盾构始发中水平冻结法的应用

结合施工实例简单介绍了盾构始发端头水平冻结方案以及施工要点;详细叙述了上海某盾构工程在冻结土体中盾构始发时应采取的特殊措施和控制冻结和解冻过程中的地表隆起和沉降的方法。     

海底盾构修复冻结加固技术

在海底故障盾构修复施工中,在盾构切口前方采用双排冻结管和盾构两侧的辅助冻结管进行垂直局部冻结加固土体,使盾构前方形成罩形冻土帷幕,将切口端的漏水通道冻结封闭,为隧道清泥排水和盾构修复提供保障。考虑到海水含盐具有冻土帷幕厚度减小、冻土强度下降等对冻结的不利影响,对冻结方案进行了专门设计与冻结及施工过程的实测研究。通过对冻土温度监测数据的计算和分析,表明罩形冻土帷幕在海底盾构修复中取得了良好效果,验证了该冻结方案在海底盾构隧道修复中的可行性。     

封闭环境下冻结法辅助钢套筒盾构施工关键技术研究

以苏州地铁5号线塔竹区间隧道工程为依托,依据工程特性,介绍了冻结设计原理和钢套筒应用原理,对水平冻结法端头加固、钢套筒组装、钢套筒辅助盾构施工及洞门密封、封闭车站盾构暗掉头等施工关键技术进行了详细阐述,并对冻结法施工进行了数值模拟,分析了积极冻结期冻胀位移变化。实践表明:在盾构接收和始发前,通过采用冻结法对盾构接收和始发井范围内的土体进行加固,达到了降低土体渗透性和提高土体强度的双重目的,降低了破除洞门时土体自立性差带来的风险;钢套筒的密闭空间提供平衡掌子面的水土压力,很大程度上降低了盾构接收时涌水涌砂风险。     

盾构出洞PVC免拔管法水平冻结施工工法研究

近些年,随着城市轨道交通建设的飞速发展,地下车站结构(盾构工作井)越来越深度化。如何确保盾构始发时盾构前方土体的强度及自立性,成为轨道交通建设者必须要处理好的问题之一。在盾构始发施工过程中,地基加固采用水泥系和冻结系相结合的方式,而冻结系地基加固采用水平冻结法且首次采用高分子材料PVC冻结管,经过水平冻结孔施工、管路连接,羊角安装、测斜打压试验、冻结站安装及调试、积极冻结及维护冻结等一系列施工工艺,来保证盾构出洞口地基冻土的加固效果,确保盾构顺利出洞。通过研究PVC冻结工艺的加固效果,并与传统采用碳素钢管工艺进行比较,分析碳素钢管与PVC管对冻结法施工工艺的利弊影响,得出了一些可靠的试验结果,可以为后续冻结法施工工艺深入研究提供宝贵经验。     

琼州海峡隧道盾构对接冻土帷幕温度场数值分析

盾构对接冻结法加固时,确定冻结方案、掌握冻土帷幕温度场发展与分布规律等是需要解决的关键问题。依托琼州海峡隧道盾构对接工程,运用有限元软件建立直管冻结和半圆环形冻结两种数值模型,对冻土帷幕温度场的发展规律进行研究,主要得出:两种模型冻土帷幕在各个切片上都能满足设计要求,故在琼州海峡隧道盾构对接时采用冻结法加固是可行的;随冻结时间的增加,两种模型的冻结壁都是以冻结管为中心开始生成并慢慢相交,最后形成封闭的冻土帷幕以达到止水支护效果;直管冻结的冻土帷幕生成时间更短且最终生成的冻土帷幕厚度更厚。所得结果可为今后类似工程设计提供了参考依据。     

密实砂砾地层盾构刀具磨损分析及优化措施

为了解决盾构在密实砂砾地层中掘进容易造成刀具严重磨损的问题,以国外某穿越密实砂砾地层的城市地铁施工项目为背景,对盾构在区间出洞检修时刀盘刀具的实际磨损情况进行统计,采用对比分析的方法,研究了刀具磨损原因和磨损规律.针对性地提出了盾构在密实砂砾地层中掘进时,通过采用高耐磨性滚刀刀圈、降低中心滚刀启动扭矩等方法来减少刀具磨...     

土体冻结加固下盾构进洞风险控制技术

土体冻结法是盾构进出洞较为常用的加固方法。以上海某地铁工程施工在盾构进洞时发生的洞门渗漏和排险为实例,简述土体冻结加固状态下盾构进洞的风险控制技术。实践证明:该技术措施有效并能及时地控制盾构下沉,因此,具有一定的参考借鉴意义。     

怎样拔除冻土帷幕中的冻结管

在地铁工程施工中,经常使用冻结技术进行土体加固,如盾构始发、接收端头井加固、盾构推进区间障碍物的清除、地铁车站或区间的修复等工程。加固完成之后,为不影响后续工序的施工,需将冻结加固时用的冻结管拔出,恢复原有地层工况,但在拔管施工中经常会发生冻结管拔断、拔不动等情况,严重影响冻结施工效果。笔者多年从事冻结拔管施工,总结出一套切实可行的冻结拔管施工技术。     

冻结技术修复跨海盾构透水事故

某海底盾构隧道工程在盾构穿越海底时,由于盾构格栅故障出现涌水涌砂,大量泥沙、海水涌入隧道。为使盾构能恢复推进,运用冻结技术在盾构切口处形成冻土墙使隧道同海水隔离,然后清理隧道内泥沙、修复盾构,恢复推进。     

复杂地层盾构刀盘磨损处理技术

以土压平衡盾构刀盘故障磨损案例为背景,介绍了盾构在南京上软下硬地层的掘进过程中刀盘和刀具出现异常磨损的情况.分析了刀盘磨损故障的原因,并通故障处理过程的探究,为盾构在上软下硬地层中修复刀盘磨损提供了一定的借鉴.     

土压平衡盾构刀具研究现状

刀具是盾构的关键零部件,其在工作状态下的磨损对盾构的施工效率和施工质量有直接影响.总结近年来有关盾构刀具的研究成果,介绍盾构刀具的类型、结构和材质,分析滚刀和切刀在掘进中的运动状态、受力和磨损机理,重点阐述地质条件、刀具参数和掘进参数对刀具磨损的影响规律,并提出减少刀具磨损的具体措施.     

冻结条件下盾构掘进引起建筑物位移特征研究

盾构掘进过程中不可避免地会遇到下穿既有建(构)筑物等情况,因此对于建筑物的竖向位移和倾斜的控制尤为重要.通过建立数值模型模拟盾构掘进过程,分析盾构掘进过程中建筑物竖向位移的数值模拟结果与现场实测结果,得出了在冻结层和非冻结层进行盾构掘进引起建筑物产生竖向位移的原因;通过模拟盾构掘进过程,预测了后续掘进过程中建筑物的竖向...     

杯形水平冻结法端头加固联合钢套筒盾构接收技术研究

由于某地铁车站区间工程特殊地质条件和施工环境限制,对盾构接收采用杯形水平冻结法端头加固联合钢套筒的施工方法,介绍了端头土体加固设计、盾构接收方案比选、冻结方案设计及钢套筒接收施工流程,并详细分析冻结法与钢套筒相结合的盾构接收效果和施工中的重难点。该法有效避免了盾构接收过程中涌水涌砂风险,确保盾构接收安全。     

大直径泥水盾构常压可更换滚刀非正常磨损成因分析及应对措施

为明确大直径泥水盾构常压可更换滚刀非正常磨损的成因,解决大直径泥水盾构在复合地层中掘进时滚刀非正常磨损的问题,以武汉地铁某越江隧道工程为研究背景,总结了该工程盾构在上软下岩复合地层中掘进时滚刀非正常磨损类型,基于工程基本情况,分析了造成滚刀非正常磨损的原因。从滚刀的设计装配及选型、滚刀的配置及安装工艺、盾构施工参数3个方面提出了具体的改进措施,后期施工表明:采取的措施可有效延长滚刀使用寿命,改进效果十分显著。     

两种加固方法在超大直径盾构出洞中的应用比较

上海上中路盾构隧道盾构外径14.87m,南线盾构出洞采用冻结法加固,北线采用深层搅拌桩加固土层、高压旋喷桩+井点降水工法抗渗.从强度安全性、抗渗性能、沉降变形、成本、工艺及设备6个方面,比较了两种盾构出洞加固工法的优缺点.分析结果说明,冻结法加固的强度高、密封性好,而高压旋喷桩+深层搅拌桩+降水工法的沉降小、工艺相对简单、工期短、成本低,并提出可以利用高压旋喷桩+深层搅拌桩加固土体,利用液氮冻结密封水的出洞新思路.     

冷板冻结冻土温度场数值模拟与实测研究

针对盾构接收时洞门位置地下连续墙与地层交界面突发涌水的情况,采取留置盾壳、盾壳内敷环形冻结管形成冷板传递冷量的方式,对盾壳外侧地层进行冻结,形成环形冻结壁封堵导水通道。采用ANSYS软件对冷板冻结设计方案进行仿真模拟分析,研究冻结温度场变化规律及冻结壁温度分布特征。研究结果表明,仿真模拟与现场实测冻结壁的发展相近,冷板冻结可有效加强土层与盾壳交界面的冻结效果,提高施工安全水平,提升盾构进洞应急处置能力。     

大直径盾构出洞冻结法技术研究

上海市上中路越江隧道南线隧道盾构出洞工程,使用14.87m泥水平衡盾构,出洞段穿越软弱淤泥,采用人工冻结法施工。文章对盾构出洞冻结法设计、施工、监测做了介绍。     

无水砂卵石地层盾构刀具磨损状态和规律的技术研究

本文介绍了北京地铁十号线二期17标火器营站～终点站区间及长春桥站～火器营站区间无水砂卵石地层盾构施工采取的措施.展示了无水砂卵石地层对盾构刀具的磨损情况,并讨论了刀具磨损的规律及刀具磨损与施工参数的关系.施工前对刀盘进行合理改进,施工中严格控制掘进参数,有效控制地表沉降、维持开挖面稳定,减小刀具磨损.最终使盾构顺利完成无水砂卵石地层施工,并对今后盾构在此类地层中施工提供借鉴.     

砂卵石地层盾构刀具动态磨损分析

减小盾构刀具磨损,是保证土压平衡盾构长距离掘进的重要措施.砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此种地层条件下掘进,盾构刀具磨损严重.采用最新动态监测装置,对北京地铁四号线四标角门北路站～北京南站区间隧道盾构刀具进行磨损监测,利用最小二乘法对监测数据进行回归分析.以刀具磨损系数为因变量,以千斤顶掘进速度v、千斤顶推力F、刀盘转速n以及刀盘扭矩T等掘进参数为自变量分别建立回归表达式,在此基础上提出掘进参数的合理选择范围,并建立刀具磨损量与掘进距离的拟合表达式,为工程实际中减小刀具磨损及预测盾构在类似地层条件下的最长掘进距离等提供理论依据.研究结论对于类似地质条件下盾构选型和实际施工有一定的指导价值.     

盾构进洞加固PVC冻结管力学性能试验研究

基于盾构进洞地基冻结法加固免拔管的需要,选取PVC塑料管作为盐水冻结管,开展了PVC管(接头)在冻结过程中的抗弯强度和挠度、拉伸剪切强度、水密耐压、温度应力试验研究,得出PVC管(接头)抗弯强度随冻结温度降低而增大,挠度随冻结温度降低而减小的结论。-30 ℃低温冻结比常温下抗弯强度平均增加了9.4%,挠度平均减小了74%;PVC管接头拉伸抗剪强度大于2.48 MPa。运用数值模拟方法,分析得出盾构进洞水平冻结加固工况下PVC冻结管最大弯曲应力、剪应力和位移值,与试验得出的PVC管强度和挠度值进行了安全度校核,现场试验也验证了PVC冻结管的水密性和可切割性。因此,PVC冻结管在盾构进洞盐水水平冻结工程中应用具有可行性。