盾构隧道穿越膨胀性粘土地层停机时引起的开挖面失稳及地表塌陷现象为研究对象,通过地层粘土浸水膨胀、崩解试验,结合现场实测资料,分析地表塌陷的原因、推测发生过程.结果表明:泥水盾构在膨胀性粘土地层停机时,泥浆持续渗透引起开挖面前方土体膨胀、崩解和剥落是导致开挖面失稳的原因;该失稳过程可以分为4个阶段:泥浆渗透阶段、开挖面前方土体膨胀崩解阶段、开挖面上方土体塌落阶段、塌落发展到地表形成地表塌陷阶段;泥水盾构在膨胀性粘土地层停机时,可采取稠泥浆、短停机的方法,每次停机时间控制在2天以内,可以有效地控制开挖面稳定,防止地表塌陷的发生.
29.南京纬三路过江通道泥水盾构泥浆配制试验研究
- ZHANG Ning;张宁;ZHU We;朱伟;MIN Fanlu;闵凡路
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：泥水盾构以其良好的适应性在过江过河隧道中得到了广泛应用.合理的泥浆配比及泥浆参数直接关系到盾构掘进的效率、安全及施工成本.本文以南京纬三路过江通道为背景,选取隧道穿过的四种砂性地层进行泥浆成膜试验,得到各地层的泥浆成膜参数;然后利用淤泥质粉质粘土地层中产生的废弃泥浆作为基础材料,向其中添加膨润土浆和CYHS-3型增粘剂溶液,得到满足四种地层施工需要的配浆配方.结果表明,密度小于1.05g/cm3的泥浆,不适于在砂性地层中成膜;膨润土浆和增粘剂溶液可以调节泥浆粘度;当泥浆粘度大于20s时,膨润土浆对泥浆粘度有明显的调节作用;泥浆密度越大,增粘剂溶液对泥浆粘度的提高越明显,当泥浆密度小于1.10g/cm3时,增粘剂溶液对泥浆的粘度几乎没有影响.
30.越江隧道泥水盾构施工风险信息系统研究
- ZHANG Jing;张静;SHI Yehui;施烨辉;LU Hao;卢浩;HUANG Mu;黄牧;WANG Ning;王宁
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：越江隧道施工条件复杂,工程规模大,越江隧道泥水盾构施工存在较大风险.为了有效管理和控制施工过程中出现的风险,对泥水盾构施工过程中出现的各种风险因素可以进行远程实时分析,结合计算机技术和互联网技术,开发了三维地质系统和越江隧道泥水盾构施工信息系统.基于此平台,结合土木工程和风险管理相关专业知识,研制越江隧道泥水盾构施工风险信息系统,可实时查看盾构施工信息和地质数据,从而可较为全面地进行风险评估管理.
31.富水硬岩地层盾构刀具磨损分析及减磨措施
- WU Jun;吴俊;YUAN Dajun;袁大军
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：大连地铁港湾广场站-中山广场站区间盾构施工,刀具异常磨损情况严重,施工缓慢,停机情况频繁.本文通过对盾构刀具在硬岩地层中的磨损情况进行总结,分析刀具异常磨损原因,提出改善措施,减少了刀具磨损,提高了掘进效率,在后续工程中取得了良好的效果.
32.越江隧道泥水盾构刀具磨损机理研究
- CHEN Zhining;陈志宁;XIA Wanpu;夏沅谱;SHI Yehui;施烨辉;CAI Ligen;蔡立艮
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：泥水盾构刀具磨损受诸多因素的影响,本文在磨损基本理论的基础上,总结得出泥水盾构的刀具磨损类型及磨损过程的三个阶段,并用ABAQUS软件对磨损过程进行了模拟计算.最后深入研究了不同地层条件、刀具组合配置、刀具材料选择、刀具设计与制造工艺及掘进参数对刀具磨损的影响.
33.地铁隧道盾构法施工安全风险评估研究综述
- GUO Jian;郭建;LI Ji;李集;SHI Yehui;施烨辉;CHENG Helan;程荷兰
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：阐述了在地铁盾构法施工中进行安全风险评估有重要的现实意义和社会意义,并在地铁盾构法施工的特殊性基础上,对国内外有关风险理论和动态风险管理等研究现状进行了系统总结,指出了现阶段风险评估在地铁隧道盾构法施工中的应用存在的主要问题和面临的难点.
34.基于CBR地铁盾构风险评估方法研究初探
- WANG Qingbao;汪青葆;LU Hao;卢浩;ZHANG Jing;张静;LI Ji;李集;SHI Yehui;施烨辉
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：针对地铁盾构施工风险评估的现状及相关事故案例未能有效利用的问题,提出了基于案例推理(CBR)的地铁盾构风险评估应用方法并展开研究初探.对地铁盾构施工风险评估案例表示方式和修改方法进行了设计,并阐述了在制定事故案例过程中如何进行案例修改、调整和应用,为建立智能化的盾构风险评估辅助系统进行更贴合实际的风险评估做了探索性尝试,并指出了其系统实现过程中存在案例表示、相似案例检索、评估体系确定及案例库维护等关键难点和相关解决思路,对风险评估的智能化系统设计与实现有良好的指导借鉴作用.
35.高温下盾构隧道环间FRP-Key接头力学特性的数值研究
- SU Ren;苏忍;ZHANG Wenjun;张稳军;ZHANG Gaole;张高乐
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：为了研究高温下盾构隧道环间FRP-Key接头的力学特性,本文基于FRP-Key接头的耐火模型试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立FRP-Key接头及管片的精细化模型.首先,对火灾高温条件下的FRP-Key接头及管片的温度场分布和纯弯曲加载下的变形规律进行分析,通过与试验结果进行比较验证数值模型的合理性与可靠性.其次,建立热力耦合模型,进一步研究高温条件下FRP-Key接头的抗弯特性.最后,数值分析结果表明:火灾高温条件下由于FRP材料性能随温度上升产生劣化,接头的张开量呈增加的趋势,但随着接头处轴力的增加,接头张开量有所减小.该方法可进一步完善盾构隧道衬砌结构抗火分析理论,同时也可为实际隧道工程的防火设计提供参考.
36.火灾条件下原型盾构管片接头防水性能损伤试验研究
- YUAN Dajun;刘腾;LIU Teng;袁大军;PAN Dong;潘东
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：通过原型盾构管片火灾试验,从温度分布、变形特性以及防水性能等方面对盾构隧道管片接头在火灾条件下的防水性能损伤进行了研究,得到:(1)火灾高温条件下管片接头温度传导以及温度场分布规律;(2)火灾高温条件下管片接头变形规律;(3)火灾高温条件下盾构管片接头防水性能变化规律.
37.复杂地层条件下盾构掘进参数分析及预测
- SHEN Xiang;沈翔;YUAN Dajun;袁大军
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：本文依托大连地铁港湾广场站—中山广场站区间隧道工程,通过现场实测数据,详细分析了盾构在穿越全断面硬岩、软硬不均、风化不均的复杂地层条件下的掘进参数控制技术及其变化规律,通过对实测数据的总结分析,给出相应的掘进参数优化建议.引入了灰色系统理论下的GM(1,1)预测模型,运用此模型对掘进总推力进行了实例预测,预测结果表明,在一定掘进距离内推力预测值与实际相差不大.说明可以运用该预测模型,在复杂的地层条件下,对盾构掘进参数进行近期预测,其预测结果对掘进参数的控制具有一定的指导意义.
38.盾构斜交下穿高层建筑CFG桩复合地基相互作用研究
- WEI Jiaxin;韦家昕;YUAN Dajun;袁大军
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：本文以北京地铁16号线盾构法隧道下穿左岸公社大厦为背景,采用三维有限元软件对盾构隧道斜交下穿高层建筑CFG桩复合地基过程进行建模分析,重点研究建筑沉降、地基受力和管片受力.计算结果表明,建筑沉降范围较集中,最大沉降位于建筑东南角,最大柱间差异沉降1.15mm;CFG桩复合地基受力主要由桩体承担,复合地基边缘具有明显应力集中现象.CFG桩体的存在使左线管片弯矩比无桩情况增大约24％,右线管片弯矩增大67％左右,建议在穿越CFG桩复合地基时进行安全加固措施.
39.砂性土层渣土回收同步注浆性能试验
- 王霆
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：在我国越江跨海隧道的建设中，泥水盾构凭借其良好的开挖面稳定性能而得到越来越多的应用。泥水盾构穿越粉细砂地层时所排放的渣土,粉细砂含量较高,如果直接废弃,不仅浪费资源,还需要耗费大量处理费用.采用室内试验的方法,将泥水盾构穿越粉细砂地层排放的渣土作为壁后同步注浆的砂源,通过比较浆液的强度、初凝时间、流动度、稠度等指标,研究该处理方法的可行性以及浆液性能.结果表明,泥水盾构穿越粉细砂地层所排放渣土经筛分后可以作为同步注浆砂源使用;利用渣土作为砂源的浆液可以通过适当增加粉煤灰的含量提高胶砂比来获得较大强度.
40.岩溶隧道突水突泥风险事故树分析
- 赵红光;夏沅谱;施烨辉;程荷兰
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：通过分析各种突水突泥事故案例,总结了岩溶隧道发生突水突泥的几大因素,利用事故树理论编制了岩溶隧道突水突泥事故树,并进行了相应的定性分析,最后结合工程实例对该隧道中各种影响因素进行了定量分析,得出了事故发生的概率和各基本事件的临界重要度,并提出了相应的改善措施.
41.盾构隧道开挖面极限支护压力研究
- XU Qianwei;徐前卫;TANG Zhuohua;唐卓华;ZHU Hehua;朱合华;SU Peiseng;苏培森;CHEN Panpan;程盼盼;WANG Wanting;王婉婷
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：针对盾构隧道开挖面稳定的极限支护压力,通过理论计算与现场实测的对比分析,提出了不同地层隧道上覆土压力的计算原则,将条分法的思想引入盾构开挖面的稳定性分析,导出了开挖面稳定的极限状态方程,据此可求得盾构隧道开挖面稳定的极限支护压力.
42.盾构掘进对地表沉降影响的风险评估及精细化控制研究
- LU Ping;路平;ZHENG Gang;郑刚;ZHANG Wenjun;张稳军;LEI Huayang;雷华阳
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：目前我国城市地铁建设中对地表变形的要求愈加严格,仅依靠工程经验已很难实现.结合天津地铁天津站至建国道站盾构区间试验段的现场监测结果,对掘进过程中盾壳摩擦力、刀盘扭矩、掌子面压力和注浆压力等盾构掘进参数对地表沉降影响进行了参数化模拟分析,并针对盾构掘进参数的波动造成的地表沉降计算结果进行了风险损失等级的可拓法风险评估,基于风险损失评估结果以及盾构掘进参数实测结果进行统计分析得到了风险失效概率,从而计算出各致险因子的风险值并提出了相应的精细化控制措施.结果表明,该隧道试验段致险因子按风险值从大到小依次为盾壳摩擦力、注浆压力、掌子面压力、刀盘扭矩;在该区间后续下穿高速铁路的盾构掘进过程中,针对风险值较大的盾壳摩擦力、注浆压力波动制定精细化的风险控制措施,最终使地表沉降稳定在5.1mm,满足了铁路运营要求.
43.软硬复合地层中盾构开挖面失稳模式及数值模拟
- LIU Mengbo;刘孟波;LIAO Shaoming;廖少明;SU Shouyi;苏守一;ZHOU Zhe;周哲
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：以盾构隧道开挖面楔形体理论为基础,提出软硬复合地层条件下开挖面失稳模式及确定开挖面支护力的建议,结合深圳地铁9号线园岭—红岭区间的盾构土仓压力实测数据及三维数值模型计算结果,验证所提出的软硬复合地层盾构开挖面失稳模式及支护力取值建议的合理性,对类似工程的设计和施工有一定的指导意义.
44.盾构施工引起间隙参数的确定方法研究
- QIN Jian-she;秦建设;ZHONG Xiao-chun;钟小春;ZHU Chao;朱超;DU Xue-shan;杜雪山
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构施工不可避免对地层造成影响,通常情况下通过经验性地确定地层损失率来考虑盾构施工的影响,具有较强随意性.将Loganathan提出的间隙参数进行分解:采用Mindlin解答计算在开挖面支护压力不足产生土体沿隧道径向的位移及通过浆液的单元体试验确定盾尾空隙壁后注浆浆液收缩引起沿隧道径向的位移,使得间隙参数的确定避开了复杂三维数值计算和人为经验性的随意性,间隙参数确定更为科学.最后,通过工程实例进行对比分析,证明了以上提出的间隙参数的确定的可靠性.
45.软土地层盾构下穿施工对既有房屋影响分析
- LIANG Rongzhu;梁荣柱;LIN Cungang;林存刚
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构施工扰动将对上部既有建筑物产生不利影响.以杭州地铁二号线为背景,结合盾构掘进参数及现场实测结果,分析了在软土地层中盾构下穿施工过程中,既有房屋结构物隆陷规律.根据盾构掘进参数及建筑物实测结果发现:(1)在下穿施工过程中,土舱压力难以平稳控制,且土舱压力分布不均匀;(2)当平均土压力或局部土压力大于静止侧向土压力时,将致使地表及房屋结构隆起变形;(3)盾构施工对建筑物扰动范围超过3.3倍盾构直径;(4)适当的房屋先期隆起将抵消部分后续沉降量;(5)房屋最终沉降值小于地表,但是沉降槽宽度大于地表.
46.砂土地层泥水盾构泥膜形成的颗粒流模拟
- JIA Rui;加瑞;ZHU Wei;朱伟;MIN Fan-lu;闵凡路
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：在泥水加压盾构施工中,压力舱中的泥浆压力通过在开挖面上形成的泥膜平衡开挖地层的土压力和水压力,因此在开挖面上形成良好的泥膜是保持开挖面稳定的关键.通过三维颗粒流程序(PFC3D)模拟了不同密度的泥浆在不同压力差下向不同颗粒级配和孔隙率的砂土地层移动和泥膜的形成情况.模拟结果表明在地层的颗粒级配相同的情况下,孔隙率越小,地层孔径越小,成膜性越好;在地层孔隙率相同的情况下,相比于中砂地层,细砂地层的孔径较小,更容易形成泥膜;在泥浆的颗粒级配相同的情况下,泥浆的密度增加,泥膜的厚度增加;在其它条件相同的情况下,压力差越大,泥膜越薄越致密.泥膜形成的细观机理是泥浆在压力差的作用下,少量泥浆颗粒进入地层,而大部分泥浆颗粒聚集在开挖面的表面形成粘土防渗层.
47.大盾构隧道施工对周边敏感性建筑物的影响研究
- ZHANG Xu hui;张旭辉;XING Yi;邢懿;YANG Ping;杨平
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：本文依托南京地铁十号线TA03标大直径盾构隧道工程,通过数值模拟研究与工程实测在大直径盾构推进过程中施工参数的改变对周边敏感性建筑物的影响规律.研究结果表明:建筑物的沉降量随注浆浆体弹性模量的增大而减小,适当加大浆体的弹性模量有利于建筑物的保护;注浆压力在一定范围内的变化会对周边敏感性建筑物产生较大影响,当注浆压力超出一定额度时,建筑物的竖向位移以及差异沉降量趋于稳定,不会再随着注浆压力的增大而变化;盾构机推进力对盾构机后方建筑物的沉降影响甚微,当盾构机临近时,盾构机前方建筑物竖向位移量会随着推力的增大而减小,但变化幅度不明显.研究结果对控制因盾构隧道施工引起的周边敏感性建筑物沉降有重要意义.
48.盾构开挖面控制引起地层沉降槽宽度系数探讨
- QIN Jianshe;秦建设;ZHONG Xiaochun;钟小春;ZHU Dongyuan;朱东元;ZHU Chao;朱超
- 《第八届中日盾构隧道技术交流会》 | 2015年
摘要：盾构技术在我国地铁建设中得到广泛的应用,盾构施工中由于开挖面支护压力控制不当引起的地面沉降一直是工程关注的重点.在分析盾构施工对地层扰动的基础上,通过Flac3D建立了盾构开挖面稳定分析模型.计算分析了开挖面支护压力与地层损失率的关系,并研究了不同埋深下地面沉降槽曲线形式,得到杭州地区地层沉降槽宽度系数的修正公式.最后将以上研究成果应用于杭州地铁盾构穿越沪杭铁路工程,提出了开挖面支护压力控制上应尽量减少波动,地层损失不超过0.75％,为该工程顺利掘进提供了重要参考.