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。     

土压平衡盾构掘进的数学物理模型及各参数间关系研究

为保证开挖面稳定及控制地面沉降,土压平衡盾构掘进时必须合理匹配各施工参数。基于模型试验结果,推导土压平衡盾构的3个基本方程式,进而得到土压平衡盾构2个总平衡方程式,建立土压平衡盾构掘进的数理模型。在此基础上推导总推力、土仓压力、螺旋机转速、掘进速度间关系的数学表达式,利用盾构施工的现场数据验证关系式的正确性。利用现场掘进数据统计刀盘扭矩、刀盘转速、土仓压力间的经验关系式。这些关系对土压平衡盾构设计时的参数选择和匹配有重要的指导意义,可以应用于土压平衡盾构施工时的参数控制。土压平衡盾构掘进的连续性方程为土压平衡盾构掘进时的地面沉降控制提供了新的研究思路。     

土压平衡模型盾构掘进试验研究

土压平衡盾构掘进是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一,然而,它在不同的土层中的适应性是不一样的。为研究土压平衡盾构机的盾构施工参数以及刀盘开口率对土层的适应性,在新建立的大型盾构模拟试验平台上,利用直径为1.8m的土压平衡模型盾构机在软土、砂土、砂砾土层中进行了盾构掘进模拟试验。试验平台的监测系统实时采集了盾构推进过程中的各种工作参数,通过分析试验数据,本文尝试对盾构掘进过程中土舱内外土压力的相关关系、刀盘扭矩和推力的变化及其影响因素进行了试验研究,还研究了不同刀盘开口率对盾构总推力和刀盘扭矩的影响规律,研究结果对土压平衡盾构机的设计和施工具有参考意义。     

成都地铁天府广场至省体育馆区间盾构机选型

某盾构区间的工程地质情况和施工条件，就其盾构机的选型进行了分析，对盾构机的刀盘、刀具的形式以及布置等进行了阐述，同时对关键参数进行了计算，最终确定选择加泥式土压平衡盾构。     

土压平衡盾构和泥水平衡盾构的特点及适应性分析

为了适应不同的特定地质条件,合理选用盾构,降低施工风险,从土压平衡盾构和泥水平衡盾构的掘进机理及对不同地质的适应性进行分析,给出了两种盾构对地层透水性的适应性资料,同时还总结两种盾构在工作状况、配套出渣设备、施工场地、效率、经济性、环境等多方面的特点,对泥水平衡盾构和土压平衡盾构加以综合比较.提出对目前地下施工通用的两种盾构的选择使用,主要根据工程的地质条件来决定,并结合效率、施工场地、施工的经济性来综合考虑.对于使用土压平衡盾构还是使用泥水平衡盾构,其前提是保证施工工程的安全性和可靠性,减少施工风险,满足工程施工的工期要求.     

土压平衡盾构近距离穿越桥梁桩基施工技术探究——以盾构机近距离穿越某桥梁桩基为例

土压平衡盾构是现代建筑工程施工中主要施工技术之一,土压平衡盾构技术沿着设计的线路,实现工程施工安全推进,能够降低工程施工开挖与设计线路偏离问题的发生。本文对土压平衡盾构的研究,以某工程施工为例,对土压平衡盾构近距离穿越桥梁桩基施工技术进行分析,为工程有序开展提供技术支持。     

土压平衡盾构排土量控制分析

从土的可松性概念出发,提出并计算了土压平衡盾构理论最大和最小排土量,给出了反映土压盾构各参数间关系的控制排土量的平衡条件公式,最后将土压平衡的概念加以推广,为盾构施工中合理控制排土量提供了理论依据。     

复杂地层土压平衡盾构推力和刀盘扭矩计算研究

千斤顶推力、刀盘扭矩是盾构设计制造及掘进的重要控制参数。通过对盾构推进过程中盾构与围岩相互作用规律的分析,系统分析了土压平衡盾构总推力、刀盘扭矩的影响因素。提出了考虑刀盘挤土效应及土舱内压力分布模式影响的推力计算修正公式,及综合考虑了刀盘挤土效应与开挖面土体渗透性的刀盘扭矩计算修正公式。通过对深圳地铁二号线香香区间掘进载荷实测数据的分析,对修正公式在复杂地质条件下的适应性进行了验证。该修正公式对复杂地层中土压平衡盾构掘进载荷的确定有一定的指导意义,可用于盾构刀盘装备扭矩设计和施工参数的预测。     

土压平衡盾构对砂层和软土地层的适应性分析

为了穿越天津海河"共同沟"盾构隧道的粉土、粉细砂软土地层,采用土压平衡盾构掘进,克服了土体容易液化、海河地下水丰富、水压大等多重困难,顺利完成了掘进施工任务。以土压平衡盾构的刀盘设计、刀具布置,泡沫注入系统,同步注浆系统和掘进施工参数为分析对象,充分证明了土压平衡盾构完全适合砂层、软土地层和地下水丰富地层的施工,为类似工程提供借鉴。     

砂土中盾构开挖面变形与破坏数值模拟研究

土压平衡式盾构施工中,开挖面支护土压力控制是保证掘进顺利进行的关键,利用能够考虑大变形的拉格朗日有限差分计算程序,对砂土地层土压平衡式盾构施工中开挖面支护应力不足引起开挖面的变形及破坏问题进行了分析研究,探讨了隧道开挖面变形及破坏问题,为砂土地层中盾构开挖面控制压力的确定提供参考。     

广州地铁二号线EPB盾构隧道研究综述

本文在分析、总结国内外相关文献和材料的基础上 ,结合广州地铁二号线首期工程 ,着重分析了盾构隧道掘进机的选型 ;盾构隧道衬砌接头刚度的确定和优化设计 ;盾构隧道衬砌结构的抗震设计分析 ;土压平衡 (EPB)盾构隧道工程信息化施工现场监测技术 ;EPB盾构隧道动态施工全过程三维有限元模拟等急需解决的问题 ,所得到的结果与结论可用于指导盾构隧道的设计和施工     

土压平衡盾构平衡控制理论及试验研究

土压平衡盾构在掘进时有两种平衡状态,一种是盾构与前方土体接触压力和土水压力的平衡,另一种是出土的平衡。两种平衡状态只有在刀盘开口率非常大时才等价。由于面板的挤压作用,开口率较小的盾构两种平衡状态将有较大偏离。出土率是控制土压平衡的重要指标,当其接近100%时,盾构处于出土的平衡掘进状态。盾构掘进时很难直接控制出土率,可通过施工参数间接控制。推导出土率与螺旋机转速、推进速度的定量关系,通过模型试验验证三者关系;推导平衡状态时上述三个参数的关系,该关系可作为通过施工参数控制平衡状态的标准;提出通过模型试验确定平衡状态时参数匹配的方法。当出土率小于或大于100%时及采用开口率较小的面板式刀盘时,盾构将产生不平衡掘进。大部分土压平衡盾构不平衡掘进产生挤土作用,造成正的地层损失及附加的应力场。试验结果表明,不平衡推进时挤土量一部分产生体积应变,一部分形成正的地层损失,使盾构前方地表产生了隆起;现场试验测试了刀盘前方附加应力场的大小和范围。研究成果可以指导土压平衡盾构推进时的参数控制,对控制推进时地表变形有指导意义。     

盾构洞内对接拆卸技术的应用

在单台盾构掘进的隧道中,盾构通常是在掘进完成后在洞外进行拆卸.在工期要求紧的长大隧道中,在同一隧道中的两台盾构相向掘进施工,需要在隧道会合点处对两台盾构进行对接拆卸.对接拆卸要求安全可靠,在盾构的结构设计、工艺制定时就应充分考虑.以广深港客运专线狮子洋隧道工程为例,叙述了对接拆卸的盾构采用双层独立盾壳、主要部件分块构造、限制单件重量、预留超前钻导孔及轨道式后配套拖车等结构设计应采用的技术措施,对拆卸前的准备工作和拆卸处进行多层注浆加固的方法进行了介绍.重点介绍盾构对接拆卸步骤,分别叙述后配套拖车的拆卸、主机部件的拆卸、主驱动组件的拆卸和刀盘拆卸的步骤.     

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。     

Determination of the cutterhead torque for EPB shield tunneling machine

Cutterhead torque is an important parameter for the design and operation of earth pressure balance (EPB) shields. Based on the analysis of several completed project cases from job sites, the conventional torque determination model based on experimentation proves rough enough to be improved. Composition and corresponding calculation method of cutterhead torque are presented, taking into account of cutterhead structure, cutting principle and the interaction between cutterhead and soil. Considering a Φ1.8 m EPB test machine in the lab, theoretical calculation following the improved model and test are carried out with three typical types of soils. Calculation and test results indicate that the cutterhead torque varies with geological conditions apparently, and the opening ratio of the cutterhead as well as earth pressure turns out to be the two most important factors in determining the cutterhead torque. The test results also show that the torque calculation formula for EPB shield tunneling can reasonably predict the excavation torque required by the cutterhead in clay soil tunneling, but for cohesionless tunneling, soil conditioning reduces the amount of torque necessary.     

上海地铁地下工程的技术概要（中）

介绍上海地铁1、2号线地下工程结构设计及施工方法的主要技术特点。针对上海软粘土的高压缩性和流变性,车站深基坑和盾构法区间隧道施工中采用了一系列优化施工工艺和施工参数的治理方法,经济有效地控制了地层移动。     

Ground movement induced by parallel EPB tunnels in silty soils

When constructing tunnels with poor geotechnical conditions in densely populated urban areas, there are many challenges including intolerable ground movement, face failure, and potential damage to adjacent structures (i.e., tunnels, piles, and pipelines). Earth pressure balanced (EPB) shields have been widely used to solve these problems. However, tunnel excavation causes release of in situ soil stress, which results in the soil movement. This paper focuses on field measurements of parallel tunnels using EPB shields in silty soils. Specifications on the ground profile, construction procedure, and field monitoring of pore pressure in the soils, ground subsidence, subsurface settlement, and horizontal displacement are reported. During shield advancement, the pore pressures in the soils showed the zigzag-shape distribution along the distance. The settlements indicated upheaval-subsiding behavior in the longitudinal direction. The soil settlement decreased from the crown of the excavation face to the ground surface and to the invert of the excavation face in the transverse direction. Outward horizontal displacements of soils adjacent to the tunnels and inward horizontal displacements of the soils near the ground surface were also observed before the tail injection. The second tunnel excavated rendered a slight squeezing effect on the first tunnel. These satisfactory measurements indicate the effectiveness of the EPB technique in reducing potential damage to adjacent structures.     

大粒径卵砾石地层盾构刀盘选型及适应性评价

大粒径卵砾石地层是北京地铁修建过程中开挖难度最大的地层之一,给土压平衡盾构施工造成了一系列的难题。刀盘是土压平衡盾构的重要构件之一,合理的刀盘结构型式是大粒径卵砾石地层土压平衡盾构高效、可靠运行的前提。为了找出适用于大粒径卵砾石地层的刀盘结构型式,以北京地铁九号线盾构工程为背景,开展大粒径卵砾石地层土压平衡盾构开挖原型试验,基于"北京地铁盾构施工实时管理系统"和"北京地铁建设安全风险技术管理体系"收集盾构关键施工参数,以现场掘进试验数据有基础,对盾构掘进效能、盾构关键参数地层适应性及刀具磨损情况进行了对比研究。研究结果表明:1)大粒径砂卵石地层辐条式刀盘适应性更好,掘进效率更高,对刀具的磨损控制更为有利;2)辐条式刀盘可适当增大开口率至55%~65%;3)大粒径卵砾石地层,辐条式刀盘比面板式土压力控制更加稳定;提高盾构掘进速度的同时,应注意盾构土压力的控制,合理的盾构推进速度应为20~60mm/min。     

砂土地层土压盾构隧道施工掌子面稳定性研究

土压平衡盾构在自稳性较差的砂土地层施工时若仓内支护压力过小可能诱发掌子面失稳,应引起高度重视。采用三维离散元方法分析了砂土地层土压盾构掘进与停机状态下的掌子面稳定性。研究建立了较为精细的土压盾构机模型并引入盾构动态施工过程,充分考虑了刀盘旋转切削土体与面板支撑对掌子面的影响,探讨了刀盘型式、隧道埋深以及刀盘转速等因素对掌子面极限支护压力与失稳区分布的影响规律,并从细观角度解释了砂土地层土压盾构隧道掌子面失稳机理。与既有研究相比,本文考虑了土压盾构动态施工对掌子面稳定性的影响,更加接近工程实际,研究成果可为确保砂土地层土压盾构隧道施工掌子面稳定提供参考。