盾构掘进机的发展及应用

盾构掘进机是一种用于隧道和其它地下工程施工的专用机械。在移动式盾壳内装有各种施工机械,工人在盾壳的保护之下进行隧道开挖、土碴排运、盾构推进和衬砌拼装等一系列作业,使隧道一次成洞。图1为全部采用液压操纵的全断面盾构掘进机。工作时,首先开动大刀盘,边旋转边切割土层;进入盾构内的土块卸到刮板输送机上并连续向后运输,通过胶带运输机或土车转送     

日本盾构技术的现状与动向

采用盾构作为施工机械、在地层中修建隧道和大型管道的暗挖式施工法称盾构法。其施工特点是在盾构前端切口环的掩护下开挖土体,在盾尾的掩护下拼装衬砌,挖去前面土体后用盾构千斤顶顶住拼装好的衬砌,将盾构推进到挖去的土体空间内,当盾构推进距离达到一环衬砌宽度后,缩回盾构千斤顶活塞杆进行衬砌拼装再挖至新的进程,如此循环交替,逐步延伸而建成隧道。盾构的基本构造是由壳体、推进设备、衬砌拼装机等组成。其壳体通常为圆筒形的装配式或焊     

盾构选型

盾构掘进机(以下简称盾构)是地面下暗挖施工隧道的专用机械。城市建造隧道采用盾构施工法，几乎已成为一种不可缺少的技术手段。由于盾构掘进时遇到的地质类型相当复杂，既有软土又有岩石，而且不同的地质类型具有不同的工程特性，尤其是对不同土质所采取的开挖方法和对开挖面土层的稳定措施，又具有各自的技术要求，因此只有采用相应合理的盾     

南京过江盾构隧道施工有限元仿真分析

建立了南京过江盾构隧道三维模型,对施工掘进过程进行仿真分析.在盾首和盾尾采用生死单元的方法处理开挖面土体和衬砌单元刚度的变化.结果表明随着盾构机的掘进与盾尾管片拼装的持续进行,衬砌支护作用逐渐生效,变形趋于稳定,新的衬砌管片完成拼装后处于中部的管片应力峰值逐渐减小并最终稳定.     

复兴路隧道南线工程盾构施工技术

以上海市复兴路隧道南线工程盾构施工为例,针对软土地层中盾构施工的难点和特点,如坡度大,地层复杂,桩基下穿越,采用薄壁超宽管片且错缝拼装,穿越江中段,对盾尾密封的要求更加严格等,研究了泥水盾构的施工技术措施和开挖面稳定机理与掘削管理.针对工程难点,采取相应施工技术措施,根据监测数据及时调整施工参数,使盾构施工对建筑物影响降至最低.     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术

现代隧道工程除具备大长深的特点之外,在城市密集区狭小空间内进行超大型隧道施工已成为当前隧道发展的新趋势,土压平衡盾构在城市核心区狭小空间内施工相对于泥水平衡盾构有较大的优势,鉴于城市化建设加快带来的城市密集区修建超大型隧道的广阔市场需求和土压平衡盾构在环境保护等方面的优势,开展超大型土压平衡盾构隧道施工关键技术的研究具有十分重要的意义。针对超大直径土压平衡盾构隧道施工前沿技术,重点开展大直径土压平衡盾构开挖面稳定性控制、同步注浆注浆压力与注浆量双控、盾构姿态与轴线控制、长距离小曲率连续出土、快速均衡化施工等诸多关键技术的攻关,形成了一整套超大型土压平衡盾构施工关键技术。研究成果应用于上海外滩通道工程和迎宾三路隧道新建工程,取得了良好的施工效果。     

软土地层盾构隧道施工引起的地面隆陷研究

 基于Mindlin解,经数值积分求得盾构掘进时切口附加推力、盾壳对周围土体的摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面竖向位移,并以杭州庆春路过江隧道盾构施工引起的地面实测位移对其进行验证。分析结果表明,基于Mindlin解求得的切口附加推力、盾壳摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面位移,与地层损失沉降叠加,可用来预测盾构掘进引起的纵向地面隆陷;盾尾同步注浆所致横断面地面隆起符合高斯分布,考虑注浆所致地面隆起后的修正Peck公式,可预测盾构掘进所致地面隆起,并提高地面沉降参数反分析的精度。     

城市轨道交通软土地层盾构隧道沉降问题探讨

以某市轨道交通二号线为例,采用有限元数值模拟方法并分盾构推进阶段和衬砌拼装完成阶段进行了软土地层盾构隧道沉降问题的探讨.分析结果表明,软土地层中盾构隧道沉降与隧道结构施工及运营安全息息相关,且施工扰动是导致软土地层盾构隧道施工沉降的主要方面,在盾尾注浆施工阶段应使盾尾注浆浆液体积大于盾尾空隙体积,在盾尾脱开阶段应加强同步注浆控制,并在掌握该工程盾构隧道沉降基本规律的基础上加强控制,以保证施工质量.     

城市轨道交通软土地层盾构隧道沉降问题探讨

以某市轨道交通二号线为例,采用有限元数值模拟方法并分盾构推进阶段和衬砌拼装完成阶段进行了软土地层盾构隧道沉降问题的探讨.分析结果表明,软土地层中盾构隧道沉降与隧道结构施工及运营安全息息相关,且施工扰动是导致软土地层盾构隧道施工沉降的主要方面,在盾尾注浆施工阶段应使盾尾注浆浆液体积大于盾尾空隙体积,在盾尾脱开阶段应加强同步注浆控制,并在掌握该工程盾构隧道沉降基本规律的基础上加强控制,以保证施工质量.