高粘性陶瓷土地层中泥水盾构施工技术

泥水盾构在高粘性的陶瓷土地层掘进时易发生刀盘结泥饼和土块堵塞环流管路等现象，严重影响了盾构施工效率和开挖的安全。本文通过工程实例介绍了该种地层中泥水盾构施工的一些技术措施。     

膨胀性粘土中大直径泥水盾构施工关键技术

扬州瘦西湖隧道采用泥水盾构法施工,穿越地质为全断面膨胀性粘土,地层呈中膨胀性,遇水易崩解,粘结力强,易粘结成团,颗粒微细,泥浆量大。通过对该地层的特性分析,采取盾构刀盘冲刷系统和泥水循环系统改造措施,增设大块分离功能,采用多级分离,长距离管道输送,多级沉淀等方法,有效解决了大直径泥水盾构在全断面膨胀性粘土掘进粘刀盘,结泥饼,掘进困难,泥块泥团难输送,泥水难分离等施工难题,使泥水盾构首次在该地层得到成功应用,提高了掘进进度,保证了工程顺利实施。     

超大直径泥水盾构常压刀盘防结泥饼措施的探讨

以某海湾隧道超大直径泥水盾构为例,主要研究分析超大直径泥水盾构常压刀盘泥饼形成原因和防治解决措施。从盾构施工时穿过的地质、盾构选型、施工掘进参数控制、泥浆参数等方面,对超大直径泥水盾构结泥饼采取的一些方法进行分析和总结,对超大直径泥水盾构常压类刀盘防结泥饼做出合理的建议。     

盾构机泥浆堵塞的形成机理和解决方案

武汉地铁3号线某标段右线过江隧道盾构在泥岩地层掘进施工中发生了严重的刀盘堵塞现象。对造成盾构刀盘堵塞的地下强风化泥岩进行了全面的分析和试验,推测出蒙脱土是地下泥岩黏附盾构刀盘、难以出土的根源。进一步分析了泥饼形成的机理并模拟了刀盘堵塞现象,解决了泥水盾构施工过程中刀盘表面结泥饼,刀头、刀口堵塞的问题。     

泥水盾构过赣江泥质粉砂岩段的掘进技术

以南昌轨道交通1号线海瑞克泥水盾构过赣江工程为例,通过分析总结泥水盾构过赣江掘进时易发生结泥饼、出碴不畅等现象,从设备自身和施工方面想办法,最大限度地防治结泥饼和积碴现象,可显著提高盾构掘进效率、降低施工成本,具有深远意义。     

大直径泥水盾构在上软下硬岩性多变地层中的适应性设计

大直径泥水盾构在上软下硬岩性多变地层长距离掘进时,容易出现沉降控制难、盾构姿态不易控制、刀具磨损严重和刀盘结泥饼等现象。以环城北路—天目山路提升改造工程01标段为工程依托,针对工程盾构直径大、盾构隧道穿越地层变化大和上覆土浅的特点,从盾构隧道刀盘选型、刀具布置等方面对盾构机进行针对性设计,总结了上软下硬岩性多变地层盾构选型的具体措施,有效提高施工效率,降低带压换刀的风险,保证施工质量,显著提高经济效益和社会效益。     

大直径泥水盾构长距离穿越粉质黏土层施工难点及对策

在大直径泥水盾构施工中,粉质黏土层施工一直是困扰行业的难题,尤其在长距离掘进施工中泥浆指标恶化快,进而出现出渣困难、刀盘结泥饼、泥浆泵易损坏等问题,导致盾构机施工负荷增加、效率严重降低。郑州新郑机场至郑州南站城际铁路盾构隧道作为我国首台大直径泥水平衡盾构机长距离粉质黏土层施工工程,工程实施过程中技术人员通过优化设备选型、创新施工技术、加强施工管理克服了管片上浮、刀盘结泥饼、泥浆泵故障率高等困难成功摸索出一套大直径泥水平衡盾构机长距离粉质黏土层施工经验,对后续同类项目有一定的借鉴意义。     

复杂地质条件下双模盾构始发掘进与设备优化

相比常规的土压平衡盾构和泥水平衡盾构,土压泥水双模盾构能够更好地适应复杂地层的掘进施工。以广州某盾构施工区间的泥水土压双模式盾构（简称为双模盾构）为背景,对富含粒砂层、黏土层、灰岩及断裂带等复杂地层始发阶段盾构的掘进情况进行分析,并针对出现的问题提出设备优化改进措施,可为土压泥水平衡盾构在复杂地层掘进施工提供参考依据。     

谈土压平衡盾构粘土地层渣土改良技术

在粘土地层中进行土压平衡盾构施工易造成掘进效率低、设备损害大,甚至刀盘结泥饼等问题。结合无锡地铁3号线旺庄路站—黄山路站区间穿越全断面粘土层盾构施工案例,提出了盾构在粘土地层中掘进采取的渣土改良技术措施与盾构推进参数,为今后类似工程提供参考和借鉴。     

天津富水粉土地层盾构机选型研究

复杂多样的地质条件决定了每个工程的盾构施工要面临独特的施工重难点,也对盾构机的合理选型提出挑战.文章针对富水粉土地层条件下施工所用盾构机选型问题进行研究,以天津某地铁盾构隧道项目为依托,在分析地质水文条件基础上,结合小半径转弯、刀盘结泥饼、富水地层掘进、液化地层掘进和下穿复杂管线和构筑物基础等施工重难点,选择2台土压平...     

黏性地层面板式土压平衡盾构刀盘泥饼堵塞试验研究

面板式土压平衡盾构机在黏性地层中掘进时刀盘容易出现结泥饼问题,泥饼形成后会覆盖刀具、堵塞刀盘开口,从而降低刀盘的掘进效率,甚至使得盾构机完全丧失掘进能力,给盾构隧道施工带来严重影响。首先介绍了刀盘与土颗粒之间的黏附机理,通过自制的面板式刀盘掘进模拟装置开展了室内试验,研究了盾构掘进速度和刀盘扭矩的变化规律及其与刀盘堵塞之间的相关关系。研究表明:刀盘堵塞是一个连续渐进的过程,土颗粒首先在刀具密集处黏附聚集,然后逐渐扩大形成泥饼;泥饼形成后会覆盖刀具,降低刀具对地层的贯入度,并堵塞开口,降低渣土通过效率;在掘进参数上面主要体现为刀盘扭矩增大、盾构掘进速度减慢、排土顺畅度降低;刀盘开始结泥饼后,刀盘扭矩的增长符合三次多项式函数关系,掘进速度呈指数型降低;试验同时表明,土体含水率对刀盘结泥饼及堵塞具有显著影响,当其接近塑限时,泥饼最容易形成,盾构掘进效率最低,刀盘开口堵塞风险最大。研究成果对于评估黏性地层面板式土压平衡盾构掘进刀盘结泥饼及堵塞的风险具有借鉴意义。     

粉砂地层泥水盾构刀盘脱困工程实例分析

 杭州粉砂地层中,杭州沿江大道运河隧道工程施工中因泥水盾构刀盘被砂土裹牢受困无法转动而被迫停工。分析该工程盾构刀盘受困的原因,介绍处理措施及其环境影响,在此基础上提出预防泥水盾构刀盘在砂性土层掘进束缚受困的措施。分析表明：泥水盾构刀盘粉砂土地层中束缚受困后,切口正前方地面开槽,通过高压喷射水流冲射刀盘上附着砂土使其离散脱落的措施是安全可行的;开槽时应加强对周围环境的监控,避免开槽引起周围土层和已建成隧道结构的位移过大。泥水盾构在粉砂土层中掘进时,为避免刀盘被砂土束缚而无法转动,应保证泥水循环的通畅连续,确保泥膜质量,并适当提高泥水压力以维持开挖面稳定,提高泥水携带砂土的能力;盾构非掘进状态下,应定时转动刀盘,避免长时间停机、开挖面无泥水循环时砂土塌落沉淀附着刀盘。     

泥岩地层中泥水盾构掘进施工技术

以武汉地铁3号线7标施工为例,总结泥岩地层中泥水盾构掘进施工的经验。结合施工中遇到的问题,针对泥岩地层中刀盘结泥饼、舱内滞排、刀盘扭矩大、掘进速度慢等问题,查找原因,提出处理措施,总结实践经验并进行探讨,为其他类似工程中遇到的类似问题的处理提供参考。     

南京长江漫滩区软硬不均地层盾构掘进关键技术

结合南京地铁3号线TA03标京新村站-泰冯路站区间土压盾构施工工程实例，通过分析土压盾构在长江漫滩区软土和软硬不均地层的施工重难点及掘进应对措施，最大限度防止地表沉降、结泥饼和喷涌及降低刀盘异常磨损来提高掘进效率、降低施工成本，为后续在类似典型地层中盾构施工提供借鉴和参考。     

大直径泥水平衡盾构长距离穿越长江上软下硬复合地层施工技术

文章总结了盾构长距离穿越上软下硬地层的施工技术,从刀盘刀具配置、掘进参数控制、管片拼装、同步注浆等方面提出了大直径泥水盾构穿越上软下硬地层中的掘进技术控制,对复合地层大直径泥水盾构穿越技术提供技术参考。     

盾构刀盘结泥饼问题相关研究

盾构掘进时刀盘结泥饼是工程界不可忽略的世界性难题。为了解泥饼形成机制和不同因素对其影响，针对泥饼成因和泥饼防治进行总结。文中通过总结国内外学者关于刀盘结泥饼问题的成果，和对国内外关于泥饼成因、防治和处置的研究动态和研究方法。从液相迁移和“固体桥”的微观角度对泥饼形成机制进行解释，讨论了现有泥饼防治技术及其应用情况，泥饼处置的相关研究。在对关键问题分析的基础上，总结了已有研究的思路和方法及存在的局限性。展望了盾构穿越黏土地层结泥饼问题的发展方向，指出了复合地层结泥饼问题将会是未来研究的重点，提出了孔隙比在直剪试验中的重要性。     

泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量

泥水盾构掘进过程中,由于泥水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透特性以及泥水的流体力学性质,导致泥浆向开挖地层渗透,逐渐形成泥膜。泥膜不但起到“止水”的效果,而且本身也具有一定的力学性质。本文以过滤模型为基础,假设泥膜为弹性介质,利用弹性模量的定义,求解出了泥膜的弹性模量。随着开挖面的掘削,泥膜随着时间不断的形成,其弹性模量也随着时间发生变化。泥膜弹性模量的求解使得泥水盾构正面稳定的判断更加的准确,盾构施工参数的控制更加科学。     

扬州瘦西湖盾构隧道施工关键技术与实测分析

扬州瘦西湖盾构隧道工程全长1 275 m,采用φ14.93 m的泥水盾构机施工,是我国迄今为止在膨胀土地区进行的最大盾构施工工程。为了解决盾构刀盘易结泥饼、泥水舱及管道易堆积堵塞、刀盘扭矩大、盾构推进速度慢,泥水分离困难等一系列施工难题,对施工盾构机进行了改造。并研究了大曲率小半径曲线上精准接收技术、盾构管片高精度量测等施工关键技术,使盾构得以成功穿越膨胀土地层。     

泥水平衡式盾构模拟试验系统的研制与应用

为了探究泥水盾构水下掘进控制和泥水平衡机理等问题,在调研国内外模型盾构设备的基础上确定泥水盾构的基本参数和工作模式,研制出泥水平衡盾构模拟试验系统,包括模型箱、盾构机总成、推进机构、液压动力系统、操作系统、深冷装置等主要部分。该系统可对最高100 m水头条件下泥水平衡盾构施工的主要过程进行模拟,可较真实地再现泥水平衡盾构掘进过程中泥膜的动态形成过程,从而阐明水土压力平衡的机理等关键技术问题,并可为泥水平衡盾构的设计和控制提供重要参数。以砂卵石地层为例配制相似地层和泥浆,并进行盾构试掘进,对设备的功能性进行验证,并初步研究了泥水盾构掘进过程中地表位移的时空变化规律和地层中泥膜的形态。结果表明,由于刀盘无超挖且地层开挖后直接由盾壳支撑,土体移动受到限制,地层变形主要由开挖导致的应力释放产生。排渣装置长度较长,可暂存的渣土量多,使得盾构通过前地表沉降随顶推力和刀盘、排渣装置转速的增大而增大;盾构通过后的地表沉降则由于盾壳与土体的摩擦作用有所减小。在盾构刀盘前方,泥浆渗入地层的范围大致关于盾构轴线对称,泥膜形态呈倒扣的"锅底"形分布,其范围约占刀盘外径的20%~43%。     

复合地层地质条件下复合式土压平衡盾构机刀盘泥饼防治

盾构在全~强风化的泥岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩的复合地层中施工,刀盘极易发生结泥饼现象,从而导致刀盘刀具非正常磨损、施工效率大幅降低等严重后果。以南京地铁4号线12标灵山站—东流站区间盾构隧道施工为例,从水文地质条件、盾构机选型及施工过程控制等方面对刀盘结泥饼的原因进行分析,提出了泥饼防治措施和解决思路,提高了复合式土压平衡盾构机在复合地层中施工的整体适应性,为以后解决此类问题提供了参考。