超大断面盾构穿越江中瓦斯地层风险识别与预控技术

超大断面盾构隧道施工环境复杂多变,难以对盾构穿越区域地质条件进行全方位的地质勘探,超大断面隧道与围岩的接触面积较大,在开挖面易产生较多的瓦斯绝对涌出量,对工程建设的风险控制能力提出了更高的要求。通过预估绝对瓦斯涌出量,对瓦斯隧道的等级进行了判定,并依此采取了通风系统优化设计、瓦斯监测方案设计等预控手段,对项目施工、项目投资及成本、风险把控等具有重要意义,可为类似工程施工提供参考。     

非煤高瓦斯隧道盾构施工技术研究

目前盾构技术在低瓦斯隧道中应用较为普遍,但在高瓦斯隧道中未见公开报道,为实现高瓦斯隧道盾构作业,进行相应的施工技术研究势在必行。本文以成都轨道交通19号线新红区段为例,简述了区段瓦斯地质背景,地层具有瓦斯浓度高、赋存条件复杂等特征,为解决这两大工程难题,提出了一套非煤高瓦斯隧道盾构施工工艺流程,并从盾构始发前和掘进过程中两个阶段进行研究论述:盾构始发前,一方面基于瓦斯隧道施工关键技术,从通风、监测、设备防爆三个方面进行研究设计,针对高瓦斯隧道盾构施工风险,提高了隧道通风的安全储备,优化了瓦斯超限报警浓度和相应处理措施;另一方面,采用超前地质预报解决非煤地层瓦斯分布不均衡的难题,结合瓦斯抽排预处理技术,降低盾构区间地层瓦斯浓度及施工风险;盾构掘进过程中,通过刀盘改良、控制掘进参数、超前孔排气、渣土改良、盾体结构及衬砌密封等措施控制瓦斯涌出量,以确保区段隧道盾构安全施工。通过本套施工技术可实现非煤高瓦斯隧道盾构作业,为非煤高瓦斯隧道盾构施工提供重要参考。     

也铁盾构瓦斯隧道通风技术研究

介绍了地铁盾构瓦斯隧道在施工过程中,针对瓦斯的通风解决方案,主要从瓦斯涌出量计算,通风方式的选择,风量风压计算,通风设备选择等方面对实际工程施工及瓦斯防治进行阐述。     

软土地层盾构隧道浅埋施工对地层应力场的扰动影响

盾构隧道施工必将引起周围地层的应力场扰动。利用数值方法建立了盾构隧道动态开挖模型,依托厦门地铁区间隧道浅埋施工工程,分析了盾构开挖过程对软土地层应力场的扰动规律,并进一步研究了隧道埋深对扰动效果的影响。结果表明,盾构隧道开挖对隧道侧面水平土压力和上方竖向土压力影响显著,尤其是盾尾注浆的挤压作用使土压力大幅增加,而后伴随注浆压力消散逐渐降低至稳定状态;增大隧道埋深对侧面水平土压力变化规律影响不大,但上方竖向土压力变化量显著减小,即深埋情况下地层抵抗扰动影响的能力有所提高;距离开挖空间越近,地层应力场受盾构施工扰动影响越明显,主要影响范围集中在隧道周围1.0D区域,浅埋开挖时引起地层土压力变化率较大,因此应加强浅埋施工近距地层的稳定性。     

盾构施工隧道通风稀释瓦斯气体实验系统设计

针对含瓦斯气体地层内一定压力的瓦斯气体气团通过隧道结构层及盾构机部件等进入盾构施工隧道内,对施工隧道内人员的健康造成不利影响的情况,设计了一种盾构施工隧道通风稀释涌入瓦斯气体的模拟实验系统,有效预防及应对盾构施工隧道瓦斯气体灾害的安全问题。     

地铁双线盾构区间地表横向沉降槽参数分析

城市地铁盾构隧道的横向变形特点是确定工程影响区域和影响范围的重要依据。对我国22个建设城市的58条地铁线路、126个区间、964个地表横向沉降槽资料进行分析,研究了地铁双线盾构区间隧道的地表横向变形特点。根据地层条件的不同,对不同地层区域的沉降槽Peck公式拟合参数进行统计分析,得出了地层损失率和宽度参数的分布形态、相关统计值以及与隧道相对埋深的相关性。研究结果表明:(1)地层损失率和宽度参数的数理统计结果可以很好地指导不同地层区域地铁双线盾构隧道工程的影响区划分和影响范围的确定;(2)建议各地结合地层条件特点,对地表沉降槽进行深入研究,以提出更为适宜的地表横向沉降槽预测参数。     

软土地层盾构隧道渗漏水量与沉降关系的模拟分析

上海地区的隧道多处于饱和含水的软土地层,施工方法以盾构法为主。隧道的渗漏水往往是引发隧道沉降的主要原因,本文主要从盾构隧道的特点分析了渗漏水的原因,并通过有限元模拟计算,对比分析了渗漏水量对沉降的影响,同时研究了隧道长期沉降的变化规律,为上海地区盾构隧道的施工和防水提供了一定的参考。     

双圆盾构隧道土体地表沉降特性

介绍了双圆盾构隧道这种新型隧道形式,与圆形盾构隧道相比,双圆盾构隧道具有占用地下空间小、施工效率高、掘削土量少等优点,但双圆盾构隧道引起的土体位移相对较大,影响范围也比较广。基于双圆盾构隧道的施工特点,通过计算圆形盾构的土体地表沉降,运用土体位移叠加法,研究了双圆盾构隧道引起的土体地表沉降的特性,建立了双圆盾构隧道直径、埋深和地层损失等因素与土体地表沉降的关系。结果表明:双圆盾构隧道的地表沉降槽的形态与圆形盾构隧道相似;双圆盾构隧道的地表沉降量大,影响范围广;双圆盾构隧道的地表沉降与埋深和直径之比有关。     

盾构施工对临近电力井影响的有限元分析

盾构隧道的施工会引起周边地层的沉降和位移，从而对周边建构筑物产生影响，因此在项目实施前通常要对隧道开挖的影响进行评估。依托浙江宁波某在建管廊盾构工程项目，利用MIDAS GTS商业有限元分析软件模拟盾构隧道临近既有电力工作井施工过程，通过改变周边地层(等代层)刚度反映盾构施工扰动。数值分析研究表明，地层损失率对电力井的内力变形影响非常显著，随着地层损失率的增加，电力井最大沉降量、电力井壁最大应力、底板最大应力呈显著增加趋势。结合当地相关文献资料，推算盾构施工使电力工作井产生的最大沉降值为4mm,最大差异沉降为0.00032,最大应力增量为453kPa。预测结果表明，盾构隧道的掘进对电力工作井的影响处于可接受范围内，在施工过程中应制定合理的监控量测方案，需要密切关注电力工作井与盾构隧道的安全状态。     

成都地铁一号线盾构选型

盾构选型是确保盾构法工程成功的关键因素之一,文章根据成都地区工程、水文地质及地铁一号线试验段的施工特点,分析论证了成都地铁盾构法隧道施工中采用的盾构选型和盾构基本配置的技术要求,同时还对泥水平衡盾构和土压平衡盾构的各项施工技术关键参数进行了论述。     

软土地层盾构隧道长期沉降与施工因素初探

软土地层中地铁盾构隧道长期沉降与隧道的结构安全和地铁日常运营息息相关,受到工程界的重视。通过收集分析国内外典型软土地区盾构隧道长期沉降实例,指出施工扰动和管片漏水是长期沉降的最主要因素。然后结合苏州地铁的地表沉降监测数据,分析了盾构隧道施工期沉降的主要因素。最后在地铁隧道基底沉降实测数据的基础上,利用常用的数学模型,预测该隧道的长期沉降量。实测数据分析表明:由切口土压力、盾构外壳与地层的摩擦和盾尾注浆引起的施工扰动是引起地铁盾构隧道施工期沉降的主要原因,常用的数学模型能够大致地模拟地铁盾构隧道的长期沉降。     

EPB盾构信息化管理系统在广州地铁的应用

针对广州地铁二号线赤岗-鹭江区间盾构隧道工程,在分析盾构法隧道施工过程以及工程特点、施工扰动引起周围土体变形的规律、土压平衡盾构各种施工参数对施工变形的影响程度、盾构隧道土体及相关构筑物的沉降监测方法的基础上,对盾构隧道工程数据进行合理的分类,开发了“盾构隧道施工多媒体监控与仿真系统”软件。建立了工程信息数据库、施工监控与施工参数自动采集、地面沉降预测、盾构施工参数控制和地表沉降三维可视化显示等功能,通过多种数据查询器对工程信息实行集中维护和查询,进行地层及相关构筑物和管线沉降的预测、报警,并根据监测数据对盾构施工参数进行控制。     

砂卵石地层盾构施工滞后沉降形成的细观研究

成都地铁区间盾构隧道所处地层主要为典型富水砂卵石地层,盾构施工引起的地层损失在地下水、地面荷载等影响下很容易形成滞后沉降,导致地表发生塌陷。针对成都地铁1号线一期工程建设经验,总结了砂卵石地层滞后沉降形成的原因,同时,采用颗粒分析软件PFC^2D,从细观层面对砂卵石地层中滞后沉降的发展形成过程进行模拟,分析隧道埋深、地层空洞位置等因素对滞后沉降的影响。研究表明,砂卵石地层的特殊工程地质性质是滞后沉降形成的根本原因,盾构施工工艺是关键影响因素。细观研究表明,地层损失导致在隧道两侧上方约45°方向出现两条破碎带,形成三角形的松散区域,洞周地层应力发生显著变化。隧道埋深直接影响滞后沉降是否发生,地层空洞方位对滞后沉降的发生区域有重要影响。     

盾构隧道通缝拼装管片上浮的数值模拟分析

盾构隧道在施工阶段拼装管片的上浮问题一直是困扰地铁隧道施工的技术问题.应用有限元数值方法,模拟分析盾构管片结构设置和衬砌背后注浆造成管片结构和周围地层的位移变化特征,探讨盾构隧道上浮的变化规律.模拟结果表明,盾构隧道管片在壁后浆液的浮力作用和土体应力的共同影响下,应力相对集中的区域出现在与X轴夹角约45°的位置,模拟管片的上浮量约38mm,与现场实测结果比较接近.     

污染地层泥水平衡盾构施工关键技术

以北京地铁7号线08标百子湾站—化工路站区间隧道穿越污染地层为工程背景,根据土层和地下水污染情况,基于泥水平衡盾构施工的特点,对现有泥水平衡盾构进行了创新性改造,采用加强型盾尾刷、卡箍式泥水管路连接方式,在隧道内布置有害气体吸附装置和监测仪,增强了盾构在污染地层中的适应性。并在施工过程中及时进行二次补浆、采用改良装置封闭洞门和加强洞内通风等施工措施,有效避免施工人员接触污染物,确保了人员安全。     

复合地层盾构施工技术及其对周围环境影响分析

由于城市环境较为复杂并且在某些情况下地层表现出了较大的差异性,因此对盾构施工带来了新的要求。为了让隧道施工能够顺畅进行就需要保证盾构可匹配复杂地质环境,同时施工过程中要尽可能降低对周围环境的影响。本文对复合地层盾构施工技术及其对周围环境影响进行了分析,供以参考。     

盾构隧道管片接缝气密性模拟方法与影响因素分析

盾构隧道穿越含气地层时,施工对地层的扰动易引发气体泄漏,气体易由盾构管片接缝处进入隧道内部,极易引发爆炸等灾害.依托穿越长江高压含气地层的苏通GIL综合管廊工程,较系统地研究了影响盾构管片接缝面气体泄漏的主要因素,并提出对应改进措施.通过接缝室内模型试验,分析了气压加载下接缝面气体泄漏的全过程,从而揭示了气体在不同泄漏...     

盾构隧道穿越浅埋天然气地层瓦斯安全防控探讨

文章结合成都地铁18号线麓-博-兴三站两区间盾构穿越苏码头浅埋天然气地层施工情况,通过对盾构加装瓦斯监控系统,具备风、瓦、电闭锁功能;对局部通风系统优化布置,保障盾构台车及回风流中风速不低于0.5 m/s;成立行之有效的瓦斯防控管理组织机构及制度保障;采取瓦斯封堵安全施工技术措施并对重点工序现场强化管控,实现了土压平衡盾构隧道安全高效快速掘进目标,总结出瓦斯隧道盾构施工技术措施及瓦斯安全管理经验。     

复兴路隧道南线工程盾构施工技术

以上海市复兴路隧道南线工程盾构施工为例,针对软土地层中盾构施工的难点和特点,如坡度大,地层复杂,桩基下穿越,采用薄壁超宽管片且错缝拼装,穿越江中段,对盾尾密封的要求更加严格等,研究了泥水盾构的施工技术措施和开挖面稳定机理与掘削管理.针对工程难点,采取相应施工技术措施,根据监测数据及时调整施工参数,使盾构施工对建筑物影响降至最低.     

矿山与盾构隧道平行段施工相互影响机制

隧道开挖会对周围地层产生扰动,引起地表沉降、近接管线变形,而基于不同施工方法的两条平行隧道,其相互影响机制尚不明确,可能会对隧道的施工造成不利的影响。文中以长沙市轨道交通工程为依托,建立了复合地层中矿山隧道与盾构隧道开挖的数值模型,并针对3种不同典型工况进行模拟,分析后行隧道对先行隧道的影响机制。结果表明后行隧道的地层损失率越大,对先行隧道的变形和受力影响越大;矿山法隧道施工对周围地层的扰动较小,并且矿山隧道在二次衬砌完工后整体性强,刚度较大,在外部作业影响下不易发生变形,矿山隧道完工后再进行盾构隧道施工,可使隧道二次变形最小。研究为矿山隧道与盾构隧道平行段施工顺序设计提供了理论依据。