浅谈TBM掘进中的地质灾害及防治措施

开敞式TBM适合于相对较硬岩石掘进,但在软弱围岩的掘进过程中易出现掌子面与临空面围岩失稳、涌水,造成开挖洞室变形、坍塌、掉块等地质灾害。结合辽宁省大伙房水库输水工程TBM2标段施工,从地质和设备特点两方面分析地质灾害产生的原因,并简要论述有关灾害的防治措施。     

提高TBM施工隧洞中的六边形管片衬砌质量

六边形管片衬砌是可以在TBM高速掘进中实现快速隧洞衬砌的一种隧洞衬砌方式。但这种村砌方式也存在一定的不足：精确而敏感，不适宜于软弱围岩，弯洞段误差大，止水质量不易保证，回填蛰层需要重复灌浆等。本文根据引黄工程的实践经验针对这些不足提出了避免和修复措施，旨在为国内目前越来越多采用这种衬砌方式的引水工程和同行提供参考。     

TBM隧洞管片衬砌受力与连接螺杆的必要性研究

结合某TBM有压引水隧洞,建立了包含管片衬砌与外部围岩的三维数值计算模型,运用有限元法模拟分析衬砌在不同工况下的应力和变形特性,探索使用连接螺杆的必要性。结果表明:施工完建期在开挖释放荷载和豆砾石灌浆压力单独作用下螺杆对衬砌的受力影响甚微;运行期在内水压力作用下,采用螺杆的方案衬砌环向拉应力较大且在与螺杆连接位置处出现局部应力集中。未采用螺杆的方案使得管片衬砌具有柔性结构的特征,承担的内压较小因而环向拉应力较小,表明螺杆对衬砌的环形拉应力不利。未采用螺杆的接缝处最大张开位移由原来的0.635 mm增加为0.731 mm,表明螺杆对于减小接缝处张开位移有利。基于接缝处张开位移不大于4 mm即可满足要求,具有较高的安全裕度,螺杆的优势不明显。鉴于此,从螺杆的不利角度出发,建议螺杆在管片安装期间完成功能后放松螺杆连接,以避免管片局部被动拉裂而影响结构整体的安全性。     

深埋隧洞岩爆防控技术及典型工程应用现状综述

结合岩爆的分类、机制、评价预警方法及防控原则,对深埋隧洞施工期岩爆主动和被动防控措施进行了梳理,重点分析其作用机理、适用范围与防控效果。对比了钻爆法和全断面隧道掘进机(TBM)法施工下岩爆的不同特征规律及防控重点,调研了典型水工隧洞的岩爆防控技术应用情况,包括锦屏二级水电站引水隧洞、引汉济渭工程秦岭隧洞、N-J水电站引水隧洞和滇中引水工程香炉山隧洞。结果表明:岩爆的主动防控措施包括钻孔应力释放、超前应力解除爆破、先导洞、高压喷水、钻孔注水、超前锚杆和预应力锚杆支护;被动防控措施包括喷锚支护、钢支撑、钢筋网(柔性钢丝网);钻爆法的岩爆防控重点是及时封闭支护,TBM法则需通过主动防控规避强烈-极强岩爆;当前大型水工隧洞的岩爆防治普遍采取主动+被动联合防控,主动措施以超前应力释放为核心,被动措施则采取“喷锚网+钢拱架”共同加固围岩,且注重使用快速柔性支护型式;岩爆的动态防控、量化精准防控以及发展更高效的超前应力释放技术和柔性吸能支护体系是值得进一步研究的方向。     

敞开式TBM隧洞通风系统布置及除尘效果研究

为了研究敞开式TBM施工通风布置方案并提高通风除尘效果,以引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工程为依托,利用数值计算软件FLUENT对不同送风风速,不同送风管位置下的洞内除尘效果进行了计算研究,并将模拟计算与现场实测结果对比,优化了施工通风系统布置。研究结果表明:粉尘质量浓度从拱架作业区至主控室逐渐增大,随着到掌子面的距离增加,粉尘浓度降低;送风风速越大,洞内粉尘危险浓度区域越广,敞开式TBM内人员集中作业区的粉尘质量浓度越小;送风管距掌子面越远,人员集中作业区粉尘浓度越高,送风管布置在距掌子面15 m时,作业区粉尘浓度最低。优化方案将送风风管和除尘风管分别布置在距掌子面15 m和25 m,送风风速和除尘风速为40 m/s和15 m/s时,作业区粉尘质量浓度可控制在2 mg/m~3规范限值以下。     

直接序列扩频系统多音扫频干扰性能分析

为有效干扰直接扩频通信系统,通过分析扫频信号及多音信号在干扰直扩通信系统时 存在的优缺点,提出了一种针对直扩通信系统的多音扫频干扰技术。该方法将直扩通信系统 的频谱划分为若干个子频谱,针对每个子频谱采用扫频信号进行干扰。理论分析和仿真验证 表明,该方法可以明显改善扫频干扰直扩通信系统时扫频时间过长以及多音干扰依赖音调位 置的缺点,具有良好的干扰效果。     

对空情报雷达网密集假目标干扰机理分析

针对雷达网欺骗干扰问题,首先讨论了雷达网数据关联处理方法薄弱环节,给出了可以欺骗雷达网的假目标应该满足的条件,然后分析对空情报雷达网密集假目标干扰的产生机理和作用机理,为产生高逼真的假目标,将空间分布转化为非线性最优化问题。当进行多干扰机协同干扰时,将干扰机功率资源在空间的分配问题转化为非线性规划问题。仿真研究了对网络化雷达的假目标欺骗干扰效果以及影响干扰效果的因素,该结果可为对空情报雷达网电子对抗提供理论指导。     

结合全双工与协作干扰的无线网状网物理层安全策略

针对无线网状网中缺少窃听者先验知识不利场景中的安全连接问题,提出了一种结合全双工和协作干扰技术的物理层安全策略。利用全双工通信中的自干扰消除技术和协作干扰技术,提出的安全策略可有效劣化位于信息传播范围内包括潜伏在接收节点附近窃听者的接收性能。为保证信息的安全传输给出了协作干扰节点的选择方法,基于随机几何等数学方法导出了选定路径的安全连接概率表达式。性能分析和仿真结果表明,所提方法与仅基于全双工或协作干扰技术的方法相比,其安全性能有较大提升。     

飞行器目标监控系统抗干扰技术研究

飞行器目标监控系统是飞行器实现可靠飞行的重要技术保障。研究了飞行器目标监控 系统的工作机理,分析了监控系统抗干扰性能,提出了具有高抗干扰容限的伪码组合扩频技 术。仿真实验结果表明,采用伪码组合扩频技术可提高通信系统的抗干扰能力。     

影响TBM选型的地质因素分析

TBM对地质条件适应性差,地质因素对TBM选型十分重要,分析TBM破岩机理,论述岩石属性包括单轴抗压强度和硬度及岩体属性包括结构面产状和完整程度等地质因素与TBM掘进效率的关系,给出了根据地质条件进行TBM选型的工程实例.