基于复杂地质环境条件下的TBM施工数据挖掘与云计算综合管理平台搭建

针对目前大型地下工程在复杂地质环境条件下硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)施工的安全保障工作存在“缺数据、缺平台、缺分析”以及海量数据难以挖掘与计算分析的问题，提出了TBM施工数据“Born by digit, Born in format, Born to the cloud”的理念，研究构建了基于云计算和大数据挖掘技术的复杂地质环境状态TBM施工信息综合管理平台，该平台通过环境地质分析以及数据采集、存储和计算分析，建立基于TBM锚杆钻机随钻测量系统和岩体渣片图像识别系统实时采集岩体数字化信息，并实时采集TBM施工过程中PLC(可编程逻辑控制器)数据，建立Mongo DB TMB多源施工信息大数据仓库，同时基于Openstack技术搭建私有云计算平台以及在SaaS层部署算法组件开展TBM大数据挖掘。该平台的搭建不仅能提供基础信息，帮助提升安全管控水平，更重要的是可为TBM在复杂地质环境条件下对于各类瓶颈问题的研究解决提供数据挖掘和计算分析的支撑，并通过其所建立的知识库和规则库指导TBM设计、选型、控制。该研究成果在中国吉林引松供水工程项目上得到应用...     

岩石掘进机(TBM)穿越板岩和碳酸盐岩接触带引发的环境工程地质问题分析

在穿越隔水板岩和透水碳酸盐岩间接触带时,隧道施工将遇到一系列工程地质问题,这对地质条件适应性较传统钻爆法差的TBM掘进来说尤为突出。结合TBM施工的云南上公山隧道工程,通过对该接触带工程地质条件评价和问题分析,讨论了该洞段的泥石流、库水位下降、泉水断流等一系列环境工程地质问题的发生机理。     

引入“TBM” 提升班组安全会议实效

<正>工具箱会议(Tool Box Meeting,以下简称"TBM")起源于美国建筑行业,最初是建筑工人早晨开工前召开的安全会议,因其采用聚集在工具箱周围,管理者向作业者说明并共同讨论工具的结构、使用方法、危险性及防范措施的会议形式,TBM因此得名。现如今,TBM已被众多企业广泛接受和应用,是管理者与作业者之间快速协商、有效沟通的常见方式。     

地铁工程建设施工危险辨识与施工坍塌事故应急预案的探讨

地铁工程建设施工一旦发生突发性事故,不仅损失巨大,而且受害面广。而目前,我国对于地铁施工突发性事故的应急救援制度和救援预案并未引起人们足够的重视。针对该现状,笔者论述地铁施工建立应急救援的必要性;通过对地铁工程建设施工的固有危险性以及以往事故的统计分析,确立坍塌是地铁工程施工中的重大突发事故;运用实效模式与影响方法,研讨TBM盾构机施工过程中的各种可能危险及后果;在上述研究的基础上,制定了坍塌事故应急预案;强调注水、堵漏、注浆是防止事故扩大的关键,事故后迅速恢复被破坏的市政设施的正常运行是预案实施的有力保障。坍塌事故应急预案对解决地铁工程施工中出现的重大突发坍塌问题具有一定的指导意义。     

单护盾TBM施工阶段围岩荷载与管片受力研究

单护盾TBM施工易出现管片破损甚至渗漏水现象,直接影响了后期地铁的安全运行。鉴于此,文中以重庆地铁环线工程为背景,对管片拼装期间的管片受力进行现场监测,探究隧道管片在实际施工环境中的围岩荷载。通过现场监测查明了单护盾TBM隧道施工过程中管片-地层相互作用演化规律。采用ANSYS三维有限元分析软件,建立了考虑盾构管片-螺栓、管片-围岩和管片-盾尾相互作用的数值模型,分析了施工过程中围岩作用下管片受力情况,对比研究了正常推进荷载与附加力矩作用下的管片变形,得出了偏心千斤顶作用对管片力学性能的影响。分析结果表明：单护盾TBM隧道管片壁后压力是豆砾石、浆液及围岩的共同作用;重庆地区砂岩地层单护盾TBM施工管片壁后围岩压力相对理论计算值稍大,管片顶部、底部及腰部实际围岩压力分别为150～160 kPa、165～200 kPa和45～52 kPa;过高的附加扭矩可能导致管片的局部破损。     

TBM 在不良地质地段的安全通过技术

主要论述了TBM (隧道掘进机 )安全通过不良地质地段的方法步骤及辅助措施 ,并介绍了坍塌、岩爆、涌水、软弱地层、膨胀性围岩等常见不良地质情况 ,对TBM施工安全的影响及相应处理措施 ,以供工程技术人员参考。     

双护盾TBM不良地质段卡机脱困技术研究*

为确保双护盾TBM在不良地质中遭遇卡机事故时能快速安全脱困,依托某引水隧洞工程,研究双护盾TBM在断层破碎带段及软岩大变形段遭遇的卡机事故原因以及采用超前大管棚支护、环形扩挖法的技术难点。结果表明:双护盾TBM在断层破碎带段采用超前大管棚支护及软岩大变形段采用环形扩挖法,均能解决卡机事故问题,使其成功脱困。研究结果可为类似TBM卡机脱困提供工程借鉴。     

铁路隧道TBM施工风险评估

采用基于熵权的模糊综合评估模型对西秦岭特长铁路隧道TBM施工风险进行分析,识别关键风险因素并提出施工应对策略。首先结合西秦岭隧道项目工程特点,参照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》进行TBM施工风险识别,将其归结为设备风险、掘进风险、辅助工序风险三大方面,对每个方面细分出4项一级风险因素。接着确定各层次风险因素权重:借助专家调查确定一级风险发生的概率等级,运用熵权法确定底层风险权重;运用层次分析法确定三大方面风险权重。最后建立二级模糊综合评判模型,评估西秦岭铁路隧道右线的施工风险等级。通过现场专家调查得到的一级风险因素后果损失等级表建立一级评判隶属度矩阵,进行一级模糊评判;并将结果作为二级评判因素的评价集,进行第二级综合评判,评定该项目为2级风险。同时借助熵权反映底层各风险因素的重要程度,确定关键风险因素并判断其风险等级,提出施工应对措施。     

敞开式TBM施工隧道粉尘扩散及除尘系统研究

TBM掘进过程中产生大量粉尘，为了掌握粉尘的分布规律并优化除尘系统，以敞开式TBM为例，采用数值计算方法研究不同除尘风管位置，不同除尘风速和不同掘进面产尘量下的洞内粉尘浓度分布规律。研究结果表明:敞开式TBM隧道施工过程中，掘进面至除尘风管区域质量粉尘浓度较高，在除尘风管口后方区域下降到 2 mg/m3以下；除尘风管布置在距掘进面30 m位置处时，洞内沿程粉尘含量相对较大，除尘风管布置在距掘进面20 m位置处时洞内沿程及TBM支护区域粉尘含量相对较小；排风风速为15 m/s时，敞开式TBM支护区域粉尘质量浓度最小，排风风速为30 m/s时，该区域粉尘质量浓度最大；掘进面产尘量越大，洞内沿程及敞开式TBM支护区域粉尘质量浓度越大，不同产尘量下洞内粉尘浓度均在除尘风管后方达到规范限值以下。     

特长TBM施工隧道环境粉尘安全控制研究

采用双洞单线设计方案的中天山隧道长约22.5 km,施工通风采用独头通风方案,其进口TBM施工段的长度达到13.8 km,创下国内TBM独头施工通风长度新高。此外,TBM的掘进中将产生大量的粉尘对隧道的安全施工造成重大影响,超长距离的施工通风能否提供足够的风量来净化作业环境中的粉尘相关的研究非常必要。于是对中天山隧道施工环境中的粉尘含量进行了数值模拟和现场测试,期望得出施工环境中粉尘的分布规律以更好地指导隧道安全、高效的施工。