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。     

盾构掘进过程中围岩变形规律的研究

无论采用什么样的施工工艺开挖隧道,都不可避免隧道开挖过程中围岩的应力释放。通常,土体颗粒在新的应力平衡条件下发生位移,引起围岩变形,变形较大时更可能诱发隧道失稳坍塌,最终破坏。为此,对隧道在开挖过程中围岩的变形规律的研究一直从未间断。并结合工程实例,建立三维有限元分析模型,通过对比理论计算和实测数据相结合的方法,对盾构法施工隧道掘进过程中围岩的变形进行了深入的研究,总结了盾构施工过程中围岩变形规律,能够为类似工程设计及施工提供参考意义。     

基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别

以重庆主城越江排水隧道工程的地层条件为背景,基于施工现场盾构掘进试验,运用模糊数学方法,对盾构掘进过程中隧道围岩状况判别的理论和方法进行了研究。结合盾构掘进的特点和刀盘切割岩石的基本原理,提出了比推力和比扭矩的概念,建立了不同围岩条件下的比推力(SF)和比扭矩(ST)模糊集合,探讨和揭示了刀盘比推力和比扭矩的关系,刀盘推力、扭矩及切深与地质条件的相关性及与不同围岩状况、盾构掘进状态的对应关系。研究表明,若比推力与比扭矩以较高的水平同步、均匀变化,说明盾构在较硬的均匀地层中掘进;若比推力与比扭矩均较小且同步、均匀变化,说明盾构在较软的均匀地层中掘进;若比推力与比扭矩的变化出现比例异常,则暗示盾构正在穿越断层破碎地段或遇到障碍物或盾构姿态不良等。该方法减少了盾构在此类地层下掘进的盲目性和停机次数,提高了掘进效率和施工安全度,可用于盾构隧道施工围岩状况的适时、定性判别。     

复杂地质条件下土压平衡盾构掘进控制技术

随着地下空间的开发与利用，盾构工法在我国得到了越来越广泛的应用。盾构工法与传统的钻爆法相比具有自动化程度高、不同地质条件适应性强、对城市居民和建筑物的影响小、在软弱地层中有利于控制地表沉陷、安全性高等优点。北京、上海等城市地铁盾构工法的成功应用，使此项施工技术在我国日臻完善。在总结广州、南京、深圳的地铁盾构施工经验的基础上，     

基于盾构掘进参数的岩石可切割性模糊识别

 基于重庆越江隧道盾构掘进参数和模糊识别原理,对岩石的可切割性进行研究。对典型泥岩和砂岩进行现场点荷载强度试验,利用数据采集、存储系统,获取与典型泥岩和砂岩相应的盾构刀盘推力及掘进速率,并运用多元回归分析方法建立典型泥岩和砂岩地层下的盾构掘进速率预测模型,并构建盾构掘进速率特性空间,依据岩性对空间进行划分,用掘进速率表征相应岩石的可切割性。将样本岩石的掘进速率与典型岩石的掘进速率之差定义为距离,利用模糊识别原理,建立掘进速率与归一化距离的对应关系,获得样本岩石掘进速率对典型岩石的掘进速率的隶属度,从而建立岩石可切割性识别函数。重庆越江隧道沿线围岩以泥岩、砂岩及泥岩夹砂岩交互变化为特征,属于软岩～中硬岩系列,岩石软硬变化范围不是很大。因此,将岩石可切割性划分为软、中软及中硬三个级别,对掘进过程中岩石的可切割性进行识别。识别结果是隧道施工阶段工程地质勘察报告的有益补充,增强了盾构掘进控制的科学性和准确性,为预测刀具磨损和确定换刀时机提供了科学的参考依据。     

盾构始发试掘进段技术与风险管理

盾构隧道掘进一般划分为3个阶段,即始发试掘进段、正常掘进段和到达掘进段。盾构始发试掘进段施工是盾构正常掘进段施工前的重要环节,通过该段施工可摸索出适合该地层的盾构掘进最佳参数,总结试掘进段施工过程中的存在问题,从而保证安全、顺利、快速地完成盾构后续掘进施工任务。     

济南复合地层土压平衡盾构掘进效能实测分析#br#

依托济南轨道交通一号线复合地层土压平衡盾构掘进施工,提出一种在盾构机额定配置条件下的分项功耗和施工参数离散性指标双结合的掘进效能评价方法,并据此分析得到刀盘切削、盾构推进和螺机出土效能的变化特征。结果表明：①土压平衡盾构穿越济南复合地层时,盾构掘进总功耗在400~1250kW变化,其中,刀盘切削和盾构推进是盾构掘进功耗的主要组成部分,占总功耗的66%~84%;②刀盘切削的扭矩和转速具有明显的聚集特征,而盾构推进速度和推力分布形态的聚集特征弱于刀盘参数;③螺机出土的转速和扭矩在不同地层中的差异性不大,螺机参数的聚集特征不明显;④由于盾构掘进的分项功耗与其离散性指标不存在必然的联系,盾构施工中可能存在掘进功耗小但施工控制困难的情况,应在盾构选型及施工过程中予以充分考虑。     

特殊地质下土压平衡盾构掘进施工技术

相比地上交通,地铁建设交通有着诸多优势,可以对城市日益增长的交通压力进行有效缓解.但是基于地铁建设具有较高的复杂性,同时由于施工的环境有着较强的不可控性,因此会在一定程度上带来相应的施工危险.尤其是特殊地质情况下,土压平衡盾构掘进施工技术较为复杂,且施工的技术环节也极为烦琐,为了保证施工能够顺利实施,需要对盾构掘进施工...     

南昌市轨道交通盾构过砂层掘进参数控制

采用盾构机进行隧道掘进是近年来国内城市地下交通建设中常用的施工方法,掘进参数的设定对掘进施工尤为重要。本案以南昌轨道交通地铁为例,通过对之前砂层地段的研究,对“地面沉降控制”和“盾构姿态控制”进行了分析,确定了掘进参数。     

成都粘土卵石地层盾构掘进参数统计分析

粘土卵石地层的盾构施工实例在国内比较少,相关的经验和可借鉴的资料也较少,因此对这种地层的盾构掘进参数进行统计分析具有十分重要的意义。本文介绍了海瑞克Φ6250型土压平衡盾构在成都地铁粘土卵石地层中掘进参数,供同行参考。     

盾构施工衬砌环片中心水平偏差解算

盾构法施工中衬砌环片测量的难点是确定缓和曲线段上环片实测点所在断面的中心坐标,确定中心坐标后就可以计算出该点桩号及偏距以指导盾构姿态的校正;借助于复化辛普生公式和割线法,给出了该问题解算的数学模型,并详细讨论了积分区间等分数n的取值问题.     

穿越不同建筑物的隧道工程盾构施工控制技术

结合上海市从松江新城站出发至松江体育中心路站的隧道盾构工程实例,对近距离穿越高架桥、重要建(构)筑物以及土质较差地区等情况进行了分析,提出了盾构选型、盾构施工的保护措施、施工参数的调整方案及应急对策,给相关专业的工作人员提供了较好的借鉴实例。     

广州地区软硬复合地层盾构施工技术研究

基于广州地区典型软硬复合地层条件下的盾构掘进工程实践,分析研究了盾构掘进过程中存在的刀盘刀具磨损、姿态难控制、结泥饼和喷涌等施工风险,从盾构选型、刀具配置与管理、掘进参数控制、盾构姿态控制、渣土改良与同步注浆及信息监测与反馈等方面采取应对措施,并以广州地铁二号线越～三区间盾构隧道施工为例进行说明.     

浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的求解方法

把浅埋盾构隧道简化为半无限平面的挖孔问题,采用平面弹性理论的复变函数方法,推导了反应位移法中浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的解析公式。设定不同的埋深和土体泊松比,计算了隧道周边的压缩和剪切地基弹簧刚度,讨论了隧道埋深和土体泊松比对刚度的影响,以及压缩和剪切地基弹簧刚度的关系。结果表明：浅埋隧道与深埋隧道的地基弹簧刚度存在差异;隧道埋深和土体泊松比对地基弹簧刚度的大小和分布规律影响很大;浅埋隧道的剪切与压缩地基弹簧刚度之比沿隧道周边变化。     

复杂地层中盾构法隧道渣土改良技术

盾构法施工中常采用一些辅助工法,由于地层与出渣方式的不同,通常会导致加泥加泡沫材料不能适应各种情况,出现切削渣土流动性不足、排土运输困难等问题,为了解决这个问题,结合广州地质复杂多变的特点,开发出了高分子聚合物,并在广州地铁盾构法隧道施工中的得到了成功.通过高分子聚合物对渣土进行改良,使盾构法能够适应广州地区复杂地层的施工.降低施工了成本,取得明显的经济效益.     

浅埋隧道围岩压力计算方法

提出一种基于位移反分析法原理的浅埋隧道围岩压力计算方法,该方法克服了传统计算方法依赖于经验围岩力学参数的不足。通过分析双侧壁导坑法中隧道的截面结构,提出合理假设并建立力学模型,然后建立新的侧壁、围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系,由现场监测数据整理得到收敛变形反算求得水平围岩压力与垂直围岩压力,并以祥岭隧道为例,对该方法进行验证。研究结果表明:(1)基于位移反分析原理推导的围岩压力计算方法,利用现场监测数据反算求得围岩压力相较于规范依赖经验参数的计算方法,更准确、更能代表隧道的实际围岩压力;(2)在实际工程施工中,相较于围岩力学参数,隧道的收敛变形数据更易获得,计算更方便;(3)对祥岭隧道进行实例计算求得的围岩计算摩擦角以及最后求得的围岩压力都在规范推荐范围之内,说明本文的计算方法是可行的。该计算方法在隧道工程实践中,对于准确计算隧道开挖过程中的围岩压力以保证施工的安全、顺利完成有重要意义。     

结构性黄土深埋盾构隧道围岩力学特性研究

盾构施工会破坏黄土结构性,为探求黄土结构性变化对盾构隧道围岩力学特性的影响,引入应力比结构性参数对摩尔-库伦强度准则和芬纳公式进行修正,通过建立黄土围岩和管片之间力和位移的连续条件,对围岩塑性区半径进行了求解,并对解析解进行了对比验证,最后分析了关键参数对围岩力学性态的影响。结果表明：(1)太沙基土压力公式计算结果介于解析解上限值与下限值之间;(2)随着应力比结构性参数的增大,对应的塑性区半径和围岩压力值在不断减小;(3)随着覆跨比的增加,塑性区半径不断减小,围岩压力值不断增大,当黄土结构性比较强时,隧道覆土厚度达到一定值之后围岩压力解析公式才适用;(4)围岩压力和塑性区半径与开挖半径近似呈线性正相关关系。     

南昌市轨道交通盾构过砂层掘进参数控制

采用盾构机进行隧道掘进是近年来国内城市地下交通建设中常用的施工方法,掘进参数的设定对掘进施工尤为重要。本案以南昌轨道交通地铁为例,通过对之前砂层地段的研究,对“地面沉降控制”和“盾构姿态控制”进行了分析,确定了掘进参数。     

深部巷道破碎围岩注浆加固效果综合评价

为了研究深部巷道破碎围岩注浆加固效果,以山西某矿2301巷道作为试验巷道,采用P-Q-t参数法、浆液填充率法、岩体力学参数法、分段注水法、钻孔电视法、物探法对破碎围岩注浆加固效果进行综合评价,并对锚杆、锚索预紧力进行测试和巷道变形进行监测。研究结果表明:P-Q-t参数法以定压与定量作为注浆结束依据,注浆压力达到预设压力,且注浆速度小于5 L/min的时间持续一定时间,则结束注浆。注浆后地层注浆填充率为93.2%,岩层整体性得到提高且孔隙率降低了39.35%,地层注水量明显减少,裂隙发育度降低;注浆后,钻孔裂隙被白色浆液填充,围岩完整性得到提高,条纹消失,地层成为连续的整体;锚杆、锚索,预紧力均达到150 kN,巷道变形量较小,满足了工作面回采的要求。     

观音庙隧道Ⅳ级围岩段施工方法数值模拟分析

根据重庆市云万高速公路观音庙隧道Ⅳ级围岩段的施工方法数值模拟分析结果,得出Ⅳ级围岩段切实可行的施工方法,可供工程参考。