粗粒径砂卵石地层中泥水平衡盾构下穿黄河掘进参数控制研究

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道采用泥水盾构穿越黄河粗粒径砂卵石地层,是中国下穿黄河的首条地铁盾构隧道。总结兰州地铁1号线泥水盾构下穿黄河的经验,以及高水压粗粒径砂卵石地层盾构机选型、盾构掘进参数设定、穿越黄河风险控制等方面的经验,对泥水盾构在粗粒径砂卵石地层下穿黄河的风险控制和国产盾构机的发展具有重要价值。研究结果表明:泥水盾构下穿黄河掘进参数对风险控制十分重要,盾构推力、泥水压力、注浆压力与水压力密切相关;深层沉降实测表明泥水盾构掘进对地层变形控制效果好,盾构顶部仅约0.5D范围为轻微扰动区;掘进以平衡水压力为主,采用Terzaghi塌落拱理论计算的泥水压力值更接近实际。     

富水大粒径砂卵石地层盾构施工适应性研究

以兰州轨道交通1号线奥体中心站—世纪大道站区间右线盾构试验段为工程背景,分别采用泥水平衡盾构机和土压平衡盾构机自两端车站始发,直至中间风井汇合进行到达接收,两盾构机全程穿越富水大粒径砂卵石地层,地质环境复杂、施工难度大。通过盾构机掘进参数、盾构施工难点及监测数据进行对比分析,得到了富水大粒径砂卵石地层盾构施工两种盾构工法的不同点及盾构选型依据。     

兰州地铁黄河隧道盾构掘进风险及控制分析

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间的黄河隧道采用国产泥水平衡盾构机施工,穿越黄河复杂高水压砂卵石地层,是我国目前为止黄河上首条城市轨道交通类隧道。因此,系统地总结了兰州地铁黄河隧道泥水平衡盾构机选型、泥膜制备技术、大粒径卵石地层掘进技术;对泥水平衡盾构穿越黄河的风险进行了详细分析,阐述了风险产生原因和应对措施;分析了盾构机使用过程及穿越砂卵石地层时出现的问题。     

泥水平衡盾构穿越砂卵石地层时的施工控制

泥水平衡盾构因具有掘进效率高、适用地质范围广等优点成为了修建穿越河流隧道的主要方法,但在富水砂卵石地层中,泥水盾构施工仍面临着种种挑战,如开挖面稳定性差、易超挖和易上浮等问题。结合沈阳地铁10号线在砂卵石地层穿越浑河段盾构施工区间,对泥水平衡盾构施工过程中切口水压、泥浆指标、干砂量、掘进速度、刀盘扭矩等施工参数进行理论计算与实测分析。针对施工中的难点,总结了富水砂卵石地层过河段的泥水盾构在正面稳定、土体损失率和隧道上浮等方面的关键控制技术,为今后类似情况的泥水盾构穿河施工提供了一定参考。     

富水砂卵石地层盾构施工引起空洞的机理及对策研究

在富水砂卵石地层中进行盾构掘进施工,由于砂卵石地层具备一定的特异性,地层空洞问题几乎是防范不了的,并且逐渐会发展到地表,进而使地表发生沉降,甚至会产生地表塌陷的问题。文章以成都地铁10号线为例,分析了富水砂卵石的现状,并且探讨了盾构掘进地层出现空洞现象的根本原因,研究了地层空洞扩散时空洞结构受力机制,提出了盾构掘进空洞问题产生后的应对建议,以提高富水砂卵石盾构施工的质量与水平。     

大直径土压平衡盾构在复杂地层中的应用

以都江堰至四姑娘山山地轨道交通土建1标项目的都江堰站至永丰站地下区间和永丰站至蒲阳站区间为工程背景，针对土压平衡盾构穿越高富水、大粒径砂卵石复杂地层进行研究，论述盾构的选型，分析掘进过程中存在的刀盘磨损严重、刀具更换困难、扭矩过大等实际问题，得出相关规律，采取针对性优化措施，从而使得刀盘结构对富水大粒径砂卵石地层的适应性更强，减少换刀频次，提高施工效率，大幅度降低施工成本，为类似地层的盾构施工提供一定的借鉴和指导。     

全断面砂卵石地层盾构施工难点分析及对策

以北京地铁19号线一期工程新发地站～草桥站区间盾构隧道为背景,对土压平衡盾构全断面穿越砂卵石地层面临的刀盘刀具磨损、开挖面稳定性、地表沉降及掘进参数控制等施工难点进行了分析,从盾构选型、关键施工参数设定和渣土改良等方面提出了相应的解决措施,并通过试验段掘进及地面沉降监测,验证了施工措施的有效性,可以为全断面砂卵石地层长距离盾构施工提供技术支撑和工程借鉴。     

无水砂卵石地层盾构刀具磨损的研究

介绍北京地铁10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,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。     

泥水平衡盾构掘进泥膜参数对地表沉降影响研究

沈阳地铁四号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越富水粉质黏土地层,采用泥水平衡盾构掘进模式.针对传统的泥水平衡盾构掘进模拟方法存在的缺陷,提出了一种考虑泥浆渗透及泥膜形成过程的泥水盾构掘进模拟方法,并建立了计算模型.计算结果表明,考虑泥浆渗透及泥膜形成过程,地表沉降比传统模拟方法要大;地表沉降随泥水支护压力的增大而减小;泥...     

砂卵石地层大直径盾构连续近距下穿铁路风险控制研究

砂卵石地层作为一种典型的力学性质不稳定地层,因其结构松散、孔隙大、黏聚力小,盾构施工风险高。而大直径盾构在全断面砂卵石地层中掘进时,因对土体扰动大,更易造成地表沉降,加大了施工难度。结合北京地铁新机场线08标某区间大直径盾构不仅要穿越全断面砂卵石地层又要近距连续下穿丰双、大李铁路实例,从设备适应性改造、试验段掘进分析、加固措施、参数控制、现场实测等方面论述了砂卵石地层大直径盾构顺利掘进并且有效控制地面沉降的风险控制技术。     

富水饱和砂性地层盾构长距离连续掘进施工技术

结合华电灵武电厂向银川智能化集中供热一期项目下穿黄河段盾构法隧道工程,从盾构机选型及优化、试掘进参数设置、施工参数统计与分析等方面介绍了"初心"号泥水平衡盾构长距离连续穿越饱和富水砂性地层施工技术的有效性。结果表明:盾构机选型及优化在保证了饱和富水砂性地层中连续掘进对刀盘、刀具的耐磨性要求同时兼顾掘进效率;盾构施工主要控制参数设置能控制地表沉降,克服了盾构机在饱和富水砂性地层中长距离连续施工风险。     

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.     

土压平衡盾构掘进对散粒体地层扰动和开挖面破坏特性研究

 采用自主研制的? 800 mm土压平衡盾构掘进试验系统,对砂卵石与砂土地层开展室内缩尺掘进试验研究,以分析土压平衡盾构掘进对地层的扰动特征;同时,针对室内缩尺掘进试验,开展离散元数值模拟以分析盾构掘进开挖面的变形与破坏形态。研究表明：砂土地层地表沉降曲面自上而下呈现逐渐收缩的“圆形漏斗”状,砂卵石地层地表沉降曲面自上而下呈现逐渐收缩的“V型河谷”状;砂卵石地层地表横断面沉降槽宽度系数相比砂土地层要小;2种地层地中沉降槽宽度参数都随地中深度比的增加而呈线性增大,相同深度比条件下砂卵石地层地中沉降槽宽度参数要小于砂土地层;砂土地层沉降时间效应曲线较为渐进和连续,而砂卵石地层则呈现突变性;2种地层开挖面破坏形态均为烟囱状,但砂卵石地层的开挖影响范围无论在横向还是纵向上都要小于砂土地层。     

富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数优化研究

如今盾构法施工在地铁建设中已得到广泛应用,砂卵石、软土等地层的盾构施工技术日趋成熟,而富水圆砾地层的盾构施工技术研究较匮乏。本文依托南宁轨道交通2号线三十三中~苏卢站盾构掘进区间,对富水圆砾地层段和圆砾泥岩复合地层段土压平衡盾构掘进参数进行对比分析,并对圆砾地层土仓压力取值范围的计算方法进行讨论。研究结果表明,圆砾地层掘进参数波动幅度较小,其中,盾构推力、刀盘扭矩、注浆压力三者存在相似的变化趋势,土仓压力则有所增长。复合地层中掘进参数中盾构推力、刀盘扭矩、注浆压力波动幅度更明显,但土仓压力基本保持稳定。采用Terzaghi松动土压力或静止土压力计算值作为圆砾地层土仓压力取值上限更为合理。三苏区间采用的掘进参数对地表沉降基本控制在5mm以内,对圆砾地层盾构施工具有借鉴意义。     

泥水平衡式盾构模拟试验系统的研制与应用

为了探究泥水盾构水下掘进控制和泥水平衡机理等问题,在调研国内外模型盾构设备的基础上确定泥水盾构的基本参数和工作模式,研制出泥水平衡盾构模拟试验系统,包括模型箱、盾构机总成、推进机构、液压动力系统、操作系统、深冷装置等主要部分。该系统可对最高100 m水头条件下泥水平衡盾构施工的主要过程进行模拟,可较真实地再现泥水平衡盾构掘进过程中泥膜的动态形成过程,从而阐明水土压力平衡的机理等关键技术问题,并可为泥水平衡盾构的设计和控制提供重要参数。以砂卵石地层为例配制相似地层和泥浆,并进行盾构试掘进,对设备的功能性进行验证,并初步研究了泥水盾构掘进过程中地表位移的时空变化规律和地层中泥膜的形态。结果表明,由于刀盘无超挖且地层开挖后直接由盾壳支撑,土体移动受到限制,地层变形主要由开挖导致的应力释放产生。排渣装置长度较长,可暂存的渣土量多,使得盾构通过前地表沉降随顶推力和刀盘、排渣装置转速的增大而增大;盾构通过后的地表沉降则由于盾壳与土体的摩擦作用有所减小。在盾构刀盘前方,泥浆渗入地层的范围大致关于盾构轴线对称,泥膜形态呈倒扣的"锅底"形分布,其范围约占刀盘外径的20%~43%。     

砂卵石地层重叠盾构隧道掘进相互影响及控制措施研究

在重叠盾构隧道的掘进过程中,后掘进隧道施工会对先掘进隧道产生一定的影响,导致先掘进隧道结构发生变形,甚者影响结构安全,有必要对砂卵石地层重叠隧道掘进进行研究。以成都地铁6号线某区间重叠隧道为工程背景,首先对砂卵石地层重叠盾构隧道不同掘进模式进行分析,从地表沉降的角度分析选择先下后上为最优开挖方式,分析重叠隧道施工后导致地表沉降存在一定程度的叠加效应。为保证砂卵石地层重叠盾构隧道掘进过程的安全稳定,对隧道重叠区域注浆加固,增强隧道间土体的抗压、抗剪能力,最后通过实测数据与数值模拟结果相对比,误差均在5%以内;先掘进隧道地表沉降横向变化近似U形,后施工隧道掘进时地表沉降变化整体增加但趋于平缓,有着明显的“滞后性”,注浆加固后土体变形得到控制。     

富水砂卵石地层大直径盾构近距离穿越建筑物施工技术

依托成都轨道交通17号线一期工程九江北站–白佛桥站盾构区间工程,该工程地层具有高富水、高砂卵石含量、高强度漂石的特点,给大直径(8.634 m)土压平衡盾构机在这类地层施工增加了难度。采用地表注浆预加固、盾构施工参数控制、洞内同步及二次注浆等技术措施,解决了大直径盾构近距(4 m)穿越建筑物施工难题,有效保证了盾构施工的安全,大直径土压平衡盾构机首次在成都富水砂卵石地层超近距离穿越建筑物的成功实施,为同类工程提供了施工经验。     

浅析盾构施工如何有效控制建筑物沉降

针对泥水平衡盾构在填海区砂性富水地层中掘进,如何通过对土压的设置、注浆压力控制、掘进速度、出渣量的控制,来有效减少建筑物的沉降,确保建筑物的安全,将盾构施工对周围环境的影响控制在最小的范围。     

基于层次分析法对富水粉质黏土地层中盾构掘进模式适用性的研究

富水粉质黏土地层中,盾构掘进模式的选择是否合理会直接影响盾构掘进效率和地层沉降控制效果.因此,根据泥水平衡盾构和土压平衡盾构掘进特点、隧道穿越的地层特点以及地表沉降控制要求,采用层次分析法建立了盾构掘进模式评价模型,并综合采用专家经验法和工程类比法,确定了模型中各因素的权重;利用该评价模型对泥水平衡模式和土压平衡模式掘...     

富水砂卵石地层土压平衡盾构刀盘中心注水系统改造研究

成都地区拥有独具特色的富水砂卵石地层,虽然随着我国隧道施工工艺技术的发展,盾构施工工法已日趋成熟,但是针对该地层的盾构掘进施工却一直未能取得良好效果.在此背景下,针对现有的土压平衡盾构进行改造,添加刀盘中心注水系统,使得土压盾构的适用范围大大增加,有效解决了喷涌及沉降控制不佳等难题,提高了渣土塑流性,保障了盾构在富水砂...