富水砂卵石地层土压平衡盾构掘进渣土改良技术

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层掘进过程中,由于土体流塑性差,土舱内的渣土无法及时排出,导致推进速度缓慢,盾构推力及刀盘扭矩增大等现象,易出现地表塌陷事故.为此,文章以成都地铁17号线一期项目盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫剂或泡沫剂+膨润土作为土体改良剂对砂...     

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术

成都地铁1号线的盾构掘进表明,在砂卵石地层中开挖刀具的磨耗非常严重,平均120～150m需全面更换一次刀具.结合成都地铁1号线盾构3标项目,对浅埋富水砂卵石地层条件下的土压平衡盾构带压换刀技术进行了有益尝试并获得成功,从而形成了相关成套技术.主要包括带压换刀工作气压值的经验计算公式,膨润土泥浆的配合比和制备流程,以及按"到达预定换刀地点前"、"到达时"、"换刀结束后的恢复掘进"三阶段控制的施工工艺.     

土压平衡盾构在砂卵石地层长距离穿越河流施工关键技术

从盾构机的改造,浆液配比试验,渣土改良等几个方面论述了土压平衡盾构隧道长距离穿越砂卵石地层并穿越河流的施工技术。在试掘进阶段对盾构掘进主要控制参数包括推进速度、刀盘推力、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘转速、注浆参数等进行了调整。在掘进过程中严格按照试掘进阶段的参数执行。实施效果表明,完全达到了刀盘刀具的耐磨性要求,保证了盾构机在砂卵石地层中长距离穿越河流的安全。     

富水砂卵石层土压平衡盾构下穿污水干管技术

根据成都地铁1号线倪家桥站一省体育馆站盾构工程实例,对富水砂卵石地层条件下土压平衡盾构近距离下穿污水干管施工技术进行了总结,为今后类似盾构工程施工提供了一定指导和经验。     

6.28m土压平衡盾构在无水砂卵石地层中建造电力隧道技术

以正在建造的北京市海淀区西北热电中心——远大220 k V送出工程L2线第3标段,外径为覫6 m的盾构电力专用隧道为典型实例,阐明盾构电力专用隧道替代传统电力隧道(明挖深埋与暗挖及顶管)的优越性,并介绍了盾构在无水砂卵石地层中掘进的难点及解决办法,为类似工程施工提供了参考。盾构电力专用隧道在国内外电力事业发展的技术市场上具有广阔的应用前景。     

成都地铁富水砂卵石地层盾构适应性分析

以成都地铁1号线试验段盾构工程为依托,探讨了针对成都地铁富水砂卵石地层,两种不同类型盾构的适应性,得出了在富水砂卵石地层中更适宜采用土压平衡盾构施工的结论,可供类似工程参考。     

无水砂卵石地层土压盾构施工泡沫技术研究

使开挖土体处于良好的塑流状态,是保证土压平衡盾构顺利掘进的重要措施。无水砂卵石是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此条件下掘进,土体塑流性差,刀盘及螺旋输送机磨损严重,开挖面土压平衡不易保持,容易崩塌。以北京市凉水河南岸污水盾构隧道为背景,在加泥的基础上,针对砂卵石地层对泡沫技术进行了室内试验研究和现场应用,与单独加泥的效果进行了比较,并分析了泡沫的作用机理。使用泡沫后,不仅有利于保持开挖面土压平衡,而且机械负荷及刀盘磨损大大减轻,对于保证盾构顺畅地切削排土及匀速推进具有非常重要的意义。     

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...     

富水砂卵石地层土压平衡盾构水土压力计算分析

根据成都地区的地质条件和盾构施工特点,阐述了富水砂卵石地层盾构掘进的水土压力计算方法,并探讨了盾构掘进施工中水土压力的控制措施,有效降低了盾构施工风险。     

无水砂卵石地层盾构施工

为降低刀具磨损、尽量减少开仓换刀,无水砂卵石地层盾构施工时,应优先选用不安装滚刀的大开口率刀盘和卵石输出能力强的无轴螺旋,大卵石含量高的地层还应考虑加装大稠度的膨润土液注入系统。宜保持低土压掘进,控制土体改良材料添加量,使卵石能随砂子经螺旋输送机排出。做好同步注浆、盾构配件等环节管理,以保持均衡连续施工。     

盾构施工隧道开挖面上覆土压力的研究

以隧道上覆土压力为研究对象,对隧道上覆土压力的3种经典计算方法进行了分析,认为松动土压力理论较适合土质浅埋隧道上覆土压力的计算;确定了盾构开挖面上覆土体松动区域,推导了三维松动土压力计算公式,给出了开挖面上覆土体不同松动程度下的土压力计算方法。该计算方法为后续研究开挖面失稳奠定了一定的理论基础。     

砂卵石地层盾构开挖面稳定性分析

分析了成都砂卵石地层工程地质和水文地质条件,通过大型三轴试验对砂卵石层力学特性进行了研究。针对砂卵石层粘聚力低、离散性强的特点,选用颗粒离散元法作为数值计算工具,通过对大型三轴试验的数值模拟,对砂卵石层的细观参数进行了标定。研究了支护压力对开挖面变形、地表沉降、开挖面的最大位移和土层应力的影响。研究结果表明：1)开挖面土体破坏形状和砂土的离心试验模型相符;2)当支护压力较小时,开挖面前方土体颗粒接触力很低,颗粒流动趋势明显,因此容易引起超挖,从而导致盾构施工后形成地层中的空洞;3)开挖面前的上方土体成拱作用明显,即使土层内部形成空洞也不会立刻引起地面塌陷,这是目前成都盾构施工引发地面滞后沉降的主要原因。     

沈阳富水砂卵石地层泥水盾构适应性研究

在砂卵石地层中地铁盾构掘进普遍面临着盾构载荷过大、刀盘刀具磨损严重、开挖面易失稳以及掘进速度缓慢等实际施工问题。为提高盾构在此类地层中的适应性,应选择合适的盾构类型,合理配置盾构设备并使施工参数之间有较好的匹配性,以保障盾构施工顺利高效进行。以沈阳地铁10号线11标砂卵石地层盾构区间为依托,通过对泥水盾构在此类地层掘进的适应性问题进行分析总结,提出了针对性的掘进参数匹配方案、泥浆配比建议以及刀盘刀具配置要求。相关结论可为今后类似地层条件下的泥水盾构施工提供较为全面的参考。     

富水砂层土压平衡盾构关键施工技术

沈阳地铁二号线会展中心站一世纪广场站隧道盾构区间穿越中粗砂、砾砂层,砂性土层内摩擦角大,碴土流动性差,排土困难,地下水量丰富、水压高,因此盾构掘进控制困难,容易造成地表沉降.从土压平衡盾构的适应性、刀盘和螺旋输送机的结构、刀具的配置和加固、碴土改良措施、沉降控制方法等方面介绍土压平衡盾构穿越砂层的施工技术.在施工过程中,通过采取同步注浆、二次注浆、加强施工监测等措施保证了既有线行车安全.     

成都砂卵石地层桩锚支护侧土压力实测分析

为了得出砂卵石地层条件下实际作用于支护结构上的土压力分布模式,基于成都典型砂卵石地质条件的现场监测数据,对深基坑开挖过程中实测土压力进行分析研究。结果表明：砂卵石地层条件下实测土压力呈类波状的非线性分布;桩顶下约3 m范围内实测土压力位于朗肯主动土压力与静止土压力之间;距桩顶约3 m以下的实测土压力远小于朗肯主动土压力;水平位移对圈梁和基底处的土压力的影响很小,并分析了出现这种情况的合理性,对类似深基坑支护体系的设计具有重要的参考价值。     

砂卵石地层圆形隧道施工引起的土体移动特征

采用室内模型试验研究了不同地层损失率下的地表沉降及地中位移分布,揭示了砂卵石地层圆形隧道施工地层损失引起的土体移动特性及传播机制。试验结果表明:不同地层损失下地表沉降槽同样具有高斯分布函数形态特征,距隧道中心线1D范围为地层沉降的主要区域,该区域沉降受地层损失的影响最大;水平位移量值较大,最大水平位移出现在隧道左侧拱肩斜向上至地表的区域;地层颗粒的移动方向总体指向地层损失产生区域,同时受地层损失的大小、形态及分布特征等因素的影响;地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而缓慢增大。研究表明,不同地层损失下土体的松动、塌落及重新固结是砂卵石地层位移的主要原因,由于地层损失导致砂卵石地层物性参数的改变和颗粒在水平方向的移动和填充作用,使得地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而改变。     

超大直径土压平衡盾构施工土体改良试验研究

盾构推进时开挖面的稳定对控制沉降起着决定性作用,要求开挖面土砂具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小等特性。但是一般土壤不能完全满足要求,需要对开挖面土体进行改良。为此,以上海外滩通道工程为背景,试验研究了土体改良技术对超大直径土压盾构隧道适应性问题。通过室内试验验证了泡沫和膨润土对上海典型土体的改良效果;根据模拟推进试验结果确定了添加剂加量、发泡率等参数;最后通过现场试验探讨了改良效果,从而验证了土体改良技术适用于超大直径盾构隧道。     

砂卵石地层基坑开挖土体本构模型辨识研究

随着基坑工程分布的广泛性,施工过程中会遇到各种复杂的地质条件,其中砂卵石就是一种广泛分布的特殊地层。为了解砂卵石地层中基坑开挖的变形特征,探究砂卵石土体的本构模型,该文首先详细介绍了Harding-Soil模型的理论基础,然后采用均匀设计(UD)与有限元(FEM)计算相结合的方法对本构模型的未知参数进行辨识,均匀设计可以减少计算量并保证试验方案的科学性、准确性,最后结合长沙地区某在建砂卵石地铁深基坑工程进行实例验证Harding-Soil模型描述砂卵石地层开挖行为的适用性。有限元计算结果表明Harding-Soil模型能较准确的描述砂卵石基坑的变形特征,且利用均匀设计(UD)与有限元(FEM)计算相结合的方法对本构模型的未知参数进行辨识是可行的。     

上软下硬地层中盾构开挖面稳定的可靠度研究

考虑到土体参数的变异性,为了更科学合理地评价盾构隧道开挖面的稳定性,本文结合深圳地铁5号线特殊地层的特点,提出用可靠度方法研究上软下硬地层中开挖面稳定性。在参数不确定的地层工况下,采用数值模拟方法,通过四种神经网络方法预测开挖面支护压力比,选择预测误差最小的GRNN网络方法映射出足够多的压力比,统计求支护压力比概率分布特征。最后建立隧道开挖面稳定的极限状态方程,运用MATLAB软件编写计算可靠度程序,对开挖面的稳定进行可靠度分析。该研究能够科学合理地评价开挖面的稳定程度,对于盾构施工过程中合理地设定开挖面支护压力也具有一定的指导意义。