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深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究 被引量：12
1
作者 史林肯 周辉 +3 位作者 宋明 卢景景 张传庆 路新景 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1933-1943,共11页
针对全断面隧道掘进机(TBM)开挖过程掌子面岩体软硬交替变化的特点,以兰州水源地建设工程为背景,采用模型试验与数值模拟方法研究了复合地层TBM开挖过程隧洞围岩的动态响应规律。通过开展相似配比试验配制了不同围岩强度比的复合地层岩... 针对全断面隧道掘进机(TBM)开挖过程掌子面岩体软硬交替变化的特点,以兰州水源地建设工程为背景,采用模型试验与数值模拟方法研究了复合地层TBM开挖过程隧洞围岩的动态响应规律。通过开展相似配比试验配制了不同围岩强度比的复合地层岩体相似材料,运用光纤光栅技术全程捕捉了隧洞开挖过程复合地层应变演化规律,并分析了隧洞围岩的宏观破裂形态。模型试验结果表明:TBM推进过程中复合地层应变变化规律体现了掌子面推进的空间效应,软岩部分应变要大于硬岩部分应变,且随着开挖步数的增加两种岩层应变差值越大;隧洞内岩体完全挖除后,围岩宏观破裂形态表明因复合地层岩体物理力学性质的差异,上覆软岩变形破坏较为严重,破裂和变形较为显著,在软、硬岩层交界面出现"变形不协调"现象。选取工程沿线某洞段的地质力学参数,基于破坏接近度(FAI)指标评价了隧洞开挖过程中复合地层围岩的稳定性,数值结果表明:开挖过程软岩中FAI变化较为明显,塑性区和破坏区分布范围更广,而下部硬岩受开挖扰动影响较小,只有拱底小范围岩体进入破坏状态。模型试验和数值结果均说明交替变化的掌子面岩体在开挖过程中其围岩在变形破坏等规律方面存在明显差异,因此,TBM在复合地层施工可采取重点部位监测预警、提前采取相应措施等手段,减少或避免卡机事故的发生。该研究成果对于指导复合地层TBM施工具有一定的借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 复合地层 模型试验 全断面隧道掘进机(TBM) 输水隧洞 破坏接近度 数值模拟
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复合地层双线TBM隧道施工对临近建筑物影响 被引量：10
2
作者 孙鹤明 汪强宗 +2 位作者 张磊 张书香 李超 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第S2期733-738,共6页
以重庆轨道环线区间隧道下穿既有结构为背景,利用数值分析与现场监控量测相结合的方法,对复合地层双线TBM隧道施工影响下围岩及既有结构的变形进行了深入研究。数值计算结果表明,右线开挖引起的建筑物沉降远大于左线引起的沉降,隧道施... 以重庆轨道环线区间隧道下穿既有结构为背景,利用数值分析与现场监控量测相结合的方法,对复合地层双线TBM隧道施工影响下围岩及既有结构的变形进行了深入研究。数值计算结果表明,右线开挖引起的建筑物沉降远大于左线引起的沉降,隧道施工对既有结构的沉降影响与沉降槽宽度有关。TBM施工对建筑物桩基的变形受力影响与其距隧道中线距离密切相关,离隧道中线越近,桩基沉降越大;不同围岩区域桩身轴力变化趋势也不相同,主要与桩身周边土体相对竖向位移有关。现场监测结果表明,受地层差异及既有结构刚度的影响,双线地表沉降呈偏态的单凹槽状。TBM到达前,建筑物向远离隧道方向倾斜,隧道下穿过程及下穿后,建筑物向隧道方向倾斜。综合数值计算结果和现场监控量测数据,二者所反映的规律基本相同,为今后TBM在类似工程环境中的应用提供借鉴。 展开更多
关键词 复合地层 隧道掘进机(TBM) 建筑物变形 现场监测
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复合岩层隧道下穿既有建筑TBM施工关键技术——以重庆轨道9号线中从区间隧道为例
3
作者 王赟 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S02期520-526,共7页
为解决TBM在2种或2种以上不同岩层组成的复合岩层地质结构中施工,导致不同的地层之间掘进参数差异大、产生明显沉降差,从而引起地表沉降,并对隧道相邻既有建筑物带来风险的问题,以重庆轨道9号线二期中央公园东站—从岩寺站区间复合岩层... 为解决TBM在2种或2种以上不同岩层组成的复合岩层地质结构中施工,导致不同的地层之间掘进参数差异大、产生明显沉降差,从而引起地表沉降,并对隧道相邻既有建筑物带来风险的问题,以重庆轨道9号线二期中央公园东站—从岩寺站区间复合岩层隧道工程为例,其具有纵向跨度大、岩层非均质性强等特点,总结一套针对复合岩层隧道TBM施工的关键技术,主要遵循“复合式TBM施工—左洞先挖—TBM参数优化—同步注浆(二次注浆)—监控量测—预警判断”的成套技术,严格控制右洞下穿既有建筑物沉降量,安全顺利地通过了既有建筑结构区间段,既保证了既有结构的安全性,又确保了隧道高质量、高效率的施工。 展开更多
关键词 复合岩层隧道 下穿既有建筑物 复合式TBM 监控量测 沉降控制
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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 被引量：6
4
作者 邓尤东 李桂 +3 位作者 刘湛 张博阳 曾宪坤 于广明 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第11期4485-4494,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 大纵坡隧道 复合式隧道掘进机(TBM) 掘进推力 管片结构 力学响应 梁-弹簧模型
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复合地层施工全断面隧道掘进机选型探讨
5
作者 张照煌 安涛 《矿山机械》 2023年第9期1-9,共9页
全断面隧道掘进机已成为地下隧道(洞)施工主力机械设备,其中土质地层施工一般用盾构机,岩石质地层施工一般用全断面岩石掘进机。而“岩”“土”互层(混合)地质条件下的施工设备选型,就十分复杂且困难。因此,根据实际施工地质地层,将“... 全断面隧道掘进机已成为地下隧道(洞)施工主力机械设备,其中土质地层施工一般用盾构机,岩石质地层施工一般用全断面岩石掘进机。而“岩”“土”互层(混合)地质条件下的施工设备选型,就十分复杂且困难。因此,根据实际施工地质地层,将“岩”“土”分别按开挖断面和隧道轴线混(复)合分类,然后根据“岩”“土”在断面上的复合程度及沿隧道轴线分布长度,分别探讨这样地层的施工设备特点和选型,为复合地层施工全断面隧道掘进机掘进系统构造和选型提供借鉴。 展开更多
关键词 复合地层 全断面隧道掘进机选型 简单复合盾构机 复杂复合盾构机
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