深圳复合地层Φ7m土压平衡盾构刀盘地质适应性分析

刀盘是盾构机的重要组成部分,具有开挖、搅拌和稳定地层功能,刀盘与隧道开挖地层的地质条件之间的适应性是影响盾构机掘进性能的关键因素。为了研究复合地层盾构刀盘的地质适应性,本文以深圳地铁11号线车公庙站—红树湾站区间隧道施工为背景,对我国研制的首台Φ7m复合式土压平衡盾构(CET6950型)的地质适应性开展研究。在分析复合地层对盾构施工不利的地质影响因素的基础上,提出了Φ7m盾构刀盘适应性的功能要求,完成了刀盘的关键参数计算。盾构掘进效果的分析表明,该型盾构的刀盘设计满足复合地层掘进的要求,刀盘与地质条件具有良好的适应性,盾构在实际掘进中取得了较高的掘进速度。该文研究成果可为复合地层条件下大直径地铁盾构刀盘的地质适应性设计提供借鉴。     

复合地层条件下盾构选型的风险分析

以广州复合地层条件下的盾构选型为例,从刀盘刀具对地层的适应性、盾构掘进模式及其工作参数选择出发,分析复合地层条件下采用盾构法施工时,盾构机选型的风险.结果表明,盾构机选型是复杂地层条件下地铁隧道施工的一项重要风险因素,并给出盾构在复合地层中掘进时的选型建议,可为类似工程条件下盾构机选型提供参考.     

复合地层条件下盾构选型的风险分析

以广州复合地层条件下的盾构选型为例,从刀盘刀具对地层的适应性、盾构掘进模式及其工作参数选择出发,分析复合地层条件下采用盾构法施工时,盾构机选型的风险.结果表明,盾构机选型是复杂地层条件下地铁隧道施工的一项重要风险因素,并给出盾构在复合地层中掘进时的选型建议,可为类似工程条件下盾构机选型提供参考.     

复杂地层下邻江地铁隧道盾构机掘进参数的设定研究

选取福州地铁5号线农林大学站至洪塘站区间,对邻江地铁隧道软硬不均地层盾构机的刀盘转速、刀盘扭矩、总推进力、贯入度和掘进速度等掘进参数进行了分析,优化后得到了盾构机掘进参数的范围值,解决了目前仅依赖盾构监测数据来评估盾构实时状态的缺陷,为今后复杂地层下盾构机掘进参数的设定提供了参考.     

土压平衡盾构穿越软硬交界地层时的施工技术

以福州地铁1号线土压平衡盾构掘进上软下硬地层为背景,分析了软硬交界地层对盾构掘进的不良影响,以及针对不良影响所采取的对盾构刀盘进行改良、对上部砂性土进行加固、合理设置施工参数等技术措施,最终保证了盾构机安全、顺利地完成掘进施工任务。     

复合地层中超大直径泥水盾构刀盘刀具选型设计研究

随着城市地下轨道交通飞速发展,盾构施工法得到了广泛应用,尤其在长江的越江隧道施工中发挥了巨大作用。长江流域部分区域地层地质较为复杂,要保证超大直径泥水盾构机安全、高效地掘进施工,盾构机刀盘刀具的选型设计十分重要。论文针对南京建宁西路过江通道项目,综合考虑越江盾构区间地层地质情况,研究复合地层中超大直径泥水盾构机刀盘刀具的选型设计。     

盾构刀盘掘进数值模拟分析

针对复杂层条件下由于岩土软硬不均造成刀盘应力集中、震动变形等问题,以某盾构项目盾构刀盘和地层参数为基础,结合盾构施工过程控制参数,采用数值模拟的方法,深入研究复杂地层条件下盾构动态掘进过程中刀盘应力应变和模态震动特性,得到了刀盘在掘进过程中应力应变在不同地质条件下变化状况,确保了刀盘设计的可靠性,为盾构刀盘设计提供了技术保障。     

土压平衡盾构机在复合板岩地层掘进参数的确定

针对复合板岩地层的盾构工程,介绍了盾构机主要掘进参数的理论计算方法,合理确定盾构施工参数,确保盾构机在掘进中快速、平稳、安全地通过,为类似地层盾构隧道掘进施工提供相应的理论依据。     

苏埃通道工程软硬不均地层盾构掘进参数模拟试验研究

针对汕头苏埃通道工程盾构需在主航道下方通过上下差异性极大的软硬不均地层时所面临的掘进参数选取难题,采用工程现场的岩样开展软硬不均地层盾构掘进参数模拟试验,获取了软硬不均地层条件下贯入度、刀间距与破岩推力、扭矩、破岩效果的关系。试验结果表明,目前盾构刀盘采用的刀间距(90,100,120mm)均能够有效破岩,若采用17in盘形滚刀将存在滚刀超载风险,应采用19in滚刀或采用高承载力的滚刀轴承。     

土压平衡盾构机非保压施工技术与应用

以沈阳地铁2号线13标区间盾构隧道掘进为背景,研究分析了土压平衡盾构机在富水的粉细砂、中粗砂和卵砾石复杂地层中盾构掘进,提出了在该地层中盾构机非保压的掘进模式。通过多个盾构施工实例证明采用该模式掘进既可以减少刀盘和刀具的较大磨损,降低总推力和扭矩,避免中途换刀,又可以保证盾构正常安全地施工,该盾构掘进模式可供类似工程借鉴。     

软硬不均地层盾构施工技术研究及地层扰动影响分析

在盾构隧道施工中,软硬不均地层会对盾构掘进产生不利的影响,严重时会造成地表沉降等风险的发生.本文依托长沙地铁某盾构区间工程实践,针对软硬不均地层盾构施工控制技术进行研究,首先介绍了软硬不均地层盾构刀盘刀具选型,并基于理论分析与现场实测数据分析了地层渐进性扰动引起的地层塌陷原因.结果表明软硬不均地层盾构掘进过程中地表沉陷过大的原因是由隧道断面上部松散砂层的地质原因、渣土改良效果欠佳及掘进参数控制问题共同作用的结果;其次,常用于地层变位预测的PECK公式适于均质地层,对于计算结果与实测值具有较好的一致性,为软硬不均地层盾构掘进监测施工提供一定的指导.     

基于复合地层的盾构刀具磨损优化研究

伴随城市地铁的快速建设，隧道盾构技术的应用日益广泛。刀具作为隧道掘进的执行部件，其使用寿命对掘进效率具有直接影响。本文结合某地铁施工，综合复合地层的地层分布及地层条件，确定硬质地层对掘进面物理特性的影响。基于不同的单一地层条件下刀盘的合理转速，提出了复合地层隧道施工中刀盘转速的确定方法。通过对掘进机工作中刀盘扭矩变化情况的监测，提前调节刀盘转速。该方法可有效降低盾构在复合地层施工过程中的刀盘磨损速度，延长刀盘使用寿命，提高施工效率。     

北京砂卵石地层盾构机刀盘磨耗分析及工程措施

减小盾构机刀具磨损是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施,对于砂卵石地层该项工作尤其受到重视。本文以北京地铁10号线石榴庄路到大红门区间盾构隧道施工为背景,依据刀盘的实际磨损情况,对盾构刀盘在砂卵石地层施工时导致刀具、刀盘磨损的因素进行了分析,给出了提高盾构刀盘耐用性的工程措施,为城市地铁盾构机长距离掘进施工提供了经验。     

上软下硬灰岩地层盾构刀具崩裂原因分析

通过对盾构机在上软下硬灰岩地层掘进滚刀出现较多崩裂的工程实例阐述,对刀具损坏原因进行了分析,寻找对策,以期指导今后在灰岩地层施工中盾构机刀盘刀具选择、配置及盾构的掘进。     

不截流条件下长距离穿湖盾构的选型及控制参数研究

湖底富水砂砾黏土地层具有水压高、渗水性强、地下水径流通畅和补给迅速以及自稳能力较差、卵石粒径大等特点,盾构在不截流条件下长距离和小半径曲线穿湖施工常面临由于大粒径卵石排除困难、刀盘和刀具磨损严重、盾构机卡壳、管片损伤、地层扰动造成的塑性区隆沉开裂和贯通、停机进行刀盘刀具更换或修复难度大等风险。本文以北京地铁14号线盾构隧道下穿朝阳公园北湖和南湖工程为背景,对盾构机选型中的外径、刀盘开口率、刀具磨损量、刀盘扭矩和排土量等重要参数进行了计算分析和合理性验证。同时提出了辐条式土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中长距离下穿湖泊的合理掘进参数和相关控制措施,并通过井下监控和地面监控实时跟踪盾构机掘进姿态来保证盾构顺利掘进。最后工程实践表明辐条式土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层应用可行。     

土压平衡盾构在复杂地质中的应用与工艺改进

常规的土压平衡盾构机在软土地质、含较大块石土层及软硬土复合层等复杂地质中掘进时,常面临盾构机刀盘扭矩增大、螺旋机堵塞等诸多技术问题。结合田湾核电站3#、4#机组厂区排水隧洞工程,通过对土压平衡盾构机及盾构施工技术进行改进,形成一套施工工艺,为今后复杂地质条件下的隧道工程提供技术支撑。     

软硬不均地层盾构滚刀受力特性研究

针对软硬不均地层条件下,盾构刀具异常损坏严重的问题,基于理论分析,结合开展滚刀软硬不均地层破岩机理实验的方法,探索软硬不均地层条件下滚刀受力特性。从刀具受力变化规律入手,以优化刀具受力状态为目标,从定性的角度,指导软硬不均地层条件下盾构刀盘转速、推进速度等参数的选择,以提高刀具使用寿命,减少刀具因受力冲击而造成的异常损坏。     

地铁盾构机穿越复杂地质施工技术

以大连地铁4号线工程为例,针对地铁盾构机穿越软硬不均地层、地层孤石等复杂地质条件进行研究,通过盾构机选型、刀盘选择、配套盾构装置、排土输送和控制速度等有效措施,促使盾构掘进顺利穿过复杂地质,提高盾构掘进的质量水平.     

盾构刀盘虚拟样机仿真技术研究与分析

盾构刀盘是盾构机的关键部件,对盾构刀盘虚拟样机试制系统进行开发研究具有重要的现实意义.盾构刀盘虚拟样机试制系统应用CAD/CAE三大流行软件Pro/E、ANSYS及ADAMS对盾构刀盘进行三维实体建模、虚拟装配、有限元受力分析、动态性能仿真以及建立可视化刀盘库.对盾构刀盘虚拟样机试制系统的研制将改变我国盾构掘进产品的研制思路,全面提升盾构刀盘的开发速度、设计效率和设计质量,为新型盾构刀盘的设计、制造提供崭新的计算机平台和理论参考.     

砂卵石地层盾构辐板式刀盘的特点及掘进技术

北京地区砂卵石地层均采用土压平衡式盾构机,配置的刀盘主要有辐条式和辐板式两种。对两种刀盘进行对比,说明辐板式刀盘的特点,探讨辐板式刀盘盾构掘进的关键技术,结合北京地铁9号线某砂卵石地层盾构工程,提出了辐板式刀盘的优化措施。