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[发明专利]一种深层大型地下结构建造方法-CN202311174440.4在审
发明人：陈仁朋;吴怀娜;郭德赛;刘源;孟凡衍;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-09-13 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： E21D13/02 文献下载
摘要：本申请公开了一种深层大型地下结构建造方法，包括：通过超深竖井施作沿第一方向延伸的第一隧道；通过异形盾构机自所述第一隧道施作多条沿第二方向延伸且并列间隔设置的第二隧道，并在所述第二隧道内形成若干独立的初期支护；通过压力可控的地层加固和冻结技术稳定相邻的所述第二隧道之间的地层和地下水，进而分步拆除初期支护的相邻侧的管片，并扩挖施作连接结构，与此同时施作内部二次结构，初期支护及二次结构协同受力，共同构成深层大型地下结构。本申请填补了深层大型地下结构建筑技术领域的空白，能够减少施工过程中因为大面积开挖卸荷极易引发地层过大变形、渗透破坏，导致失稳坍塌等灾难性事故。
一种深层大型地下结构建造方法

[发明专利]基于压电智能骨料的盾构隧道收敛变形监测系统及方法-CN202311174420.7在审
发明人： 吴怀娜;李钰;陈仁朋;杨思齐;刘源;高斌勇 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-09-13 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01B7/16 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于压电智能骨料的盾构隧道收敛变形监测系统及方法，该系统包括：数据采集模块，用于采集埋入隧道管片接缝处的压电智能骨料产生的电荷信号；电荷放大器，用于将采集的电荷信号转换为电压信号；采样模块，用于将电压信号转换为数字信号；无线传输模块，用于将数字信号传送到网关进行传输；数据处理模块，用于处理和分析无线传输模块传输的数字信号，得出隧道收敛变形值。本申请具有如下有益效果：采用压电智能骨料进行隧道变形监测，具有成本低、使用寿命长、测量数据精确、不影响混凝土性能等优点；改变了以往隧道变形监测效率低、监测成本高、影响地铁运营等缺点，可以实时长期稳定地为隧道的维护管理提供决策依据。
基于压电智能骨料盾构隧道收敛变形监测系统方法

[发明专利]一种盾构隧道管片和内部结构的连接结构及其施工方法-CN202310707762.4在审
发明人： 吴怀娜;陈涛;杨林松;陈仁朋;崔庆龙;刘源;张称呈;冯东林 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： E21D11/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种盾构隧道管片和内部结构的连接结构及其施工方法，属于隧道地下工程技术领域，该盾构隧道包括多个现浇牛腿和缓冲层，现浇牛腿设置于管片形成隧道空间的内表面上，所有的现浇牛腿均处于同一水平方向上；内部结构的上层车道板搭设于现浇牛腿的顶部，上层车道板、现浇牛腿和内表面围合形成具有顶部开口的缝隙，缓冲层填充于缝隙内。本发明提供的盾构隧道及其施工方法，避免上层车道板直接与管片接触，通过缓冲层的缓冲作用，把上层车道板所受的力通过现浇牛腿以及下层结构间接性地传递给管片，进而降低了内部结构破损开裂的风险。
一种盾构隧道管片内部结构连接结构及其施工方法

[发明专利]一种盾构隧道管片螺栓中部连接处密封防水套筒-CN202311083450.7在审
发明人： 吴怀娜;李华勇;陈仁朋;刘源;曹鸿 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-08-28 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： E21D11/38 文献下载
摘要：本申请公开了一种盾构隧道管片螺栓中部连接处密封防水套筒，其用于套设于装配在管片上的管片螺栓上，以提高用于安装管片螺栓的螺栓孔的防水能力，该防水套筒包括止水套筒、固定螺栓、外弹性密封垫以及内弹性密封垫，所述螺栓孔设有装配凹槽，所述止水套筒通过固定螺栓安装于装配凹槽内，所述外弹性密封垫设置于装配凹槽内，所述止水套筒包括一端抵接于外弹性密封垫上的外套筒和螺接于外套筒内的内套筒，所述内套筒套设于管片螺栓上并螺纹连接固定，所述内弹性密封垫套设于管片螺栓上并夹设于内套筒和外套筒之间。本申请的有益效果如下：本申请在螺栓中部处安装止水套筒，新增了一道密封防水体系，螺栓孔处防水能力大大提高。
一种盾构隧道管片螺栓中部连接密封防水套筒

[发明专利]一种盾构隧道结构变形恢复方法及系统-CN202311029334.7在审
发明人： 吴怀娜;陈涛;陈仁朋;孟凡衍;冯东林;杨思齐;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-08-16 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种盾构隧道结构变形恢复方法及系统，方法包括：在管片内表面预埋用于固定钢绞线的螺杆；在道床预埋钢筋和钢绞线夹紧装置；将钢绞线沿环向缠绕在管片内表面上的螺杆上；使用三维激光扫描隧道变形；根据三维激光扫描隧道变形结果，安装隧道变形实时监测装置；用张拉装置张拉隧道变形较大区域的管片上的钢绞线的两端，完成盾构隧道结构变形恢复。本申请提供的方法克服了现有采用钢绞线恢复隧道仅考虑对称变形的缺点，本申请采用环向布置钢绞线，左右两侧分别用张拉装置张拉，属于永久性恢复隧道变形的方式，并且可以在不影响隧道正常运营的情况下有效的恢复隧道变形。
一种盾构隧道结构变形恢复方法系统

[发明专利]用于囊袋注浆引起的软黏土地层盾构隧道抬升量预测方法-CN202310806109.3有效
发明人：陈仁朋;陈曈;孟凡衍;贾琪;程红战;吴怀娜;王瀚霖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请提供一种用于囊袋注浆引起的软黏土地层盾构隧道抬升量预测方法，将隧道囊袋注浆抬升过程对土层的影响简化为囊袋扩张对土层的影响，采用源汇法计算囊袋扩张引起的土体位移，再采用两阶段法由土体位移计算得到隧道初始抬升量；考虑囊袋注浆过程中扰动隧道下卧地层土体产生的超静孔隙水压力，基于考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解，计算囊袋扩张后隧道下卧地层土体固结沉降引起的隧道沉降量；将隧道初始抬升量与隧道沉降量叠加，得到隧道最终抬升量。本申请的预测方法对隧道注浆抬升量的预测具备更高的准确性，对现场的施工具有实际的指导意义。
用于囊袋注浆引起黏土地层盾构隧道抬升预测方法

[发明专利]一种高耐久性叠合式盾构隧道管片结构及其设计方法-CN202310367209.0在审
发明人：张称呈;吴怀娜;陈仁朋;高斌勇;杨思齐;刘源;孟凡衍;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21D11/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种高耐久性叠合式盾构隧道管片结构及其设计方法，结构包括：外侧混凝土层、中间混凝土层、内侧混凝土层、第一螺栓孔、第二螺栓孔、钢筋笼、注浆孔；外侧混凝土层、中间混凝土层、内侧混凝土层依次叠合浇筑，且外侧混凝土层浇筑于中间混凝土层外侧；第一螺栓孔设置于中间混凝土层内，且其布置方向与隧道的纵向方向一致；第一螺栓孔用于连接沿隧道的纵向方向相邻的管片；第二螺栓孔一端贯穿内侧混凝土层，另一端贯穿管片结构的侧面；第二螺栓孔用于连接沿管片结构的环向相邻的管片；钢筋笼设置于管片结构内；注浆孔沿管片高度方向设置，贯穿整个管片结构。该管片结构具有结构性能安全可靠、施工方便、造价合理的优点。
一种耐久性叠合盾构隧道管片结构及其设计方法

[实用新型]一种隧道管片裂缝监测仪-CN202320186279.1有效
发明人：黄超群;孙和美;彭静;李忠超;冯恒;刘律;黄栋;孟凡衍;吴怀娜;屈秦萼;刘奇;丁康 -专利权人：武汉市市政建设集团有限公司
申请日： 2023-02-07 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种隧道管片裂缝监测仪，包括数据采集设备和智能终端；数据采集设备包括滑轮、横杆、横撑、传动齿轮、传动轴、能源仓、主支架、平台板、球铰固定器、垂直转向轴、水平转向轴以及高速摄像机；横撑、横杆与滑轮一起构成可移动的底座，由能源仓依次通过传动轴、传动齿轮以及横撑驱动滑轮，进而带动隧道管片裂缝监测仪在隧道轨道上前后行进；主支架固定于横杆上，平台板固定于主支架上；再经由球铰固定器、垂直转向轴与水平转向轴固定的高速摄像机，可全方位转向拍摄隧道管片图像，监测隧道管片裂缝；最后由智能终端识别隧道管片裂缝，分析裂缝发展因素以指导施工。
一种隧道管片裂缝监测

[发明专利]囊袋扩张电渗法隧道沉降高效调控系统及方法-CN202310482912.6在审
发明人：孟凡衍;赵荣;陈仁朋;陈曈;杨微;刘源;吴怀娜;程红战;王瀚霖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明提供了囊袋扩张电渗法隧道沉降高效调控系统及方法，包括注浆系统、监测系统、控制系统以及数据显示及处理系统，注浆系统包括浆液装置、多个注浆管、以及对应于注浆管设置的多个可扩张囊袋结构，囊袋结构包括囊袋和覆盖在其外周且与其协同变形的若干电极和吸水材料，注浆管与浆液装置连通，且贯入土地层并嵌入囊袋中在控制系统的作用下向囊袋中注入浆液；控制系统包括电源控制系统和注浆控制系统；通过囊袋扩张避免浆液无序扩散，并通过电渗实时消散扩张引起的超孔压并加固土体，两者联合作用有效提高隧道抬升效率、降低隧道结构损伤。
扩张电渗法隧道沉降高效调控系统方法

[发明专利]一种用于盾构隧道衬砌管片更新的管片结构及其施工方法-CN202211570439.9有效
发明人：陈仁朋;杨思齐;吴怀娜;刘源;曾毅;冯东林;孟凡衍;程红战;凡猛;张称呈;高斌勇 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于盾构隧道衬砌管片更新的管片结构及其施工方法，管片结构包括：钢壳、型钢骨架、辅助组件、螺栓孔、密封垫；钢壳包括中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳；中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳拼装形成内部有空腔的整体；钢壳整体为弧形；多个型钢骨架分别布置于中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳内；型钢骨架的轴向方向与钢壳弧形方向一致；辅助组件布置于型钢骨架上，辅助组件用于辅助施加预应力；螺栓孔一端贯穿钢壳底面，另一端贯穿钢壳侧面；密封垫布置于钢壳侧面上。该管片结构能与相邻管片密封垫进行有效结合，保证了接缝处的防水性能。
一种用于盾构隧道衬砌管片更新结构及其施工方法

[发明专利]欠固结地层沉降引起的盾构隧道附加内力及变形确定方法-CN202310246851.3有效
发明人：唐耀明;吴怀娜;杨鑫歆;凡猛;陈仁朋;程红战;孟凡衍;许啸鹏;冯东林 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种欠固结地层沉降引起的盾构隧道附加内力及变形确定方法，包括如下步骤：S1：确定隧道及其构件的设计参数、以及地质条件信息；S2：获取欠固结地层随时域变化的沉降值，确定隧道沉降函数，并计算隧道位置地层位移值；S3：依据隧道地层位移值，确定沉降突变段隧道结构附加荷载及其所在地层的抗力荷载；S4：基于隧道沉降函数、沉降突变段隧道结构附加荷载及其所在地层的抗力荷载、以及沿隧道竖直方向向外偏移的角度，确定欠固结地层长期沉降引起的隧道沉降突变段的附加内力以及盾构隧道结构的收敛变形；所述盾构隧道结构的收敛变形包括：竖向收敛变形和水平收敛变形。
固结地层沉降引起盾构隧道附加内力变形确定方法

[发明专利]一种隧道结构-CN202210729745.6有效
发明人： 吴怀娜;林欣宇;周苏华;徐智文 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道结构，涉及隧道技术领域。隧道结构包括：隧道主体、设置在隧道主体一定距离区域内的隧道附属结构以及控制中心；隧道附属结构包括至少一个第一储藏室和至少一个第二储藏室；第一储藏室内设有互相堆叠成长方体排列的多个第一储存单元，第一储存单元用于存储第一类物品；第二储藏室内设有呈螺旋结构的排布架以及按序排布在排布架上的多个第二储存单元，第二储存单元用于存储第二类物品；控制中心用于确定物品需求，根据物品需求确定目标储藏室中的目标储存单元并控制目标单元从目标储藏室内移出。本发明通过在隧道主体一定距离区域内设置不同储藏室，可以更快捷、安全地提供隧道所需物品。
一种隧道结构

[发明专利]自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置及检测方法-CN201610674578.4有效
发明人：孔德骏;沈水龙;刘晓雪;张宁;吴怀娜 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2016-08-16 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01S13/88 文献下载
摘要：本发明提供一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置及检测方法，装置包括检测台车、控制台、纵向轨道、纵向移动装置、环向轨道和环向移动检测装置；方法包括：确定雷达天线的电磁波速和中心频率；连接机械装置和盾构机；待机械装置移动到盾构隧道第一环衬砌下方，调节纵向移动检测装置使环向移动检测装置位于第一环衬砌的横截面中心线正下方；确定盾构隧道衬砌的检测路线；确定机械装置中雷达天线与第一环衬砌表面贴合适当；检测盾构隧道第一环衬砌质量；随着机械装置中检测台车不断前进，通过调节纵向移动检测装置，使环向移动检测装置位于下一环衬砌横截面中心轴线处，依次重复第五步和第六步即可完成后续衬砌质量的检测工作。
自动检测盾构隧道衬砌施工质量机械装置检测方法

[发明专利]一种盾构隧道管片接缝的监测系统及监测方法-CN202310335091.3在审
发明人： 吴怀娜;许啸鹏;陈仁朋;吴耀文;杨思齐;刘源;李钰 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-03-31 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01B11/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种盾构隧道管片接缝的监测系统及监测方法，属于隧道地下工程技术领域，该监测系统包括数据采集系统、无线传输系统和可视化监测预警系统，数据采集系统监测管片接缝对应的两个管片衬砌的相对位移并生成监测数据；无线传输系统利用ZigBee无线传感网络和GPRS的无线传输终端接收并传输监测数据；可视化监测预警系统将监测数据进行归档、储存、管理与分析，并能够根据分析结果进行预警。本发明提供的盾构隧道管片接缝的监测系统及监测方法利用较低的能耗就能实现远程对管片接缝变形的实时可视化监测、预警自动播报与预警点位展示，以便管理人员及时发现问题并采取处置措施，改善人工定期监测的缺陷，节约人力与时间成本。
一种盾构隧道管片接缝监测系统方法

[发明专利]一种盾构法施工盾尾间隙及偏转角度的监测预警系统-CN202211394770.X在审
发明人：张永康;吴怀娜;罗桂军;肖超;吴耀文;刘湛;钟文京;王云龙;刘源;程红战;韩海召 -专利权人：中建五局土木工程有限公司;湖南大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种盾构法施工盾尾间隙及偏转角度的监测预警系统，其特征在于包括，监测子系统和预警子系统；所述监测子系统包括测距传感器、电源模块和数据传输模块；所述预警子系统包括数据处理模块、分级预警模块和警报装置。本发明利用传感测距技术可有效和准确的测量出盾构尾盾的最大偏转角度，且在最大偏转角度的基础上测算出能反应盾构实际工作状态的最小盾尾间隙，并通过分阶段预警充分保证了盾构施工的安全可靠和高效性。
一种盾构施工间隙偏转角度监测预警系统

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