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盾尾刷多腔密封系统渗漏数值模型及验证
1
作者 李大伟 钟小春 +3 位作者 刘昶 沈桂丽 钟建玲 黄思远 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期304-314,共11页
为获得基于试验的盾尾油脂渗漏参数以及盾尾密封渗漏模型,通过油脂剪切试验、自制单元体油脂逃逸试验分别对油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数进行确定。根据多孔介质理论对盾尾刷钢丝束与管片接触部分进行简化,建立盾尾密封系统数值模型... 为获得基于试验的盾尾油脂渗漏参数以及盾尾密封渗漏模型,通过油脂剪切试验、自制单元体油脂逃逸试验分别对油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数进行确定。根据多孔介质理论对盾尾刷钢丝束与管片接触部分进行简化,建立盾尾密封系统数值模型。通过自制大尺度盾尾密封模型试验对外界泥水击穿盾尾密封系统过程中各油脂腔压力以及击穿时间进行采集,并与数值模拟结果进行对应。得出以下结论:1)当围压超过130 kPa时,油脂的剪切屈服应力基本不发生改变,油脂本构关系可按照宾汉姆流体进行拟合。2)在外界泥水压力的作用下,油脂团从盾尾刷钢丝束与管片外壁接触处发生逃逸,盾尾刷对油脂的阻碍作用变化主要取决于盾尾刷钢丝束与管片的贴合长度。3)根据安装的压力传感器,单道油脂腔压力与外界泥水压力基本同步变化,多道油脂腔压力沿盾构掘进方向压力逐级下降。4)根据单腔以及双腔工况模拟结果,单腔的击穿压力为0.7 MPa,击穿时油脂腔含水量达到34%,双腔的击穿压力为1.3 MPa,击穿时第1道油脂腔含水量达到38%,第2道油脂腔含水量达到22%。模拟结果显示击穿压力下的击穿时间与试验结果相匹配,验证了油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数的合理性。 展开更多
关键词 盾尾密封 大尺度模型试验 油脂本构关系 盾尾油脂渗漏参数 多孔介质
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基于全盾壳模型的类矩形盾尾力学性能数值模拟研究
2
作者 沈皓 潘汪洋 +2 位作者 石元奇 翟一欣 柳献 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期235-245,共11页
盾壳是保护盾构机内部人员设备安全的重要屏障,盾尾作为盾壳结构中用于管片拼装区域,无法加装大型隔板以及肋条等加固措施,是盾壳最薄弱的位置,且类矩形盾尾的受力性能与传统圆形盾尾存在明显差异。为真实地反映类矩形盾尾的受力性能,... 盾壳是保护盾构机内部人员设备安全的重要屏障,盾尾作为盾壳结构中用于管片拼装区域,无法加装大型隔板以及肋条等加固措施,是盾壳最薄弱的位置,且类矩形盾尾的受力性能与传统圆形盾尾存在明显差异。为真实地反映类矩形盾尾的受力性能,验证类矩形盾尾在各种施工荷载下的安全性并指导后续优化设计,使用abaqus有限元软件建立包括前壳体1、前壳体2、后壳体和盾尾四部分的全盾壳模型,并在模型中考虑了盾尾刷和盾尾油脂腔荷载的影响,就直线掘进工况下盾尾的受力性能进行模拟研究。研究结果表明:背景工程中的类矩形盾尾变形与应力最大位置均位于盾尾自由端拱顶处,其在18m埋深下的直线掘进工况下最大应力48.58MPa,最大水平变形5.88mm,最大竖向变形16.66mm,具有足够的刚度与强度储备,满足施工安全要求;全盾壳计算模型相较于仅考虑盾尾的计算模型的计算结果更接近于工程实测数据,可以认为全盾壳模型能更真实准确地反映盾尾的力学性能;盾尾油脂腔荷载显著影响盾尾变形和应力的计算结果,在盾尾力学性能研究中应考虑该荷载的影响,而盾尾刷由于刚度过小,对盾尾整体的受力性能没有明显影响;通过参数分析,明确了地层性质、埋深和盾尾厚度对盾尾受力性能的影响规律,而顶推力对盾尾受力性能影响较小。 展开更多
关键词 类矩形盾尾 全盾壳模型 力学性能 数值模拟 参数分析
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盾尾密封试验台液压调姿系统的设计与研究
3
作者 李净凯 郭京波 +5 位作者 韩梦泽 葛骏 齐浩然 张子悦 王大超 李杰 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期180-187,共8页
为了在盾尾密封试验中模拟盾尾与管片的相对位姿,设计一套盾尾密封试验台液压调姿系统。利用CAXA设计盾尾密封试验台液压调姿系统原理图,并对关键液压元件进行理论计算与选型;基于功率键和图理论,通过AMESim平台搭建液压仿真模型,对偏... 为了在盾尾密封试验中模拟盾尾与管片的相对位姿,设计一套盾尾密封试验台液压调姿系统。利用CAXA设计盾尾密封试验台液压调姿系统原理图,并对关键液压元件进行理论计算与选型;基于功率键和图理论,通过AMESim平台搭建液压仿真模型,对偏载状态下的油缸压力、流量、位移差进行仿真分析;最后,试制盾尾密封试验台样机并安装调试液压系统,进行偏载同步性试验。结果表明:液压系统运行稳定,分流阀可实现稳定分流,当双缸同步伸出时,负载较小的油缸先到达极限位置,此时出现最大位移差,推进油缸最大位移差为15 mm,姿态油缸最大位移差2.7 mm,可满足试验台的使用要求,且最大位移差出现时间与仿真结果相同,验证了仿真模型的可靠性。 展开更多
关键词 盾尾密封 液压系统 AMESIM 分流阀 位移差
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盾构隧道施工期管片衬砌外荷载特征分析
4
作者 秦楠 单晓波 +2 位作者 武文清 姚印彬 柳献 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期2229-2241,共13页
受限于监测技术和施工期荷载复杂性,盾构隧道管片衬砌施工期外荷载还未有全面系统的分析,现行的盾构隧道设计规范无明确计算方法。为了解决上述问题,采用自主研发的无线传输系统实现了对盾构隧道管片衬砌全过程外荷载的实时、高频自动... 受限于监测技术和施工期荷载复杂性,盾构隧道管片衬砌施工期外荷载还未有全面系统的分析,现行的盾构隧道设计规范无明确计算方法。为了解决上述问题,采用自主研发的无线传输系统实现了对盾构隧道管片衬砌全过程外荷载的实时、高频自动化监测,并根据盾构隧道施工特点将管片外荷载划分为盾尾阶段、注浆阶段和趋于稳定阶段,通过分析各阶段荷载与油脂注入压力、浆液注入压力等施工参数之间的相关性,分别建立了油脂荷载与油脂注入压力、盾尾刷荷载与油脂荷载、浆液荷载与浆液充填率之间的定量关系,并将稳定后监测荷载与全土柱法计算结果进行了对比验证。研究结果表明:管片衬砌在盾尾阶段受到的外荷载最大,在管片设计时应着重考虑该阶段荷载;由于盾构机油脂注入采用压力控制模式,油脂荷载由油脂注入压力所决定,且油脂荷载为油脂注入压力的0.18~0.26倍;尾刷荷载与油脂荷载环向分布极为相似,盾尾阶段管片荷载以油脂荷载为主;浆液荷载总体上呈顶部小底部大的“梨形”分布,环向分布可采用浆液注入量相关的环向荷载均值和浆液重力梯度进行描述,其大小相比试验实测结果最大误差分别为13%、19%,该计算方法可有效计算浆液荷载。上述研究结果可为盾构隧道管片设计提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 荷载分布 特征分析 油脂荷载 尾刷荷载
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基于机器视觉的盾尾间隙智能检测方法研究
5
作者 胡秋斌 毛仁利 +1 位作者 庄欠伟 柳献 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1357-1368,共12页
盾尾间隙为盾构掘进姿态调整、管片选型等提供重要依据,为了解决盾构施工中盾尾间隙人工测量难度高、准确度难以保证的问题,提出一套盾尾间隙智能检测方法,可以实现施工中盾尾间隙的实时测量。该方法采用安装在拼装机回转机构上的视觉... 盾尾间隙为盾构掘进姿态调整、管片选型等提供重要依据,为了解决盾构施工中盾尾间隙人工测量难度高、准确度难以保证的问题,提出一套盾尾间隙智能检测方法,可以实现施工中盾尾间隙的实时测量。该方法采用安装在拼装机回转机构上的视觉扫描系统获取管片和盾尾的点云数据。对点云数据进行滤波降噪后提取管片手孔部分点云,以此确定盾尾间隙检测位置。采用PSO算法对管片内弧面点云进行柱面拟合,精确求解管片轴线位置。利用管片轴线和盾尾间隙检测位置点确定的径向平面提取管片点云和盾尾点云的切片,采用改进的最小二乘法求解所得切片上两点云的直线方程。计算两直线在管片端面处的空间距离即为盾构间隙与管片厚度之和,继而可得到检测位置的盾构间隙。对盾尾间隙计算方法进行研究,结果表明:相对于非线性最小二乘拟合方法,PSO算法在对管片点云拟合圆柱模型中精度更高,求解管片柱面的轴线位置更准确;采用RANSAC算法对传统最小二乘法进行改进,可以提升拟合盾尾间隙所在平面与管片或盾尾交线的准确度,有利于提升盾尾间隙解算精度;经现场测试验证,本文的盾尾间隙测量系统重复性测量精度优于1.3mm,绝对测量精度优于2.4mm,可满足工程测量要求。研究可为盾构隧道施工中的盾尾间隙提供一种新的自动化测量技术,促进盾构隧道施工自动化、智能化。 展开更多
关键词 盾尾间隙 智能检测 机器视觉 点云 PSO算法 RANSAC算法
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盾尾密封系统防水失效影响因素试验研究
6
作者 蒋沛峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期249-253,共5页
[目的]盾尾密封失效是盾构施工过程中的高风险因素,盾尾密封性能严重影响施工安全和施工进度。目前相关研究尚未阐明盾尾密封系统防水机理,因此需对盾尾密封系统防水失效影响因素进行针对性研究。[方法]以盾尾密封系统为研究对象,自主... [目的]盾尾密封失效是盾构施工过程中的高风险因素,盾尾密封性能严重影响施工安全和施工进度。目前相关研究尚未阐明盾尾密封系统防水机理,因此需对盾尾密封系统防水失效影响因素进行针对性研究。[方法]以盾尾密封系统为研究对象,自主设计盾尾密封系统防水失效试验测试方法及试验装置,对盾尾密封系统防水失效特性及其重要影响因素进行研究。[结果及结论]盾尾密封系统防水失效时,渗流通道附近的油脂会发生乳化现象;盾尾间隙、盾尾刷刷丝长度等参数对盾尾密封防水失效的影响显著,为保证0.6 MPa的正向设计防水压力,当选用盾尾刷刷丝长度分别为175、200、275、300 mm时,建议盾尾间隙的上限值分别不大于30.0、34.3、37.6、48.8 mm;当设计盾尾间隙分别为30、40、50 mm及以上时,建议选用的盾尾刷刷丝长度分别不小于175、275、300 mm。 展开更多
关键词 城市轨道交通 盾构机 盾尾防水 密封油脂 盾尾刷 盾尾间隙
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超高水压盾构盾尾密封性能试验及数值计算研究
7
作者 高文梁 吴浩 +2 位作者 闫阳 张琳 胡建立 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第S1期61-70,共10页
为研究2000 kPa超高水压环境下盾构盾尾密封性能的关键影响因素及评价标准,设计一套模拟尾盾内径2000 mm的盾尾密封试验台,并开展最高2000 kPa的超高水压密封性能试验。通过分析盾尾密封原理,确定影响其性能的关键因素:保持最大油脂压... 为研究2000 kPa超高水压环境下盾构盾尾密封性能的关键影响因素及评价标准,设计一套模拟尾盾内径2000 mm的盾尾密封试验台,并开展最高2000 kPa的超高水压密封性能试验。通过分析盾尾密封原理,确定影响其性能的关键因素:保持最大油脂压力高于外部环境泥水压力,确保油脂充分填充盾尾间隙并有效抵抗外部泥水侵入。基于此,对试验台的盾尾密封系统和压力监测控制系统进行针对性改进。试验台采用6道尾刷设计,可在高压环境下有效传递环境压力并保障尾刷钢板的安全性;同时,在油脂腔圆周方向设置10个压力监测点,实现对油脂腔内部压力变化的实时监测与反馈。通过建立压力递增的试验方案,以油脂腔内部压力波动不超过100 kPa为密封性能达标的评价标准,成功完成了2000 kPa超高水压密封试验,验证了试验台设计的有效性。试验结果表明:通过实时监测油脂腔各监测点压力变化并实时调节油脂腔压力,保持最大油脂腔压力高于外部水压50 kPa,可实现盾尾密封系统在2000 kPa超高水压环境下的有效密封。此外,基于对试验数据和试验现象的分析,建立数值计算模型,重点研究注脂口数量和注脂压力对油脂腔压力的影响,推导出多组经验公式,可用于评估油脂腔从注脂开始到压力稳定所需时间,以及稳定压力相对注脂压力的压降值。 展开更多
关键词 高水压环境 盾构 盾尾密封 油脂腔数量 油脂腔压力 数值计算
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盾尾刷-油脂腔密封系统油脂逃逸规律研究 被引量：3
8
作者 钟小春 钟建玲 +3 位作者 竺维彬 黄威然 何纯豪 孙金鑫 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1544-1553,共10页
油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂... 油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂锥入度工况下腔内的密封油脂开始逃逸时的油脂注入压力值、以及逃逸后储油装置中密封油脂的稳定损耗速率,最终获得了盾尾密封系统的油脂逃逸规律,并总结了盾尾油脂的逃逸模式。研究结果表明:1)油脂逃逸速率主要受油脂锥入度和油脂压力的影响,根据油脂逃逸规律变化曲线,油脂逃逸速率可以分为不逃逸、低速逃逸、快速逃逸3个阶段。油脂不逃逸至低速逃逸的油脂压力称为油脂逃逸压力,油脂低速逃逸与快速逃逸之间的油脂压力值为油脂腔内外压差控制值;2)建立了油脂逃逸速率和工程中油脂消耗量的对应关系,结合工程中每环盾尾油脂允许消耗量可实时判断盾尾刷密封性能;3)当油脂锥入度小于286.4(1/10 mm),盾构姿态与管片姿态控制良好时(盾尾平均间隙为75 mm),在水土压力及同步注浆压力基础上最大可增加0.3 MPa的油脂压力,提出的油脂腔内外压差控制值可指导实际工程盾尾油脂压力设定最大值;4)油脂逃逸模式可划分为无逃逸、非均匀逃逸和均匀逃逸3种模式并得出其发生条件。该研究对于指导盾尾密封性的设计及施工有着基础性的意义。 展开更多
关键词 盾尾刷 密封系统 油脂锥入度 盾尾间隙 油脂逃逸
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盾尾刷更换时液氮冻结温度场及冻结参数影响的数值模拟分析 被引量：3
9
作者 杨平 毛一祥 姚梦威 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期69-77,共9页
为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时... 为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时间变化曲线与现场实测数据对比,验证模型的合理性,并对土层、去路液氮温度、冻结管长度、冻结管间距、冻结方式进行敏感性因素分析。结果表明:1)冻结效果随土层的不同而发生改变,在卵石层、砾砂层、粉细砂层3种土层中,粉细砂层的冻结效果最差,卵石层最好;2)在有限的冻结时间内,去路液氮温度的不同,只影响土体从开始冻结至越过0℃完成相变这期间的降温速度,不影响完成冻结以后的土体降温速率;3)冻结管长度对土层冻结的影响较小,可以采用较短的冻结管,以降低施工成本和液氮消耗量,但不能过短,应保证其纵向有足够的支撑范围,经计算分析,当冻结管长度为1.52 m时,能在轴面处满足2.0 m的冻结壁厚度要求;4)冻结管间距对冻结效果影响大,冻结管越密,冻结速度越快,效果越好;5)在相同条件下,双环预埋冻结管液氮冻结效果优于管片上直接打孔液氮冻结。 展开更多
关键词 高水压砂性地层 盾尾刷更换 液氮冻结法 数值分析 温度场
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盾尾刷更换时不同冻结加固方案温度场数值对比分析
10
作者 杨宁 赵美霞 +1 位作者 陈璐 胡俊 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期119-126,共8页
更换盾尾刷时,防治盾尾渗漏是盾构隧道施工过程重难点.针对管片上放射性直接打孔一圈(方案1)、盾尾冻结管+预埋冻结管管片(方案2)和设置2根环形冻结管(方案3)更换盾尾刷时三种不同的冻结加固方案,分别建立数值模型对比分析各方案形成的... 更换盾尾刷时,防治盾尾渗漏是盾构隧道施工过程重难点.针对管片上放射性直接打孔一圈(方案1)、盾尾冻结管+预埋冻结管管片(方案2)和设置2根环形冻结管(方案3)更换盾尾刷时三种不同的冻结加固方案,分别建立数值模型对比分析各方案形成的冻土幕温度场的发展规律.结果表明:三种方案最终形成的冻土幕可有效防治盾尾渗漏,所形成的冻土帷幕体积方案3>方案2>方案1;盾尾间隙交圈密封时间分别为17天、2天和5天,该处冻结效果方案2>方案3>方案1;方案1改进措施为一圈放射状冻结管尽量靠近盾尾间隙布设,方案2和3在实际工程中均可采用;在盾尾刷更换时冻结加固方案建议采用方案3. 展开更多
关键词 盾尾刷更换 冻结法 环形冻结 温度场 数值模拟
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中国盾构隧道工程关键技术的新进展综述 被引量：20
11
作者 钱七虎 胡小强 +2 位作者 李树忱 陈健 竺维彬 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期897-926,I0004-I0033,共60页
从研究背景与思路、机制/原理、材料/装备、技术论证、试验研究、工程应用等方面介绍中国大直径盾构掘进主轴承事故分析及国产主轴承的自主研发、盾构隧道工程安全高效掘进渣土适配性改良技术及配套材料、盾尾安全保障核心材料研发、盾... 从研究背景与思路、机制/原理、材料/装备、技术论证、试验研究、工程应用等方面介绍中国大直径盾构掘进主轴承事故分析及国产主轴承的自主研发、盾构隧道工程安全高效掘进渣土适配性改良技术及配套材料、盾尾安全保障核心材料研发、盾构隧道新型管片连接技术、城市隧道三模掘进机关键技术等5个方面关键技术的最新进展情况。认为:1)自主研制的超大型盾构机用直径8.01 m主轴承大型套圈纯净度、大型滚子纯净度、大型套圈疲劳性能、大型滚子硬度均匀性、套圈材料淬透性和淬硬层深度、保持架焊缝疲劳寿命和拉断力均优于进口水平;构建了真实对数曲线大型滚子设计方法,突破了高精度大型滚子加工技术,处于国际先进水平,高精度加工和装配保证了零件尺寸精度及形位公差均满足设计要求;通过产品验收、装机应用论证和工程应用,表明应用该大直径主轴承不会产生接触疲劳强度不足和微动引起的疲劳磨损,可用于超大直径盾构隧道工程建设。2)针对黏性、富水砂性和硬岩等复杂地层,以改善岩土环境为核心,研发出了高配向密度的聚合型泡沫剂、高分子抗黏剂、喷涌防止剂和耐磨抑尘剂等环保型系列渣土改良剂,形成了盾构泥饼、喷涌和磨损原位改良主动防控技术,建立了通用地层适配性盾构渣土动态改良技术体系,保障了盾构安全高效掘进。3)针对盾构掘进过程中的盾尾密封失效难题,研发了“黏-稠-流”有机统一的新型盾尾密封油脂,温度敏感性低(黏温系数0.4)、抗水压能力强(最高抗水压3.5 MPa),整体性能提高1.3倍,为盾尾安全提供了有力保障;针对盾构同步注浆浆液泌水、离析和地层沉降难题,研发出了同步注浆充填剂,优化了惰性充填浆液配比,30 min零泌水,实现了壁后惰性充填,保障了管片壁后注浆质量和地层沉降精细化控制。4)新型管片连接技术采用环缝插入+纵缝滑入的连接形式,可以高标准地控制隧道接缝张开量和错台量,管片制作及拼装精度高,可降低接缝防水难度,提升成型隧道的质量,无需设置手孔,无需人工紧固作业,自动化程度高,施工效率高,可节约施工成本及改善洞内拼装作业环境。5)研制出的土压+泥水+TBM三模掘进机能够满足复杂多变、软硬不均复合地层等几乎所有地层的掘进施工,且可在不停机、不拆装设备的前提下实现掘进模式的快速转换,在TBM掘进模式下螺旋输送机+泥浆管道可协同排渣,解决了富水硬岩地层掘进排渣难的问题,机械化和智能化程度高,安全可靠,施工效率高,可改善工人作业环境,节省工期和成本。中国盾构隧道建设取得的巨大成就,推动了中国乃至世界盾构隧道技术的发展和进步,但仍时有安全事故发生,需从装备、材料、技术、管理等方面进一步研究和突破。在今后较长的时间内,中国盾构隧道(尤其是大直径盾构隧道)仍将处于高速建设发展期,面临的建设条件将越来越复杂,技术难度和挑战也将越来越大。要实现盾构隧道建设的快速、安全、健康,需处理好盾构隧道技术领域的关键问题,实现盾构隧道关键核心技术的突破。上述关键技术仍需不断完善并加强推广和应用,以促进中国盾构隧道建设向高适应性、高智能、高可靠性、高效益、高质量、高安全性和低能耗方向发展,形成适合于中国“土壤”的盾构隧道新技术。 展开更多
关键词 盾构隧道 大直径 主轴承 渣土适配性改良 盾尾密封 管片连接 三模掘进机
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软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术 被引量：2
12
作者 丁程 程姿洋 +1 位作者 王文恺 杨平 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期160-166,共7页
在城市轨道交通建设中,由于长距离、小半径盾构掘进情况越来越多,导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损,降低或失去密封性,需对其及时进行更换。本研究以苏州轨道交通8号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景,基... 在城市轨道交通建设中,由于长距离、小半径盾构掘进情况越来越多,导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损,降低或失去密封性,需对其及时进行更换。本研究以苏州轨道交通8号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景,基于盾尾刷更换各种止水方式比选分析,结合该工程位于软弱局部透水地层特点,提出并实施了一种多方式注浆止水的盾尾刷更换方法。即在软弱局部透水地层中,通过在盾尾注入聚氨酯、惰性浆液、双浆液,以及通过盾体径向注入惰性浆液,对盾尾前后地下水进行有效封堵,再通过拆卸一环管片进行第一道盾尾刷的拆卸与更换,更换期间实测表明地表累积沉降与日沉降均满足控制要求,注浆加固后打开观测孔止水效果良好,仅耗时14 d便恢复掘进。本研究提出的软弱局部透水地层注浆止水的盾尾刷更换成套工艺与方法取得很好的实施效果,可为今后类似工程提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 软弱局部透水地层 盾尾刷更换 多种浆液交叉注浆 注浆止水
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标准环加转弯环盾构管片排版及拼装选型算法研究 被引量：2
13
作者 熊栋栋 杨钊 许超 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第10期30-38,共9页
[目的]为解决人工进行标准环+转弯环(双面楔形)盾构管片排版和选点中存在的主观性强、计算繁琐、重复工作量大等问题,特对其进行算法研究,以解决实际工程问题。[方法]开发了标准环+转弯环管片自动排版、拼装选型及预测算法软件。基于成... [目的]为解决人工进行标准环+转弯环(双面楔形)盾构管片排版和选点中存在的主观性强、计算繁琐、重复工作量大等问题,特对其进行算法研究,以解决实际工程问题。[方法]开发了标准环+转弯环管片自动排版、拼装选型及预测算法软件。基于成熟施工经验,依据隧道线形和管片转角计算管片排版计划,实现了管片排版的自动化计算。提出了综合考虑隧道线形、盾尾间隙、推进油缸行程和盾构机趋势的标准环+转弯环管片选型计算方法和决策算法,实现了管片自动拼装选点。在此基础上,通过建立盾构姿态变化与盾尾间隙和油缸行程变化量的关系式,实现了未来2环标准环+转弯环管片拼装点位和管片型号的预测。[结果及结论]研究成果在广州地铁12号线成功应用,显著提升了现场标准环+转弯环管片排版、选型的工作效率,降低了人力成本,并优化了盾构隧道施工工序。 展开更多
关键词 盾构法隧道 标准环+转弯环管片 盾尾间隙 油缸行程 管片排版 拼装点位选择
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盾构长距离掘进盾尾刷劣化特征监测研究
14
作者 郭海鹏 金大龙 +3 位作者 袁大军 甘洋洋 姚占虎 吕计瑞 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期67-72,共6页
盾尾刷在盾构长距离掘进中劣化会愈发严重,且会对盾尾密封造成强烈影响,甚至造成盾尾突涌水事故。为了探明盾尾刷在实际工程中的劣化特征,本文依托南京和燕路过江通道工程,现场监测盾构机出洞后盾尾刷状态,归纳出盾尾刷三种典型劣化类型... 盾尾刷在盾构长距离掘进中劣化会愈发严重,且会对盾尾密封造成强烈影响,甚至造成盾尾突涌水事故。为了探明盾尾刷在实际工程中的劣化特征,本文依托南京和燕路过江通道工程,现场监测盾构机出洞后盾尾刷状态,归纳出盾尾刷三种典型劣化类型:结构破坏型、弹性损失型、外界侵入型。另外进一步建立了盾尾刷劣化评价指标,可为实际工程盾尾刷劣化评价、更换时机及盾尾密封渗漏风险评估提供依据。最后根据所建立的盾尾刷劣化评价指标,对南京和燕路过江通道盾尾刷劣化特征进行统计和分析,明确了各道盾尾刷常见劣化组合类型。 展开更多
关键词 盾构隧道 盾尾刷 现场监测 评价指标 劣化特征
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聚氨酯含量对盾尾密封油脂性能的影响
15
作者 田新伟 张均 姜志国 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期186-189,共4页
采用市售单组分聚氨酯(SPU),制备了不同SPU含量的盾尾密封油脂,研究了SPU含量对盾尾密封油脂锥入度、泵送性、抗水密封性及粘附性的影响。结果表明:随着SPU含量的增加,盾尾密封油脂锥入度、泵送性减小,抗水密封性和粘附性增强。当SPU含... 采用市售单组分聚氨酯(SPU),制备了不同SPU含量的盾尾密封油脂,研究了SPU含量对盾尾密封油脂锥入度、泵送性、抗水密封性及粘附性的影响。结果表明:随着SPU含量的增加,盾尾密封油脂锥入度、泵送性减小,抗水密封性和粘附性增强。当SPU含量由0%增至12%时,盾尾密封油脂锥入度由201.33降至141.40;当SPU含量≥6%时,粘附性测试时钢板在10min内的下移距离为零,盾尾密封油脂可以抵抗3.5MPa水压;泵送性受温度影响随SPU含量的增加逐渐减小,当SPU含量为0~12%时,盾尾密封油脂在-5~50℃范围内的泵送性增大幅度为39.31%~12.16%。 展开更多
关键词 聚氨酯 盾尾密封油脂 制备 含量 性能
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盾尾密封油脂防水密封性能评价指标的相关性分析 被引量：2
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作者 郭世情 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第4期181-185,共5页
[目的]盾尾油脂的性能对盾尾防水密封效果有显著的影响。盾尾油脂的性能检测指标较多,但这些指标与盾尾防水性能的关系尚未阐明,需对油脂各检测指标与防水性能之间的关系展开研究。[方法]选取了4种典型的盾尾油脂材料,分别进行了泵送性... [目的]盾尾油脂的性能对盾尾防水密封效果有显著的影响。盾尾油脂的性能检测指标较多,但这些指标与盾尾防水性能的关系尚未阐明,需对油脂各检测指标与防水性能之间的关系展开研究。[方法]选取了4种典型的盾尾油脂材料,分别进行了泵送性试验、稠度试验及耐水压密封性试验,获取了4种油脂的泵送量、锥入深度、保压时间及防水失效压力等4个性能指标的测试数据。基于自主设计的盾尾防水性能试验装置,开展了盾尾油脂的防水性能试验。采用皮尔逊相关系数法,分析了这4个性能指标与防水性能的相关性。[结果及结论]具有长纤维的油脂可以抵抗一定的应力,且较好的保压性能。不同盾尾油脂的防水失效压力有较大差异,其防水失效压力在0.41~0.70 MPa之间,并不是所有盾尾油脂都能满足0.60 MPa的设计防水压力,在油脂选型时应对油脂的性能进行检测。锥入深度与耐水压密封性、锥入深度与防水失效压力之间均呈高度负相关。 展开更多
关键词 地铁隧道施工 盾尾油脂 防水密封性能 性能指标 相关性分析
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基于角度传感器的机械式盾尾间隙测量装置的研制与应用
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作者 王伟 杨光 +2 位作者 刘家俊 王俊杰 王利明 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第8期279-283,共5页
[目的]针对在盾构或隧道掘进机掘进过程中,盾尾间隙时刻处于变化之中,为保证施工安全,必须对盾尾间隙进行实时测量。针对非接触式盾尾间隙测量装置环境适应性差、精度低、造价高等不足,开展了接触式即机械式盾尾间隙测量装置的研制与开... [目的]针对在盾构或隧道掘进机掘进过程中,盾尾间隙时刻处于变化之中,为保证施工安全,必须对盾尾间隙进行实时测量。针对非接触式盾尾间隙测量装置环境适应性差、精度低、造价高等不足,开展了接触式即机械式盾尾间隙测量装置的研制与开发。[方法]采用磁敏角度传感器进行角度测量,再经数学计算将角度值转换成距离值,得到对应的盾尾间隙值,实现了盾尾间隙实时测量。[结果及结论]该装置在工程现场进行了试验与应用,达到了较好的应用效果:机械式盾尾间隙测量装置可实现对盾尾间隙的连续实时测量,测量数据可以本地存储和远程读取,故测量效率高;机械式测量不需要经过复杂的数据处理,测量精度相对较高,可以控制在1 mm以内;机械式盾尾间隙测量装置成本低,约为非接触式测量装置造价的1/5,有利于成本控制。 展开更多
关键词 盾构隧道 盾尾间隙 机械式测量 角度传感器 实时测量
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盾尾油脂密封效果监测优化设计
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作者 魏百术 卢刘扬 聂雄 《农业装备与车辆工程》 2024年第11期161-163,170,共4页
盾尾密封作为盾构机掘进过程中“护尾”的主要关键点之一,盾尾油脂密封系统起着决定性作用。实际施工中,因油脂注入压力和流量监测管理不到位,导致盾尾密封失效,造成盾尾漏水、漏浆、漏泥沙等安全事故时有发生。在常规的盾尾油脂密封系... 盾尾密封作为盾构机掘进过程中“护尾”的主要关键点之一,盾尾油脂密封系统起着决定性作用。实际施工中,因油脂注入压力和流量监测管理不到位,导致盾尾密封失效,造成盾尾漏水、漏浆、漏泥沙等安全事故时有发生。在常规的盾尾油脂密封系统控制基础上,提出了盾尾油脂密封系统腔内油脂压力参数监测的设计优化方法,可一定程度上提高盾尾油脂密封系统的性能和安全,为盾尾密封提供一种管理思路。 展开更多
关键词 盾尾密封 效果监测 压力管理
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盾构隧道同步注浆浆液压力扩散模式研究 被引量：49
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作者 白云 戴志仁 +1 位作者 张莎莎 彭芳乐 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期38-45,共8页
基于典型的四孔注浆,将盾构隧道同步注浆中的浆液看作惰性浆液,以单位时间内形成的盾尾空隙为浆液充填的横断面,以横断面内浆液压力的扩散过程为研究对象,借助于牛顿流体模型,运用流体力学与极限平衡法的基本原理,推导出盾尾空隙横断面... 基于典型的四孔注浆,将盾构隧道同步注浆中的浆液看作惰性浆液,以单位时间内形成的盾尾空隙为浆液充填的横断面,以横断面内浆液压力的扩散过程为研究对象,借助于牛顿流体模型,运用流体力学与极限平衡法的基本原理,推导出盾尾空隙横断面内浆液压力的分布模型。通过工程实例分析表明:采用推导的浆液压力分布模型得到的计算结果与实测值吻合良好;在浆液刚注入盾尾空隙时,浆液重度对浆液压力初值分布具有决定性作用;后期浆液黏度(时间)的增长将导致浆液压力急剧降低;四孔注浆宜用于半径约为3 m的地铁盾构隧道;浆液压力随着盾尾空隙厚度的增大先呈抛物线形式增大,后逐步趋于稳定。 展开更多
关键词 盾构隧道 盾尾空隙 浆液压力 扩散模式
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盾构隧道同步注浆充填压力环向分布模型 被引量：52
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作者 苟长飞 叶飞 +1 位作者 张金龙 刘燕鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期590-598,共9页
为明确同步注浆充填压力的大小及分布,利用流体力学理论对充填过程进行了理论分析。考虑到盾构推进速度较慢及浆液沿环向充填到最远距离所需的时间很短,假设同步注浆过程中,浆液仅沿环向充填盾尾间隙,即形成三维环形薄饼。分别在浆液为... 为明确同步注浆充填压力的大小及分布,利用流体力学理论对充填过程进行了理论分析。考虑到盾构推进速度较慢及浆液沿环向充填到最远距离所需的时间很短,假设同步注浆过程中,浆液仅沿环向充填盾尾间隙,即形成三维环形薄饼。分别在浆液为宾汉姆流体和牛顿流体条件下,推导了浆液充填压力沿盾尾间隙环向分布模型;并讨论了该模型的适用范围及主要参数的确定方法。用实际工程监测数据验证了该模型,并分析了浆液充填压力的分布规律及影响因素。分析结果表明:浆液充填压力环向分布模型的计算值与施工现场监测值吻合较好;浆液充填压力沿环向的变化主要由浆液自重的加压或减压作用、浆液剪切应力的减压作用两方面因素引起;浆液充填压力的宾汉姆流体计算值略小于牛顿流体计算值。 展开更多
关键词 盾构隧道 同步注浆 盾尾间隙 充填压力
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