昆明某下穿隧道方案研究

以昆明广福路下穿隧道为工程背景,结合圆形与矩形盾构隧道方案研究,介绍了矩形盾构隧道的优缺点及其施工工艺。与圆形盾构隧道相比,矩形隧道埋深浅、空间利用率高、开挖面积小,能更好地保护地下空间资源,降低综合成本。矩形盾构隧道常用的施工工艺有偏心多轴式(DPLEX)盾构、摆动型盾构(WCS)、MMST工法、以及大断面矩形隧道现浇衬砌同步施工技术等。     

大断面矩形盾构机的工程应用

矩形隧道断面相较于圆形隧道断面具有空间使用率高、可进行浅覆土施工的特点。但由于现代隧道的矩形断面结构正朝着大截面、长距离、曲线的方向发展,以往的矩形顶管施工已越来越难满足日益增加的大矩形断面结构施工需求,故矩形盾构隧道法施工应运而生。以上海虹桥临空11-3地块地下连通道工程为背景,对大断面矩形盾构设备进行了介绍,并对矩形盾构法隧道推进施工中的土压力管理、侧向偏转控制技术进行了阐述,可为类似工程提供借鉴。     

设备材料

正国内首台自主知识产权类矩形盾构顺利始发2015年11月30日,由隧道股份上海隧道工程有限公司研制的类矩形盾构"阳明号"在宁波轨道交通3号线工地顺利始发。这是中国第一台自主知识产权的类矩形盾构,也是目前世界最大断面的土压平衡类矩形盾构。与传统圆形盾构施工一次推进只能成形一条隧道不同,这台断面为11.83 m×7.27 m的土压平衡类矩形盾构开掘出的隧道可容纳一来一去2条地铁线,极大地节省了工期,并高效地利用了地下空间,     

大截面矩形盾构推进对地表环境的影响评估

随着地下通车道成为缓解城市交通压力的有效途径,大断面矩形盾构在软土地区发展潜力巨大.以此为背景,介绍了矩形盾构的特点及适用范围,并通过有限元数值模拟,研究了大断面矩形盾构推进方式对地表环境的影响,为控制地表沉降、推进施工参数的合理取值,提供了理论依据.     

用于大截面矩形地下空间施工的行星式矩形掘进机

大断面矩形地下空间施工,在城市苛刻的施工条件下,顶管施工具有非常大的优势。相比传统圆形掘进机,要设计能够切削出矩形断面的掘进机。介绍了采用行星齿轮结构的顶管掘进机,利用行星齿轮机构以及三辐条式星形刀盘运动配合,切削出矩形断面。在行星式矩形掘进机的相应性能测试中,根据试验结果,行星式矩形掘进机满足所需性能指标,在工程实例应用中也满足各项工程所需的性能指标。     

矩形地下隧道设备与施工技术研究

对矩形断面地下结构的技术特点和国内外矩形隧道施工设备与技术进行了分析与总结，结合工程实例对矩形隧道掘进机的设计、制造和施工技术进行了研究，为推广矩形地下空间开发做好了技术准备。     

超大矩形盾构适应性设计与施工对策

在分析郑州市中州大道下穿隧道工程地质条件及特点的基础上,对其所采用的两台超大矩形盾构进行了选型分析和适应性设计,并针对该隧道施工可能遇到的工程重难点,从超大断面矩形盾构施工沉降控制等方面提出了应对措施。     

特大断面矩形顶管管节受力分析与设计

在城市地下隧道工程中,矩形顶管由于其断面空间利用率更优,又兼顶管暗挖工艺优点,近年来得到了大量的应用。目前最大矩形顶管断面宽度在10m级别,仅可满足两车道机动车通行功能,在顶进机械研发、设计与施工技术等方面,更大断面规模的矩形顶管亟待突破和发展。当矩形顶管宽度达到15m级别时,可满足三车道机动车通行功能,此时管节跨度相较10m级别矩形顶管增大50%,断面面积增大100%,重量增大60%,对特大断面矩形顶管管节设计提出更大技术难题。以嘉兴市南湖大道下穿工程为背景,对三车道特大断面顶管管节的内轮廓、各施工阶段管节受力工况等进行分析研究,为特大断面矩形顶管的推广应用提供设计参考。     

大断面矩形盾构刀具修复技术

结合新加坡地铁汤申线T221和乐路车站非开挖地下通道项目,大断面矩形盾构机掘进过程中遇到不明地下障碍物,导致刀具脱落、破损等状况,根据开仓后刀具实际损坏情况,通过分析和计算,尽可能减少土仓内开挖等工作量,成功修复受损刀具,并完成后续100m隧道掘进。同时对大断面矩形盾构的刀具修复方法进行了分析与总结。     

类矩形盾构法隧道在宁波轨道交通建设中应用

类矩形盾构法隧道在断面空间利用率上存在较大优势,在相同覆土下,较圆形隧道更具有适用性,但因其结构受力和变形、盾构机推进控制、矩形管片拼装等技术难题,未能得到有效发展。以宁波市轨道交通L3一期出入段线矩形盾构隧道工程试验段为背景,通过类矩形盾构隧道结构、设备、施工综合技术的整体研发,给出类矩形盾构法隧道技术体系合理的研究方案和部分科研成果展示,最终实现独立自主从设计、装备、施工一体化开发类矩形盾构法隧道技术体系,为矩形盾构法隧道建设的进一步开展提供技术支撑。     

土压平衡式矩形顶管在深覆土中的施工

近几年来,随着市政工程建设的高速发展,地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。特别是加上隧道掘进技术的日益提高,地下结构的断面尺寸越来越大,同时为了提高地下空间的使用率,采用矩形截面的形式,并为矩形顶管的应用创造了时机和条件。土压平衡式矩形顶管顶进工法是利用土压平衡矩形顶管机完成矩形断面的隧道工程。其特点为:1)在同等截面下,矩形隧道比圆型隧道能更有效地利用地下空间,减少工程造价。2)利用土压平衡矩形顶管机可对矩形断面进行全面切削,保持土压平衡,对周围土体扰动小,能更有效的控制地面和管线沉降。3)在管线不搬迁,道路不翻浇前提下,不影响道路的安全畅通。4)在同等施工条件下,无噪音、无环境污染,不影响周围居民生活。     

2016第三届中国盾构工程技术学术研讨会暨地下空间综合管廊施工技术论坛在北京成功召开

<正>2016年12月3日至4日,由北京盾构工程协会组织并与北京市轨道交通建设管理有限公司、北京城市快轨建设管理有限公司、北京建筑大学、盾构及掘进技术国家重点实验室、装备再制造国防科技重点实验室、国家盾构机/TBM隧道掘进机工程研究中心及全断面掘进机国家重点实验室等单位联合主办的"2016第三届中国盾构工程技术学术研讨会暨地下空间     

大断面类矩形盾构隧道管片接头极限抗剪切承载力试验研究

类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究。文章以某大断面类矩形盾构隧道为原型,以混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对其抗剪切性能进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了剪轴比(接头剪力/轴力)-相对错台量关系等整体力学响应特性,得到了剪力-螺栓应变曲线和剪力-混凝土表面应变等局部力学响应特性,并引入数字照相分析技术(DIC)对接头结构的开裂破坏全过程进行记录,分析剪切裂缝的扩展规律,最后对结构的抗剪承载性能进行评价。基于试验数据总结了管片错台随剪轴比的"四阶段"变化规律:克服摩擦阶段(剪轴比小于0.4)、间隙闭合阶段(剪轴比为0.4～0.75)、抗剪强化阶段(剪轴比为0.75～2.76)、屈服破坏阶段(剪轴比大于2.76)。试验结果表明,剪切荷载作用下该断面形式的大断面类矩形盾构隧道接头抗剪切屈服剪轴比为2.76,具有较好的抗剪切承载性能。研究成果可以为类似类矩形盾构隧道工程提供理论支撑和技术参考。     

“行业视窗”全球通

正世界上最大断面类矩形盾构隧道在中国成功贯通日前,世界最大断面的"阳明号"类矩形盾构机在浙江宁波轨道交通3号线出入段破土而出,标志着国内第一条城市轨道交通类矩形盾构隧道顺利贯通,是国内首台应用于城市轨道交通的类矩形盾构机,这也是目前世界上最大断面的类矩形盾构隧道。据了解,"阳明号"类矩形盾构机重达720 t,总长约     

大断面矩形顶管施工监理控制要点

在城市地下空间的开发过程中,矩形顶管技术应用越来越广泛。该工艺对环境的影响较小,不需要对地面空间进行重大改变,不妨碍交通、短期工作、建筑安全以及较低的综合成本。研究大断面矩形顶管是施工要求,提出质量控制要求,对类似工程有借鉴作用。     

矩形盾构施工新技术在隧道施工中的应用

以上海市一在建地下人行通道工程为背景,阐述了矩形盾构新技术施工的技术特点、矩形盾构机基本构造,以及矩形盾构施工技术在隧道施工中的优势。     

类矩形土压平衡盾构施工附加应力分析

 采用弹性力学Mindlin解,考虑刀盘正面附加推力和不均匀壳体摩阻力,分析类矩形盾构施工引起的土体附加应力。结果表明,类矩形盾构掘进引起的附加应力具有区域特征,刀盘前方土体受压,后部土体受拉。与双圆盾构、大直径圆形盾构相比,类矩形盾构掘进引起的附加应力较小,接近大直径圆形盾构,有利于土体扰动控制。研究结果可为类矩形盾构施工地下管线保护、地层扰动控制及“单洞双线”地铁隧道盾构选型等提供参考。     

国产世界最大尺寸矩形顶管掘进机成功始发

<正>近日,由上海城建隧道股份设计研发的超大矩形顶管掘进机在河南郑州纬四路下穿中州大道隧道接收井准确进洞,圆满完成我国自主知识产权超大顶管装备在中原大地的"处女航"。郑州纬四路下穿中州大道隧道位于郑州市郑东新区和中心城区分界线中州大道下方,采用矩形顶管机施工,施工过程中存在着大断面、长距离顶管顶进等技术难题,并且在顶进过程中还将穿越各类复杂的地下管线,工程难度较大、风险较高。值得一提的是,此次担任隧道掘进任务的矩形顶管掘进机"中州一号"尺寸为世界之最,已申请多项国家专利、发     

砂卵石地层中土压平衡盾构的渣土改良技术分析

在砂卵石地层盾构过程中切削下来的土体一般无法达到较为理想的"塑性流动状态",往往因土体流塑性弱,内摩擦角大,可塑性差等,容易造成开挖面失稳崩塌、盾构机械易磨损等问题,影响盾构施工的顺利进行,渣土改良是在砂卵石地层中土压平衡盾构的关键技术。以采用矩形盾构机施工的四川省成都市四川大学地下停车场下穿人民南路地下人行通道为工程背景,开展了砂卵石地层渣土改良试验,分别采用了膨润土和泡沫剂进行了室内试验研究,并对渣土改良效果进行了对比分析得出了最佳配合比,最后结合现场施工和监测数据,对渣土改良效果进行了评价和分析。研究成果可为今后类似工程提供技术参考和借鉴。     

大断面类矩形盾构隧道管片接头极限抗剪切#br# 承载力试验研究

类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究。文章以某大断面类矩形盾构隧道为原型,以混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对其抗剪切性能进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了剪轴比（接头剪力/轴力）-相对错台量关系等整体力学响应特性,得到了剪力-螺栓应变曲线和剪力-混凝土表面应变等局部力学响应特性,并引入数字照相分析技术（DIC）对接头结构的开裂破坏全过程进行记录,分析剪切裂缝的扩展规律,最后对结构的抗剪承载性能进行评价。基于试验数据总结了管片错台随剪轴比的“四阶段”变化规律：克服摩擦阶段（剪轴比小于0.4）、间隙闭合阶段（剪轴比为0.4~0.75）、抗剪强化阶段（剪轴比为0.75~2.76）、屈服破坏阶段（剪轴比大于2.76）。试验结果表明,剪切荷载作用下该断面形式的大断面类矩形盾构隧道接头抗剪切屈服剪轴比为2.76,具有较好的抗剪切承载性能。研究成果可以为类似类矩形盾构隧道工程提供理论支撑和技术参考。