超大直径盾构小半径曲线掘进的管片结构受力分析

以深圳春风隧道工程为背景,采用三维数值模拟的方法,对超大直径盾构小半径曲线掘进进行有限元模拟,基于不同推力、不同地层条件分析管片主应力与变形量特征,得出管片变形规律。研究结果表明：盾构在微风化岩小转弯半径掘进过程中,不同推力差对管片最小主应力的影响主要体现在第1环管片,推力差越大管片最小主应力越大;不同推力差作用下管片产生的最大变形增量均较小。在中风化板岩地层中,第1环和第2环最大主应力明显增大;第3环管片及其后各环管片最小主应力增大明显;各环管片最大变形增量也相应增大。微风化围岩可以很好的约束管片结构变形,进一步减小盾构小曲线掘进过程中对管片结构受力、变形的不利影响。     

小半径曲线隧道盾构始发方式对轴线偏移的影响规律

曲线隧道需严格控制盾构施工轴线与设计曲线之间的偏移量。为此,推导了切线始发、割线始发以及内外侧预偏移始发时盾构机的轴线偏移量计算公式,提出了减少盾构始发偏移量的解决办法。在分析各种始发方式对直线段和姿态调整段的盾构轴线偏移的影响规律的基础上,探讨了盾体与连接桥之间转动受限时的解决办法。结果表明：小半径曲线段盾构施工宜采用割线始发或外侧预偏移始发,其中外侧预偏移始发的最大偏移量明显小于割线始发,且外侧预偏移始发比割线始发更易控制姿态调整段的偏移量;当线路转弯半径与盾构最小转弯半径相接近时,盾构始发后应提前调整盾构姿态,否则姿态调整段的最大偏移量很容易超过规范允许值;小半径曲线段盾构始发时,盾体与连接桥的转角容易超过盾构机的允许范围,应考虑将盾构设计轴线往曲线内侧适当平移。     

小半径曲线盾构隧道地面沉降变形特征研究

以某电力盾构隧道土压平衡盾构掘进施工为背景,对小半径曲线段和直线段施工期地表沉降变形进行现场监测试验,分析研究小半径曲线盾构隧道扰动效应的特征。结果表明:小半径曲线段地表沉降最大点经历了隧道外侧－拱顶－内侧变化迁移过程,即盾尾通过监测断面后,其最大沉降点稳定在曲线内侧,与直线段最大沉降点发生在拱顶位置明显不同;直线段沉降曲线符合ＰＥＣＫ模型,拟合结果与监测数据总体相一致;结合水平位移监测成果论证分析了曲线段地表沉降变化特征的内在原因,认为与曲线内侧的超挖及曲线空间效应相关联。研究成果对小半径曲线盾构隧道施工扰动监测及控制具有参考指导意义。     

高盾构区间盾构曲线始发技术

正以成都地铁8号线殷家林站～高朋大道站区间地铁施工为例,工程地质及周边环境较为复杂。其主要技术控制节点为始发、过站、到达、管片拼装、掘进参数优化、穿越建筑物、穿越西环铁路、下穿既有地铁线路等几项重点阐述。一、工程概况殷家林站～高朋大道站位于成都市武侯区科园大道路与南三环路五段之间,区间线路由殷家林站起往正北方向下穿至高朋大道站风亭。该段区间最小平面曲线半径为350m,最大纵坡为24‰,隧道埋深8.40～25.09m。区间左线里程范围为ZK29+193.259～ZK30+285.013,长链     

区间盾构隧道曲线始发施工技术

以深圳地铁7号线工程黄木岗站至八卦岭站区间左线盾构施工为背景,阐述区间盾构隧道曲线始发施工技术。通过在电脑上反复模拟,确定盾构采用割线始发方式。黄木岗站至八卦岭站区间左线采用割线始发,其成型隧道轴线最大偏差在50mm内。     

小半径曲线盾构隧道研究的几个问题与初探

以三版(92/03/13)地铁设计规范中线路平面最小曲线半径的取值标准为切入,指出曲线最小半径的取值和地铁线路的分类有关,认为其他行业对盾构隧道的最小半径取值标准规定未基于实际使用服役环境工况,预测未来城市复杂环境下地下管廊基础设施的规划、设计和建设不可避免面临更多的小半径曲线盾构隧道。结合工程实测数据,对小半径盾构隧道管片行为进行了分析,发现小半径曲线段盾构施工总推力与直线段存在明显差异,认为合理控制小半径曲线段施工管片所承受的不平衡推力、保证管片与围岩体之间开挖空隙的有效注浆填充及提高注浆体初凝强度应成为预防管片病害的关键性技术。对小半径曲线盾构隧道土压力问题进行了浅析,认为水平向土拱问题和经典太沙基所提出的竖向土拱问题共同构成小半径曲线隧道的两类土拱问题;同时,小半径曲线盾构隧道中主应力轴旋转所产生的强度问题值得注意。     

南昌地铁2号线土压平衡盾构小半径曲线的掘进技术

为有效解决在小半径曲线区间隧道施工中出现的盾构姿态偏离超限、管片错台、破损、渗水等问题,从实验的角度出发,研究分析了如何通过调整施工参数、掘进方法等措施进行盾构机纠偏。根据研究发现,小半径掘进时推进速度对偏差影响较大;盾构机中心线和管片几何中心线之间的夹角是管片产生错台、破损开裂的主要原因;管片的受力不均是小半径曲线段管片渗漏水的主要原因。通过改变盾构机的推力等措施,解决了上述问题,达到了预期的目的,可以为类似工况下的盾构施工提供借鉴和参考。     

超大直径盾构机分体始发阶段侧方位出渣施工技术

盾构机分体始发时,由于空间限制因素,无法按照常规实现中间出渣的方案进行,为了解决这一难题,对超大直径盾构机始发时侧方位出渣的方案进行了比较分析,通过增设横向小皮带方案改造设备,即满足了出渣的需要,又满足了盾构施工安全、快捷、高效、经济的需要。     

超大直径盾构施工地表沉降分析

结合工程实例对超大直径泥水平衡盾构地铁隧道施工引起地表沉降的实测数据进行了分析。得出了隧道中心线上方地表在盾构推进过程中变形的一般规律及地层损失引起的地表横断面沉降的形态。用Peck公式对横向沉降槽实测数据进行拟合,得出了地表沉降槽宽度系数及地层损失率等特征参数的一般范围。对盾构推进过程中的停机情况对地表沉降的影响进行了分析,并提出了一些建议。分析成果对于城市超大直径泥水盾构工程有较好的参考价值。     

大直径盾构中间风井双向快速始发施工技术研究与应用

以成都轨道交通19号线二期工程蓝天盾构区间为例,论证其双向始发工序在安全和功效方面存在的风险和问题,结合中间风井主体结构研究优化始发方案,采用盾构井整体对角始发;阐述整体始发掘进分阶段采取的措施及功效,实现了大直径盾构中间风井双向快速、安全始发。     

地铁区间隧道超薄覆土下大直径盾构始发与接收技术

针对超薄覆土条件下大直径盾构始发与接收对土体扰动大、盾构机掘进参数及姿态难控制、地面沉降坍塌等施工安全风险问题,提出了采取地面袖阀管注浆加固、端头地层素混凝土换填、洞门大管棚超前加固和盾构掘进参数控制的措施,建立了地铁区间隧道超薄覆土下大直径盾构始发与接收技术。该技术成功应用于成都地铁18号线天～龙区间的始发与接收,地表沉降最大值仅为2. 9 mm,确保了施工安全。     

盾构机在小半径曲线段隧道掘进姿态纠偏施工技术

成都地铁4号线二期东三环站至蜀王大道站区间隧道在盾构掘进至小半径曲线段时,由于盾构机导向系统、设备自身问题以及地层原因,盾构机姿态及管片姿态偏差达100mm以上,对此,通过调整管片选型、油缸推进力及行程、注浆压力及配比、增加垫块、铰接油缸行程等一系列措施,将盾构机姿态及管片姿态调整到设计允许范围,达到了预期效果。     

超大直径泥水盾构隧道施工地面沉降实测分析

随着城市地下交通工程的迅速发展,盾构隧道在软弱土层及繁华市区地下交通建设中得到越来越广泛的应用。然而,盾构隧道施工的进步与发展并未能从根本上避免施工过程中的地表变形。本文将以上海实际工程实例为背景,利用现场监测数据,对超大直径泥水盾构隧道在不同施工阶段所引起的地表沉降大小、变形规律等问题进行分析探讨,最后将实测数据与经验公式计算结果进行对比与分析。     

探讨超大直径盾构管片钢筋笼流水化生产工艺

随着我国地下空间工程的飞速发展,盾构管片得到越来越多的应用。传统盾构管片钢筋笼制作多采用固定模台,耗费人力,占地面积大,效率较低。以北京东六环改造工程为例,采用现代化钢筋加工设备以及自动化流水线制作钢筋笼,经过一系列的优化改进后,解决了流水作业的难题,相较固定模台制作方式,流水化作业大大降低了劳动强度,节省了人力成本,...     

超大直径盾构下穿地下管线的变形及其安全控制研究

城市地下管线铺设密集,在近距离隧道施工下极易受到扰动,因此实现隧道施工中地下管线的安全控制十分重要。根据施工前期地表沉降与管线受力变形关系,提出当隧道推进方向与地下管线垂直时,基于管线的极限变形能力确定地表沉降控制值,并依托上海虹梅南路隧道工程中的实测数据以及ABAQUS有限元软件数值分析方法,研究超大直径泥水盾构施工中地埋管线的变形及安全控制的相关问题,为实际工程中管线事故的预防及控制提供参考。     

盾构始发井基坑爆破施工技术

水天盾构始发井基坑9号岩层属于裂隙岩,爆破施工中极易造成大块岩层的整体松动,为此,在基坑爆破施工中采取了浅孔微差爆破和光面爆破相结合的措施.浅孔微差爆破可减小产生大块岩石的几率,光面爆破可保护岩台,爆破出较为平整的岩面,还可控制超挖量,节约喷锚料.两种爆破方式结合,既保护了岩台,节约了喷锚料,又减少了工程量和投资,是一...     

小半径曲线钢箱梁桥顶推施工箱梁横向倾覆稳定性研究

目前曲线箱梁桥顶推施工在工程实际中得到了广泛应用,相对于直线桥,顶推中小半径曲线桥的箱梁受力更为复杂,箱梁体易发生横向倾覆,应该加以高度重视.为此,以一小半径曲线钢箱梁桥为工程背景,应用箱梁横向倾覆稳定系数计算方法,针对施工中最不利工况,在顶推施工过程中的不同阶段悬臂长度与成桥跨数对箱梁稳定的影响,建立小半径曲线箱梁桥...     

超大直径盾构掘进引起地表纵向变形规律分析

为建立盾构掘进所引起地表变形的理论分析模型,从上海市北横超大直径盾构隧道工程现场地表纵向变形实测数据统计分析出发,采用有限元软件模拟盾构隧道施工,重点研究刀盘前方地表变形与施工参数间的相互关系.研究结果表明:当土体达到被动极限状态时,刀盘前方最大隆起值约为10 mm,隆起形式近似为二次抛物线;同一埋深比情况下,刀盘前方...     

地质工程是超大直径盾构施工安全的基础

<正>近15年超大直径盾构高速发展,从穿江越海的水下走到高楼林立的城区,从较单一的软弱地层进入到全断面岩层,埋深及独头掘进长度也逐步加大。随着盾构隧道向大直径、大埋深、长距离方向发展,绝大部分要遇到复合地层。地质是盾构施工的基础,地质工程的创新对超大直径盾构施工的影响更加直接和重大。在普遍关注盾构机自身技术进步的同时多关注地质工程同样是必需且有意义的。     

南水北调中线穿黄隧洞盾构始发技术

南水北调中线穿黄隧洞的盾构始发深度大、地质条件差、地下水位高、始发空间狭小，始发进洞时涌水涌砂的风险很大。施工中制定了严密合理的工序，重点对始发区进行高喷和冷冻加固，安全顺利地实现了盾构始发。