富水砂卵石地层大直径盾构近距离穿越建筑物施工技术

依托成都轨道交通17号线一期工程九江北站–白佛桥站盾构区间工程,该工程地层具有高富水、高砂卵石含量、高强度漂石的特点,给大直径(8.634 m)土压平衡盾构机在这类地层施工增加了难度。采用地表注浆预加固、盾构施工参数控制、洞内同步及二次注浆等技术措施,解决了大直径盾构近距(4 m)穿越建筑物施工难题,有效保证了盾构施工的安全,大直径土压平衡盾构机首次在成都富水砂卵石地层超近距离穿越建筑物的成功实施,为同类工程提供了施工经验。     

富水大粒径砂卵石地层盾构施工适应性研究

以兰州轨道交通1号线奥体中心站—世纪大道站区间右线盾构试验段为工程背景,分别采用泥水平衡盾构机和土压平衡盾构机自两端车站始发,直至中间风井汇合进行到达接收,两盾构机全程穿越富水大粒径砂卵石地层,地质环境复杂、施工难度大。通过盾构机掘进参数、盾构施工难点及监测数据进行对比分析,得到了富水大粒径砂卵石地层盾构施工两种盾构工法的不同点及盾构选型依据。     

砂土地层盾构法施工的模型试验设计研究

为更好地指导盾构隧道的设计与施工。很有必要开展土体-盾构系统的适应性试验研究。以直径6．34m的土压平衡盾构和上海地区粉砂地层为参照原型，将相似理论和模型试验的方法成功地应用于盾构掘进的模型试验设计。使之能够实现对盾构机工作参数和地层特性参数进行不同组合的试验，进而探求盾构机与土体相互作用的机理，并可由模型试验的结果来预测原型的性能。从而为最终形成盾构及地层适应性理论服务。     

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。     

复合地层江底隧道盾构选型技术

以合江套湘江隧道为工程背景,依据盾构机选型的一般流程,在深入研究地层岩性、矿石颗粒、穿越地层渗透系数等因素的基础上,针对复合地层中江底盾构隧道施工的实际情况,从机械性能及经济性等多个方面对比分析了泥水平衡及土压平衡两种盾构机的优劣,最终选用泥水平衡盾构施工。     

超大直径土压平衡盾构穿越铁路沉降分析

直径14m以上的超大直径土压平衡盾构下穿越铁路在国内尚没有工程先例.以上海迎宾三路隧道超大直径(14.27m)土压平衡盾构机下穿101铁路为背景,采用PECK法和三维有限元数值模拟方法,研究了盾构斜交下穿铁路的地层变形规律.通过对比分析,列车荷载对地面沉降影响不大,在计算中可以略去.施工时地层损失率宜控制在0.2％以内,结合工程实际情况,分段制定施工措施并推荐施工参数.采用二次补浆的办法,通过设置注浆孔进行压力注浆,成功控制了工后地面沉降.     

泥岩和砂卵石交互地层盾构施工参数优化研究

在交互地层中进行盾构隧道施工是一种常见的隧道开挖工程,而盾构施工参数应与开挖地层条件相互适应。为了研究在泥岩和砂卵石交互地层中盾构施工参数的选取区与优化,文章以成都轨道交通10号线双流机场2航站楼站—双流西站盾构区间二期工程为背景,提取成都地铁盾构区间隧道下穿机场滑行面施工现场盾构机记录数据,通过数理统计方法分析了5个现场实测盾构施工参数的变化规律,结合相似工程和实际地质条件确定了各施工参数的控制范围,盾构机总推力为10～15 MN,刀盘扭矩为2.5～4.6 MN·m,掘进速度为20～50 mm/min,刀盘转速为1.0～1.5 r/min。     

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.     

砂土地层盾构隧道施工对地层扰动的室内掘进试验研究

土压平衡式盾构机在穿越流塑性差、渗透系数大的砂土地层时容易对隧道周围土体产生扰动,导致地表沉降不易控制和作用在衬砌结构上的土压力发生改变。针对地铁盾构隧道穿越砂土地层引起的地层扰动,采用一种能完全反映盾构隧道动态施工全过程的分析方法尤为重要。以城市地铁盾构区间隧道施工采用的土压平衡式盾构机为原型,研制 800 mm土压平衡式模型盾构机,该机主要包括推进机构、掘削机构和出土机构,能实现盾构始发、刀盘切削、螺旋出土、管片拼装等主要功能,以此开展砂土地层中盾构施工的室内掘进试验。试验过程中对盾构掘进引起的地层沉降及衬砌结构上的土压力进行量测,分析地层沉降形态和衬砌结构上土压力的分布形态,同时将试验结果同理论计算、数值分析及现场资料进行对比。研究结果表明,土体性状和盾尾注浆对地层沉降具有重要影响,地层损失是地层发生沉降的主要原因。未注浆情况下盾尾脱环引起的地表沉降值占总沉降值的60%以上,且由于未注浆而增大的地表沉降所占比例为20%～30%,沉降时程曲线具有阶段性和时效性。地表沉降槽宽度系数i与现场测试数据具有一致性。衬砌结构上的土压力分布类似于上下端为长半轴、左右端为短半轴的椭圆形,数值上试验实测值较理论计算值要小。     

北京地铁新机场线大直径盾构机高效掘进选型研究

以北京地铁新机场线一期工程04标盾构隧道区间为例,阐述了以大直径土压平衡盾构机在均一软土地层长距离高效掘进为主要目标的盾构机关键系统的选型,从盾构施工工艺流程和施工组织模式的需要,计算并确定了盾构机关键系统技术参数和结构形式,并取得了成功的工程应用,为类似地层和直径的盾构机选型提供了借鉴和参考。     

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。     

富水圆砾卵石地层盾构被动常压换刀地面加固技术

盾构机在推进至富水承压圆砾卵石地层时,由于地层条件突变,导致盾构机被困而无法推进,开舱换刀面临地层自稳性差及地下水的双重干扰。基于此,结合实际工程案例,提出成套盾构被动区换刀地面加固施工方案,采用袖阀管进行压密注浆并在适当位置设置斜孔,为富水承压圆砾卵石地层停机开舱换刀问题提供新的解决方案与技术支撑,该技术可为今后类似地层的盾构换刀施工提供参考。     

土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验

土压平衡式盾构掘进过程是一个多系统综合运作的复杂力学过程。为实现土压平衡盾构掘进过程的相似模拟,设计制造能够完成掘削面开挖、螺旋出土器出土、盾构机推进、管片拼装、盾尾注浆等全过程模拟的土压平衡式模型盾构机。其次对盾构-地层系统的相关参量进行甄别,选出对试验结果有重要影响的参量,同时基于相似理论,通过量纲分析的方法得到盾构-地层系统的相似准则。基于该相似准则,进行土压平衡式盾构掘进过程的室内相似模型试验,获得土压平衡式盾构掘进对地层影响的一般规律,该试验结果经过相似关系换算后可直接反映出原型中的实际地层沉降量。这种能够实现掘进全过程模拟的土压平衡式模型盾构机为深入研究盾构施工对地层及周围环境的影响提供新手段。     

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.     

砂土地层土压盾构隧道施工掌子面稳定性研究

土压平衡盾构在自稳性较差的砂土地层施工时若仓内支护压力过小可能诱发掌子面失稳,应引起高度重视。采用三维离散元方法分析了砂土地层土压盾构掘进与停机状态下的掌子面稳定性。研究建立了较为精细的土压盾构机模型并引入盾构动态施工过程,充分考虑了刀盘旋转切削土体与面板支撑对掌子面的影响,探讨了刀盘型式、隧道埋深以及刀盘转速等因素对掌子面极限支护压力与失稳区分布的影响规律,并从细观角度解释了砂土地层土压盾构隧道掌子面失稳机理。与既有研究相比,本文考虑了土压盾构动态施工对掌子面稳定性的影响,更加接近工程实际,研究成果可为确保砂土地层土压盾构隧道施工掌子面稳定提供参考。     

精细化管理在盾构施工中的应用

以广州地铁复合地层土压平衡盾构施工的实践为基础,结合盾构穿越敏感建筑物的正反两方面的经验和教训,分析和强调了精细化管理在盾构施工中的应用,对类似施工环境中盾构机施工具有重要的借鉴意义和指导作用。     

土压盾构技术在我国地铁隧道工程中的应用和发展

介绍了我国城市地铁隧道工程应用土压盾构技术的概况,简述了土压盾构的机理和适用地层,分析比较了我国各种地层条件下土压盾构机型和辅助施工技术的异同,指出了土压盾构技术在地铁隧道工程中的发展前景。     

土压盾构穿越复合地层技术

对于由砂卵石和泥岩组成的复合地层,盾构施工的困难很多。文章以成都地铁3号线为例,探讨了在复合地层施工时,对土压平衡盾构机的适应性改造和相应的土体加固措施,可为类似地层的施工提供参考。     

富水砂卵石地层土压平衡盾构掘进渣土改良技术

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层掘进过程中,由于土体流塑性差,土舱内的渣土无法及时排出,导致推进速度缓慢,盾构推力及刀盘扭矩增大等现象,易出现地表塌陷事故.为此,文章以成都地铁17号线一期项目盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫剂或泡沫剂+膨润土作为土体改良剂对砂...