复杂地层泥水盾构泥浆及渣土综合处理施工技术

为解决由于黏土或含泥量大的地层造浆能力强,泥水盾构掘进产生废弃泥浆量大及砂层或含砂率高的地层中渣土富含的砂石资源存在浪费,利用不充分的问题,本文以新白广城际白云机场隧道段工程为例,通过重点介绍工艺流程、材料设备投入及操作要点,分析"盾构弃浆代替膨润土用于同步注浆+压滤机泥浆处理+洗砂机筛分渣土"综合处理工艺在盾构泥浆零外运及盾构渣土资源利用上的处理效果.     

泥岩砂卵石复合地层盾构渣土含水特征分析

为探究成都地区泥岩砂卵石复合地层盾构渣土的含水特征,依托成都30号线一期工程对土压平衡盾构渣土开展了一系列土工试验测定。实验表明：复合地层盾构渣土含水率位于25.7%～38.2%之间;渣土液限位于21.4%～28.7%之间,渣土塑限位于14.9%～15.1%之间;渣土渗透系数范围在4.58×10^-5～5.34×10^-5 cm/s之间;渣土pH值在8.8～8.9之间。     

软弱复杂地层泥水盾构泥水循环系统控制技术研究

以某地铁盾构区间为例,对软弱复杂地层下泥水盾构泥水循环系统控制技术要点进行了研究,研究结果表明:在淤泥质土等黏性较大的地层,应适当降低泥水压力,提高压滤效率,控制跑浆现象的发生;在砂性地层,应适当提高泥水压力,并提高泥水循环系统的造浆能力。相关结论可为类似工程提供参考。     

泥水盾构泥浆输送渣土冲蚀磨损力学性能的研究

为探究泥水盾构泥浆输送渣土时对弯管的冲蚀磨损规律,基于计算流体力学方法,利用FLUENT软件对泥浆弯管输送含粗渣土(≥20mm)泥浆的冲蚀磨损过程进行模拟仿真,采用单因素方法分析了泥浆流速、泥浆黏度和渣土体积分数3种因素对弯管冲蚀磨损的影响规律。通过室内试验对泥浆磨损性能进行探究并验证模拟仿真的正确性。研究表明：泥浆流速对弯管的磨损率和磨损位置均影响显著,并且与磨损率呈正相关;渣土体积分数主要影响磨损率;泥浆黏度对弯管磨损状况影响不大;主要磨损区域均集中在弯管30°附近。     

泥水盾构在岩溶地层中的施工技术

针对广州市轨道交通9号线隧道地层中溶（土）洞的处理方法进行研究并采取针对性的措施,通过对掘进措施、刀具配置情况、磨损情况以及地面沉降情况等进行研究,从而确保盾构施工时的沉降控制和刀具能够满足盾构的长距离掘进要求。     

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。     

粉细砂地层大直径盾构下穿大堤风险控制研究

城市中修建过江隧道通常要穿越两岸防洪大堤,盾构的掘进势必会扰动大堤下卧地层,引起地层位移,以往工程实例研究显示,大堤沉降比普通地表沉降要大很多,而不均匀沉降过大将导致大堤开裂,威胁到大堤的稳定性与安全性。本文基于长沙市南湖路湘江隧道工程实例,对大直径泥水盾构斜下穿湘江西岸防洪大堤过程中,大堤超载、偏压以及大堤下卧饱和粉细砂地层引起的施工风险进行分析,同时提出大直径泥水盾构斜下穿大堤时泥水压力、顶推力参数设置和饱和粉细砂地层中掘进速度控制的相关措施。     

泥水盾构施工中同步注浆浆液的试验控制

广深港客运专线狮子洋隧道泥水盾构施工采用了同步注浆技术,有效控制了地表沉降,通过对注浆浆液配合比和施工的试验控制,注浆效果理想.     

谈土压平衡盾构粘土地层渣土改良技术

在粘土地层中进行土压平衡盾构施工易造成掘进效率低、设备损害大,甚至刀盘结泥饼等问题。结合无锡地铁3号线旺庄路站—黄山路站区间穿越全断面粘土层盾构施工案例,提出了盾构在粘土地层中掘进采取的渣土改良技术措施与盾构推进参数,为今后类似工程提供参考和借鉴。     

北京高水压卵石地层泥水盾构适应性分析

合理的盾构选型是保证盾构安全顺利施工的基础。本文以北京地铁8号线三期王府井站～前门站区间为工程背景,针对北京地区少有的深埋、高水压、富水卵石地层,通过对比邻近已有工程的施工情况,确定了盾构类型及刀具布置,对盾构推力、刀盘扭矩、开挖舱泥水压力进行了计算,并与盾构实际施工参数进行对比,结果表明,泥水平衡盾构在北京地区的深埋富水地层具有一定适用性,撕裂刀与切刀的组合布置有效适用于该地层;实际施工参数与理论或经验计算结果较为吻合,同时均保持在盾构机的额定配置范围以内。为类似深埋地层的盾构选型提供一定的借鉴和指导作用。     

溶洞地层盾构施工技术探讨

以广州地铁五号线岩溶地层盾构技术处理措施为例,分析了溶洞的特点和分布特征.采用钻探法和CT法结合的勘察方法,论证了盾构通过岩溶地层的特殊处理办法,结合盾构施工情况对隧道进行检测,结果表明注浆均达到设计效果.最后,总结盾构掘进过程中需要注意的问题,保证施工质量.     

盾构穿越引起运营隧道沉降的注浆控制研究

新建地铁盾构隧道穿越施工,容易导致被穿越运营隧道的不均匀沉降变形,从而引起道床与管片脱开、隧道纵缝张开、隧道渗漏水等情况。运营隧道的过大差异沉降,如不及时控制,任其发展,将严重影响地铁的运营安全。通过上海轨道交通2号线区间隧道由于新建11号线盾构施工引起的差异沉降注浆控制研究,探讨软土地区地铁隧道结构沉降变形的控制措施,对其施工措施和注浆效果的进一步分析总结,可以为今后其他线路区间隧道结构整治提供参考。     

泥水盾构盾尾泄漏处理实例

盾尾泄漏对盾构掘进影响非常大,严重的甚至可能造成地面沉陷、水淹隧道等事故,因此掌握盾尾泄漏的处理技术在盾构施工中非常重要,文中介绍某泥水盾构工程盾尾泄漏的施工处理经验,供同行参考。     

富水砂层泥水盾构施工孔隙水压反应研究

依托长沙市南湖路湘江大型江底盾构隧道工程,对大直径泥水盾构掘进引起的富水粉细砂地层孔隙水压力反应进行了分析研究。基于孔隙水压力测试数据,分析了大直径泥水盾构在富水粉细砂地层掘进时地层孔隙水压力的分布情况及变化规律。采用ABAQUS有限元软件建立了三维流固耦合数值模型,对泥水盾构施工引起的富水粉细砂地层孔隙水压变化进行模拟计算,对比现场测试数据,验证了本文三维流固耦合数值模型的合理性;将三维流固耦合模型应用于地层不同渗透性条件下孔隙水压力反应模拟计算,分析地层注浆加固后孔隙水压力扰动规律,评价加固效果,得出富水粉细砂地层盾构施工对孔压的扰动可采取预注浆加固进行有效控制结论。     

泥水盾构同步注浆材料试验研究

论述了系统研制同步注浆浆液的方法,通过室内和现场注浆配比试验,得出一种充填性好、可注性好、保水性好、早期强度高的单液惰性浆,并给出了浆液的具体配比。该浆液在上海市西藏南路越江隧道工程中得到了使用和改进,监测资料证明该浆液在减少地面沉降等方面具有较好的工程特性。用数值模拟方法分析了注浆参数的调整对地表位移的影响,由数值计算的结果可知,盾构同步注浆浆液的弹性模量、注浆量和注浆压力增大都会使地层位移减小,对于控制地表沉降的效果而言,注浆量和注浆压力增大较浆液弹性模量的增大明显。     

富水砂卵石地层地铁盾构施工若干问题及对策

成都地铁工程大规模穿越市域富水砂卵石地层,该地层具有地下水位高、卵漂石含量高和卵石强度高等“三高”特点。一号线前期大量出现刀盘刀具磨耗严重、换刀频繁、带压换刀失效、刀盘结泥饼等现象,严重制约了盾构的掘进效率。在回顾成都地铁一号线一期工程前期盾构选型和施工的若干问题的基础上,提出并总结了富水砂卵石地层盾构选型和配置的一些具体对策,包括:树立“排出为主,破碎为辅”的地层处治理念,调整刀盘和螺旋出土器的结构型式、刀盘开口率、刀具布置型式,改进同步注浆浆液配比,优化泡沫系统和搅拌系统,改进碴土改良系统等。成都地铁一号线一期工程中后期以及二号线一期工程的施工实践表明:以上调整是有效的,盾构换刀距离和盾构施工平均月进度都获得了显著提高。     

盾构隧道穿上软下硬地层掌子面顶推力优化研究

上软下硬复合地层是盾构施工中经常遇到的一类地质状况,在这种特殊地层条件下进行盾构施工有很多难点,结合深圳地铁7号线穿越上软下硬交界地层的工程实例,采用数值模拟的计算方法,对盾构隧道穿上软下硬复合地层(“由软入硬”及“由硬入软”)掌子面各分区内顶推力进行优化分析,结果表明:在盾构掘进穿越上软下硬地层的过程中,适当减小上部分区内千斤顶推力并增大下部分区顶推力的措施可以有效减小“由软入硬”段管片应力(S1减小2.76%~3.1%、S3减小3.39%~3.46%),并得出掌子面上中下分区内千斤顶推力的比例在8∶13∶18~10∶13∶16范围内较为合理。但这种调整盾构姿态的措施会使地表沉降出现增大趋势,而在实际工程中则可以适当增大土仓压力来抑制地表沉降的增大。     

盾构隧道壁后注浆固结装置研发及试验研究

鉴于标准固结试验研究壁后注浆体固结特性的局限性,分析总结了现有固结装置的不足之处,设计发明的分段式有机玻璃柱-气压活塞式固结装置,能够实现20 cm的壁后注浆体厚度和不同地层排水条件的模拟;特制橡胶活塞能够有效解决组装过程中气体滞留问题,保证浆体各部分固结排水程度一致;加压系统最高可保证0.8 MPa固结压力的施加,压力精度达0.01 MPa;数据采集系统可以自动采集浆体及地层内的孔压消散情况,准确反应浆体的固结排水程度。改进的气压活塞式固结装置,不仅可以研究浆体固结排水及浆液扩散过程,还可以进行不同浆液与地层的匹配性、固结试样的无侧限抗压强度和弹性模量等力学参数的测试,实验结果可以为壁后注浆施工工艺的优化提供数据支撑。     

加固厚度对软土地层大直径盾构隧道抗浮的影响

为研究软土地层隧道工程中软土地基的加固厚度对隧道上浮量的影响,以珠海市横琴杧洲隧道为依托,采用小应变硬化模型(HSS模型)作为软土本构模型,在PLAXIS 3D软件中建立了软土地层大直径盾构隧道的有限元模型,计算并对比了不同环形加固厚度下的隧道上浮量、河底土体位移和隧道周围土体的受扰动范围。结果表明:未对软土进行加固时,数值模拟得到的土体位移与二维理论推导的结果吻合较好; 软基地层预加固处理能使加固土体与隧道整体抗浮,有效抑制隧道局部的上浮变形; 软土加固厚度为0.10D(D为隧道外径)时,河底上浮量和隧道上浮量分别比未加固时减小了32.8%和36.4%,隧道上浮量和地层受扰动区域随加固厚度增加逐渐减小; 该工程中隧道环形加固厚度大于0.20D时,计算得到的管片上浮量控制在30 mm以内,河底最大上浮量控制在20 mm以内; 根据管片接头错台量和隧道上浮量的关系得到可控制管片接头偏差在5 mm以内,满足规范中管片拼装和验收时接头允许偏差量的要求。     

砂层中地铁暗挖隧道施工技术研究

沈阳地铁青年大街站-怀远门站区间隧道主体结构全部位于中粗砂、砂砾层中,结构底板埋深23·5~17·5m,砂层由于其不稳定性、极强的透水性,对地铁暗挖施工提出了很高的要求。该文主要阐述地铁区间隧道的施工方法及砂层的加固处理措施,对沈阳地铁的暗挖施工技术提出相关的意见与建议。