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EPB盾构刀盘泥饼成因分析及评价模型构建
1
作者 丁小彬 杨辉泰 施钰 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期71-83,共13页
目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘... 目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘泥饼形成的23个主要因素;将土压平衡盾构机在掘进过程中的刀盘结泥饼风险划分为4个等级:高风险、中风险、低风险和无风险。同时提出了结泥饼的风险因子量化标准,并结合层次分析法构建了土压平衡盾构的刀盘结泥饼风险评价模型;基于广州地铁14号线马创区间右线115-165环盾构隧道工程的掘进数据,计算出盾构机掘进过程中不同环的刀盘结泥饼风险程度,验证了刀盘结泥饼风险评价模型的预测性能。研究结果表明:结泥饼风险评价模型的23个影响因子中,以塑性指数、刀盘扭矩、液性指数、总推力的影响权重最大,启动扭矩的影响权重最小;结泥饼风险评价模型表现出了良好的预测性能,计算得到的结泥饼风险变化曲线与现场施工情况基本吻合;盾构掘进参数的变化能很好地反映掘进过程中泥饼的形成,其中总推力对泥饼产生最敏感,刀盘扭矩、土仓压力、推进速度和螺旋机转速的敏感度依次降低。研究成果可适用于类似工程中的土压平衡盾构机刀盘结泥饼的评价分析。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 泥饼 量化分析 评价模型
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土压平衡盾构施工诱发的地层及邻近建筑变形特征分析
2
作者 万传真 《施工技术(中英文)》 2025年第7期12-18,共7页
土压平衡盾构是软土地层中地铁隧道施工最常用的施工工艺,相关研究已经取得了丰富成果,但目前依旧难以完全规避对地层的扰动,其主要原因为缺乏有效的监测数据。为了分析土压平衡盾构施工引起的地表、地层内部以及邻近建筑的变形规律,基... 土压平衡盾构是软土地层中地铁隧道施工最常用的施工工艺,相关研究已经取得了丰富成果,但目前依旧难以完全规避对地层的扰动,其主要原因为缺乏有效的监测数据。为了分析土压平衡盾构施工引起的地表、地层内部以及邻近建筑的变形规律,基于济南地铁4号线,针对地表沉降、地层内部的竖向及水平变形均进行了现场监测分析,同时监测记录了沿线建筑物的沉降变形。结果表明:济南地铁4号线施工过程中隧道上方地表最大沉降范围介于5~120mm,其中多数介于20~60mm。大多数地表沉降监测数据可用高斯函数拟合。隧道在黏土层中施工时沉降槽宽度参数i介于0.4Z~0.6Z,在砂层中施工时则小于0.4Z。在土仓压力较大的区段中,隧道中心以下深度处的土体向远离隧道方向变形。但对于隧道中心以上的土体,均呈现出朝向隧道的变形。 展开更多
关键词 地铁 隧道 盾构 土压平衡 沉降 变形 监测
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基于模糊算法的土压平衡盾构机掘进速率研究
3
作者 李露 《施工技术(中英文)》 2025年第7期32-37,44,共7页
在地铁隧道掘进中,全断面钻掘机广泛应用于机械化掘进,但由于地面结构、沉降及城市设施等复杂因素,城市隧道掘进面临特殊的挑战。土压平衡盾构机可有效降低沉降风险,并在确保掘进安全的同时,提高掘进效率,其中掘进速率的预测对于保障隧... 在地铁隧道掘进中,全断面钻掘机广泛应用于机械化掘进,但由于地面结构、沉降及城市设施等复杂因素,城市隧道掘进面临特殊的挑战。土压平衡盾构机可有效降低沉降风险,并在确保掘进安全的同时,提高掘进效率,其中掘进速率的预测对于保障隧道施工安全至关重要。影响EPB盾构机掘进速率的因素包括地质岩土、机械和操作参数等。为此,本研究通过主成分分析方法,确定扭矩、推力、速度等关键因素,这些因素可解释超过95%的掘进速率变化。在剔除离群数据并归一化处理后,利用基于Mamdani和Sugeno算法的模糊逻辑以及拟神经模糊方法,进行掘进速率的预测。研究结果表明,Sugeno算法的均方根误差比Mamdani算法低23.51%,且性能指标高约6%;拟神经模糊方法的均方误差分别比Mamdani和Sugeno算法低33.14%和12.58%,显示出更优的预测效果。 展开更多
关键词 地铁 隧道 盾构 土压平衡 模糊逻辑算法 掘进速率
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土压平衡盾构施工全过程动态行为数值模拟分析
4
作者 潘超锋 《施工技术(中英文)》 2025年第1期15-20,27,共7页
土压平衡盾构法被广泛用于富水软土地层中的隧道施工,然而盾构施工过程复杂,诱发地层变形的因素众多,现有研究难以综合考虑施工全过程对地层的影响。为了系统分析土压平衡盾构施工引起的地表沉降分布规律,同时探讨盾尾注浆压力对地层变... 土压平衡盾构法被广泛用于富水软土地层中的隧道施工,然而盾构施工过程复杂,诱发地层变形的因素众多,现有研究难以综合考虑施工全过程对地层的影响。为了系统分析土压平衡盾构施工引起的地表沉降分布规律,同时探讨盾尾注浆压力对地层变形的影响机理,基于有限差分方法针对土压平衡施工建立了三维计算模型,综合考虑了土仓压力、注浆压力、盾壳摩擦等诸多因素。计算结果表明,土压平衡盾构施工引起的地表沉降在刀盘前方的影响范围为10m,但在刀盘远离断面后地表沉降恢复量能够达到6mm;而地表沉降在横向的分布约为刀盘两侧15m,且沉降槽宽度并不随刀盘的接近及远离改变;注浆压力对于地表沉降的影响主要集中在刀盘到达时及通过后,对于刀盘到达前的影响并不显著。 展开更多
关键词 隧道 盾构 土压平衡 有限元分析 围压 注浆 沉降
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基于坍落度的砾砂地层盾构渣土改良试验及其预测研究
5
作者 李辉 佟方硕 +1 位作者 李宾 裴柏铮 《岩土工程技术》 2025年第2期290-296,共7页
在砾砂地层中掘进时,渣土改良效果是影响盾构掘进效率的关键因素。通过坍落度试验研究了泡沫、膨润土泥浆和高分子聚合物对改良土体流塑性的影响。以试验结果作为数据样本集,采用SVR,KNR,RFR和BPNN等常用机器学习方法构建了土体坍落度... 在砾砂地层中掘进时,渣土改良效果是影响盾构掘进效率的关键因素。通过坍落度试验研究了泡沫、膨润土泥浆和高分子聚合物对改良土体流塑性的影响。以试验结果作为数据样本集,采用SVR,KNR,RFR和BPNN等常用机器学习方法构建了土体坍落度的预测模型,并将预测值与实际值进行了对比分析。研究结果表明:(1)泡沫对砾砂渣土流塑性的改良效果较好;(2)对于高含水率的砾砂地层,应使用高黏度的膨润土泥浆或PAM溶液进行改良,以起到保水增黏、防止喷涌的目的;(3)对比SVR,KNR和BPNN模型,RFR模型在预测时的性能表现最佳,能够更准确地预测改良渣土的坍落度,并且对模型进行了可解释性分析。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 砾砂地层 渣土改良 坍落度试验 机器学习
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全断面富水砂层土压平衡盾构施工分析
6
作者 武景存 《工程技术研究》 2025年第2期86-88,共3页
在地铁施工建设中,盾构法是常用的掘进方法。盾构机在富水砂层掘进时,由于细颗粒较少,很难使土仓渣土具备良好的塑性,从而影响螺机的土塞效应,且粉砂与粉土地层的地下水具有承压性,施工过程中易产生喷涌、地表沉降等问题。因此,文章以... 在地铁施工建设中,盾构法是常用的掘进方法。盾构机在富水砂层掘进时,由于细颗粒较少,很难使土仓渣土具备良好的塑性,从而影响螺机的土塞效应,且粉砂与粉土地层的地下水具有承压性,施工过程中易产生喷涌、地表沉降等问题。因此,文章以郑州市轨道交通4号线土建02标两个盾构区间施工工程为例,详细阐述了土压平衡盾构在富水砂层中施工控制措施和解决方法,以便为同类项目的顺利开展提供参考。 展开更多
关键词 地质条件 富水砂层 土压平衡 盾构法施工
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EPBS施工地下水压对气泡改良砂土渗透性影响
7
作者 冯亮 《山西建筑》 2011年第7期174-177,共4页
通过自制的压力舱模型对水压力对气泡改良砂土渗透性的影响进行了试验研究,分析了水头压力对气泡改良砂土渗透性的影响规律,并对不同砂样进行了比较,明确了砂土的级配对试验结果的影响,从而可以进一步清楚在这种富水砂层中应选用怎样的... 通过自制的压力舱模型对水压力对气泡改良砂土渗透性的影响进行了试验研究,分析了水头压力对气泡改良砂土渗透性的影响规律,并对不同砂样进行了比较,明确了砂土的级配对试验结果的影响,从而可以进一步清楚在这种富水砂层中应选用怎样的改良方案。 展开更多
关键词 土压平衡式盾构 气泡 水压力 渗透性
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富水砂卵石地层EPB盾构衡盾泥辅助施工关键技术研究 被引量：5
8
作者 谢铁军 吕涛 +2 位作者 杨果林 刘欢 龙彪 《水利与建筑工程学报》 2020年第5期74-79,共6页
以长沙市某电力盾构隧道为背景,针对富水砂卵石地层中传统泥膜护壁工艺和地表沉降控制技术的不足,通过室内试验和现场实践的方法,进行了富水砂卵石地层衡盾泥辅(HDN)助带压换刀和盾构掘进地表沉降控制关键技术研究。现场实践表明:在衡... 以长沙市某电力盾构隧道为背景,针对富水砂卵石地层中传统泥膜护壁工艺和地表沉降控制技术的不足,通过室内试验和现场实践的方法,进行了富水砂卵石地层衡盾泥辅(HDN)助带压换刀和盾构掘进地表沉降控制关键技术研究。现场实践表明:在衡盾泥辅助带压换刀施工中,注入衡盾泥后在富水砂卵石地层的开挖面形成的泥膜质量好,泥膜护壁效果非常明显,有效解决了渗水透气问题;在衡盾泥辅助盾构掘进中,衡盾泥可有效填充盾体与土体之间的开挖间隙,显著提高了同步注浆及二次注浆效果,累计地表沉降最大值仅为5.75 mm,达到了盾构推进时的沉降控制目标。 展开更多
关键词 富水砂卵石地层 土压平衡盾构 衡盾泥 带压换刀 沉降控制
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基于机器学习的EPB盾构土仓压力预测方法研究 被引量：1
9
作者 王伟 王兴 +1 位作者 徐亮 王美艳 《人民长江》 北大核心 2023年第12期241-247,266,共8页
为了避免因土压平衡盾构(EPB)土仓压力失衡造成的掌子面失稳、地层缺失和地表沉降等后果,将GA算法嵌入到PSO算法进行参数优化,结合灰色理论建立基于灰色最小二乘支持向量机的土仓压力预测模型,并以实际工程为案例进行了验证。研究结果表... 为了避免因土压平衡盾构(EPB)土仓压力失衡造成的掌子面失稳、地层缺失和地表沉降等后果,将GA算法嵌入到PSO算法进行参数优化,结合灰色理论建立基于灰色最小二乘支持向量机的土仓压力预测模型,并以实际工程为案例进行了验证。研究结果表明:GA-PSO-GLSSVM土仓压力预测模型将总推力、刀盘扭矩、推进速度、螺旋机转速、螺旋机扭矩、注浆量6种掘进参数作为输入集,综合考虑了盾构掘进参数之间的相互影响,使预测模型更符合实际;该预测模型综合了GA算法的全局搜索能力、PSO算法的快速收敛能力和GM模型抗扰动能力,提高了复杂地层EPB土仓压力预测的精度;与其他预测模型预测结果的对比表明,GA-PSO-GLSSVM模型预测结果的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、可决系数(R^(2))明显优于其他模型,预测结果拟合优度和精确度更高,对砂卵石这类复杂地层中EPB盾构土仓压力的预测具有显著的适用性。研究结果可为砂卵石地层EPB盾构施工掘进参数控制提供参考。 展开更多
关键词 砂卵石地层 土压平衡盾构 土仓压力 GLSSVM PSO GA
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复杂地层EPB/TBM双模式盾构掘进性能分析 被引量：3
10
作者 贾科 宋天田 +3 位作者 孙前伟 王平豪 娄永录 杨军伍 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S02期479-486,共8页
为探究EPB/TBM双模式盾构在土层、土岩结合地层、长距离硬岩等复杂地层中掘进性能的优势及不同模式下各种地层中掘进参数变化、刀具消耗的规律,从怀福区间左线掘进各项施工参数分析入手,收集自盾构始发至模式转换到出洞完整施工周期的... 为探究EPB/TBM双模式盾构在土层、土岩结合地层、长距离硬岩等复杂地层中掘进性能的优势及不同模式下各种地层中掘进参数变化、刀具消耗的规律,从怀福区间左线掘进各项施工参数分析入手,收集自盾构始发至模式转换到出洞完整施工周期的施工参数,对比双模式盾构在相同模式下不同地层、不同模式下相同地层的参数变化、掘进工效的变化情况,分析每个影响施工效率的参数因素。得到:1)在EPB施工模式下,土压力和刀盘转速对掘进参数影响明显,在软土地层中,要保证地面变形在设计范围内,应尽可能降低土压力;在岩石地层中,应尽量减少积渣高度,提高刀盘转速,以提高推进速度,从而得到更高的施工效率。2)在TBM施工模式下,掘进参数主要受岩体节理发育程度影响,应及时根据岩体的节理发育调整转速、贯入度等参数,以此提高TBM模式下的施工效率。通过分析在硬岩掘进过程中对应不同地质情况、不同模式下刀具消耗的位置及消耗的原因,得到在全断面硬岩掘进条件下降低刀具正常损耗的主要因素在于降低土舱内存渣量对滚刀的二次磨损的施工建议。 展开更多
关键词 双模式盾构 epb TBM 施工效率 刀具消耗 掘进性能
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EPB隧道掘进对软岩地层地表影响分析
11
作者 陈卓 《路基工程》 2018年第6期182-185,共4页
以城际快速轨道南京南站至禄口机场站1号盾构井工程为依托,分析土压平衡盾构模式掘进对软岩地层地表影响,减小城市环境下土压平衡盾构模式掘进对下穿建筑物影响,确保隧道施工安全。为此,运用FLAC显式有限差分软件进行建模,通过对土仓压... 以城际快速轨道南京南站至禄口机场站1号盾构井工程为依托,分析土压平衡盾构模式掘进对软岩地层地表影响,减小城市环境下土压平衡盾构模式掘进对下穿建筑物影响,确保隧道施工安全。为此,运用FLAC显式有限差分软件进行建模,通过对土仓压力、同步注浆效果和出碴量等影响因素的分析,研究了土压平衡盾构模式掘进对软岩地层地表沉降的影响,确定了合理的掘进控制参数。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 土仓压力 同步注浆效果 出碴量 显式有限差分
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考虑推进过程的土压平衡盾构渗流场解析解及喷涌判别
12
作者 余俊 郑靖凡 +2 位作者 张志中 李东凯 和振 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2101-2110,共10页
考虑推进过程中盾构正面附加推力产生的超孔隙水压力,用解析的方法分析了盾构喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域,利用叠加原理和分离变量法得到土舱水头显式级数解,将螺旋输送机内流场视为一维渗流,通过土舱与螺旋输送机交界面的连... 考虑推进过程中盾构正面附加推力产生的超孔隙水压力,用解析的方法分析了盾构喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域,利用叠加原理和分离变量法得到土舱水头显式级数解,将螺旋输送机内流场视为一维渗流,通过土舱与螺旋输送机交界面的连续条件确定盾构渗流场解析解。通过数值模拟结果验证了解的正确性,并进行了参数分析。参数分析表明:正常掘进状态下的盾构推力波动频率与渣土固结系数比值近似为0.1~10 m^(-2),可对应于渗透系数10^(-3)~10^(-5)cm/s,当比值大于20 m^(-2),可以忽略超孔隙水压力的影响,比值小于0.01 m^(-2)时,水压力分布近似稳态渗流状态,但比值在1 m^(-2)附近时,超孔隙水压力将存在显著的影响。结合已有的喷涌研究,给出了典型盾构在不同推力波动频率与土体固结系数比值下的临界渗透系数。通过对盾构喷涌实例进行对比,证明了解析解的喷涌判别是有效的。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 喷涌 临界渗透系数 波动水压力 水流量 波动推力
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土压平衡盾构施工引起地面变形研究的评述 被引量：1
13
作者 姚元 陈梦成 +3 位作者 何彬彬 许开成 侯宇 冯玉林 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第1期73-79,共7页
[目的]土压平衡盾构施工过程中会不可避免地产生土体扰动,引起地层变形,进而对周围建筑环境产生不利影响,开展土压平衡盾构施工引起地层变形的研究具有重要意义。[方法]通过整合各类相关文献,以施工各环节的联系为中心进行研究。阐明了... [目的]土压平衡盾构施工过程中会不可避免地产生土体扰动,引起地层变形,进而对周围建筑环境产生不利影响,开展土压平衡盾构施工引起地层变形的研究具有重要意义。[方法]通过整合各类相关文献,以施工各环节的联系为中心进行研究。阐明了土压平衡盾构施工工作机理,从隧道几何因素、土层地质条件和盾构掘进参数三方面研究地面变形诱因。论述了土压平衡盾构施工引起地面变形的预测方法,并分析了各方法的适用性与优缺点。以变形诱因和变形预测为基础,列举了土压平衡盾构施工致地面变形的控制措施。指出了土压平衡盾构施工研究中存在的不足,并对土压平衡盾构施工未来发展方向进行了展望。[结果及结论]土压平衡盾构施工引起地面变形的诱因为隧道几何因素、土层地质条件和盾构掘进参数。土压平衡盾构施工引起地面变形的预测方法有经验公式法、理论解析法、有限单元与有限差分的数值模拟法,模型试验法、人工智能法。基于对地面变形的监测,不断调整施工中的盾构参数,是目前控制土压平衡盾构地面变形的有效方法。 展开更多
关键词 土压平衡盾构施工 地面变形 研究进展
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软土地层盾构掘进参数分析及掘进速度预测 被引量：3
14
作者 裴浩东 叶社保 +1 位作者 杨平 吴永哲 《郑州大学学报（工学版）》 北大核心 2024年第1期107-113,共7页
依托佛山地铁3号线逢沙站—创意园站区间隧道工程,通过现场实测数据,详细分析了土压平衡盾构穿越软土地层时盾构掘进参数内在变化规律,并建立了掘进速度预测模型。首先,对盾构掘进参数进行数理统计分析,对各掘进参数的分布进行正态性检... 依托佛山地铁3号线逢沙站—创意园站区间隧道工程,通过现场实测数据,详细分析了土压平衡盾构穿越软土地层时盾构掘进参数内在变化规律,并建立了掘进速度预测模型。首先,对盾构掘进参数进行数理统计分析,对各掘进参数的分布进行正态性检验;其次,进行Pearson相关性分析,找出线性相关性较强参数间变化规律;再次,利用基于互信息的特征选择算法,筛选与掘进速度非线性相关性较高的参数变量;最后,分别建立随机森林回归预测模型和基于遗传算法优化BP神经网络预测模型,对掘进速度进行预测。研究结果表明:在软弱地层盾构隧道工程中,通常采用较低的刀盘转速、刀盘扭矩及较高的掘进速度、贯入度、盾构总推力、土仓压力;掘进速度等参数均通过了采用K-S检验法的正态性检验;掘进速度与贯入度存在极强相关性关系;基于遗传算法优化BP神经网络预测模型的预测精度略优于随机森林回归预测模型,随机森林回归预测模型在测试集中的平均绝对误差、均方根误差、拟合优度分别为4.055、5.038、0.871,而基于遗传算法优化BP神经网络预测模型分别为0.822、1.244、0.991。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 掘进参数 正态性检验 互信息 随机森林 遗传算法 BP神经网络
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滇中引水隧洞砾质土地层盾构渣土饼化控制技术 被引量：1
15
作者 龚振宇 肖钢 +3 位作者 雷波 令凡琳 王树英 朱汉标 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第4期145-152,共8页
砾质土地层盾构掘进时,容易发生盾构刀盘结泥饼现象,须对渣土改良参数进行合理优化,以降低结泥饼风险。依托滇中引水龙泉倒虹吸盾构隧洞工程,首先分析砾质土地层盾构结泥饼风险以及分散型泡沫剂发泡性能,然后结合坍落度试验和界限含水... 砾质土地层盾构掘进时,容易发生盾构刀盘结泥饼现象,须对渣土改良参数进行合理优化,以降低结泥饼风险。依托滇中引水龙泉倒虹吸盾构隧洞工程,首先分析砾质土地层盾构结泥饼风险以及分散型泡沫剂发泡性能,然后结合坍落度试验和界限含水率试验探究分散型泡沫改良渣土的塑流性特征,提出砾质土地层盾构渣土饼化风险控制技术,并通过现场跟踪试验对饼化控制技术进行验证。研究结果表明:(1)分散型泡沫剂发泡倍率随着浓度增加而增长,随发泡压力增加呈先增后减趋势,在发泡压力为0.3 MPa时获得最佳发泡倍率;(2)分散型泡沫剂能有效改善砾质土渣土塑流性,降低砾质土渣土液塑限,进而降低渣土饼化风险;(3)提出砾质土渣土改良参数建议值并应用于实际工程,应用后盾构总推力、扭矩明显降低且离散程度减小,盾构推进速度明显提升,验证了砾质土地层盾构渣土饼化控制技术的合理性。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 砾质土 饼化 坍落度试验 液塑限 掘进参数
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青岛地铁土压平衡盾构碎石土改良方法研究 被引量：2
16
作者 冀海峰 刘卫景 +4 位作者 赵国梁 牛宇哲 肖凤春 江玉生 杨星 《岩土工程技术》 2024年第1期7-13,共7页
盾构在碎石土地层掘进时经常面临着地层渗透性强、刀盘扭矩大、刀具磨损严重等诸多困难。为解决上述施工难题,以青岛地铁4号线典型的碎石土地层为研究对象,首先通过颗粒筛分、LCPC试验和渗透性试验评价了碎石土的基本特性,结合传统的砂... 盾构在碎石土地层掘进时经常面临着地层渗透性强、刀盘扭矩大、刀具磨损严重等诸多困难。为解决上述施工难题,以青岛地铁4号线典型的碎石土地层为研究对象,首先通过颗粒筛分、LCPC试验和渗透性试验评价了碎石土的基本特性,结合传统的砂土和黏性土改良方案设计了5组碎石土改良配比方案,对不同配比方案进行坍落度试验、渗透性试验和直剪试验,分析了不同改良指标碎石土的流塑性、渗透性及抗剪力学特性,根据实际工程中盾构刀盘扭矩的变化情况验证了泡沫与聚合物组合改良的最佳方案。研究表明:7%浓度泡沫与5%浓度聚合物配比的改良剂能够有效降低碎石土的渗透系数,同时起到降低刀盘扭矩的作用。 展开更多
关键词 地铁 土压平衡盾构 碎石土 坍落度 渗透性 直剪试验
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考虑温度效应的盾构刀盘黏附试验及堵塞防治
17
作者 王修伟 李树忱 +2 位作者 刘祥坤 万泽恩 彭科峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2299-2310,共12页
土压平衡盾构在黏性地层掘进时易产生刀盘结泥饼、堵塞等问题,不仅会导致排渣不畅降低掘进效率,并且频繁的开仓处理会增加工程风险,而掘进会产生大量热量影响土体黏附性。采用自主研发的刀盘旋转黏附试验系统,探究刀盘温度与含水率、黏... 土压平衡盾构在黏性地层掘进时易产生刀盘结泥饼、堵塞等问题,不仅会导致排渣不畅降低掘进效率,并且频繁的开仓处理会增加工程风险,而掘进会产生大量热量影响土体黏附性。采用自主研发的刀盘旋转黏附试验系统,探究刀盘温度与含水率、黏土含量、黏土类型等因素联合作用下刀盘黏附效果,并分析了泡沫剂、抗黏剂在不同掺入比下堵塞防治效果。研究结果表明:温度升高会使得旋转扭矩与刀盘表面的土体黏附量降低,但会加速黏土硬化;土体含水率、黏土含量对于扭矩影响趋势相反,但对黏附量影响规律相同,随着土体含水率或黏土含量增加,黏附量先增加后降低,含水率在20%、黏土含量在30%时黏附性最强;膨润土比高岭土黏附性更强;土体含水率、黏土含量与黏土类型对于黏附量的影响可以使用稠度指数进行表征,随着稠度增加黏附量会出现先增加后降低的趋势,稠度指数在0.50~0.75时土体黏附性最强,低稠度指数土体对温度敏感性更强;单独添加泡沫剂会降低土体黏附量,但在注入比为70%时,仍存在大量土体黏附;使用泡沫剂+抗黏剂联合改良在注入比为50%时改良效果较好,继续增加注入比对土体改良效果影响较小。研究成果对于评估黏性地层土压平衡盾构掘进堵塞风险与黏性土渣土改良方案选择具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 刀盘堵塞 黏性地层 温度效应 渣土改良
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石灰岩地层下土压平衡盾构机推进速度预测与分析 被引量：1
18
作者 刘浩 崔建波 +1 位作者 杨侠 王清扬 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第8期234-239,共6页
[目的]盾构机的推进速度不仅关系到隧道开挖的快慢,对于施工周期与施工成本的预测也具有重要意义,因此需对盾构机的推进速度进行预测和分析。[方法]以济南地铁3号线龙奥站—奥体中心西站区间全断面石灰岩地层为研究对象,收集盾构机掘进... [目的]盾构机的推进速度不仅关系到隧道开挖的快慢,对于施工周期与施工成本的预测也具有重要意义,因此需对盾构机的推进速度进行预测和分析。[方法]以济南地铁3号线龙奥站—奥体中心西站区间全断面石灰岩地层为研究对象,收集盾构机掘进数据,采用空推值、异常值剔除及数据去噪等多种方法对数据进行预处理。为了提高预测精度,将数据集划分为训练集和验证集,通过线性回归建立了基于刀盘扭矩、总推进力的推进速度预测模型,并分析了掘进载荷对推进速度的影响规律。[结果及结论]在石灰岩地层下,3组推进速度预测模型的线性回归预测精度均在0.70以上,说明根据刀盘扭矩和总推进力可以正确预测推进速度。土压平衡盾构机在掘进过程中,刀盘转速和推进速度波动均较小,随着刀盘转速增大,刀盘扭矩逐渐减小;刀盘扭矩对推进速度有积极的影响,刀盘扭矩越大,推进速度越大;在同一地层和掘进条件下,由于刀盘挤土作用,仅增加总推进力不利于推进速度的提高,此时需同时增加刀盘转速。 展开更多
关键词 城市轨道交通 土压平衡盾构机 推进速度 石灰岩地层
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超大直径土压平衡盾构穿越高水压砂性地层土体改良技术研究 被引量：1
19
作者 陆罡 《建筑施工》 2024年第6期888-890,914,共4页
超大直径土压平衡盾构全断面穿越砂性地层时,会面临盾构推力及扭矩增大、土仓压力及螺旋机压力不稳、螺旋机喷涌导致开挖面失稳等风险,需要对开挖面土体进行改良。选取泡沫剂作为土体改良材料,通过试验揭示了泡沫剂不同发泡浓度、发泡... 超大直径土压平衡盾构全断面穿越砂性地层时,会面临盾构推力及扭矩增大、土仓压力及螺旋机压力不稳、螺旋机喷涌导致开挖面失稳等风险,需要对开挖面土体进行改良。选取泡沫剂作为土体改良材料,通过试验揭示了泡沫剂不同发泡浓度、发泡率与泡沫寿命的关系,并且测定了改良后土体的物理及力学特性,建立了基于发泡材料的改良土体控制方法,形成了高风险开挖面土体改良技术,有效降低了高水压砂性地层盾构穿越施工风险,为同类型施工提供了技术参考。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 土体改良 泡沫土体 高水压 砂性地层
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地铁盾构洞内盾尾刷更换技术研究 被引量：2
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作者 李红岩 《工程建设与设计》 2024年第3期181-183,共3页
土压平衡盾构穿越承压水、透水地层时,盾尾刷会出现严重磨损,止水效果变差,对盾构隧道的掘进质量、安全等造成严重影响。因此,盾尾刷的快速更换对施工安全和工程质量至关重要。徐州地铁6号线一期工程市紫区间右线掘进过程中,通过洞内更... 土压平衡盾构穿越承压水、透水地层时,盾尾刷会出现严重磨损,止水效果变差,对盾构隧道的掘进质量、安全等造成严重影响。因此,盾尾刷的快速更换对施工安全和工程质量至关重要。徐州地铁6号线一期工程市紫区间右线掘进过程中,通过洞内更换盾尾刷技术进行研究,提出土压平衡盾构机掘进期间进行安全、高效的洞内盾尾刷更换技术措施。结果表明,洞内快速更换盾尾刷安全快速可行。 展开更多
关键词 土压平衡 洞内盾尾刷更换 止水环
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