杯型水平冻结法端头加固与钢套筒辅助的盾构接收技术

盾构接收是复杂软弱富含水地层盾构施工的关键风险点。针对某地铁车站端头隧道施工中所遇到的特殊工程地质条件,提出并采用了杯型水平冻结法端头加固与钢套筒辅助的盾构接收施工工艺。采用工程应用与实测相结合的研究方法,对水平冻结加固区的温度以及盾构接收期间地表沉降进行了现场实测研究。分析了冻结壁温度变化规律,判断安装和切割钢套筒时机,确保了钢套筒顺利切割。总结了软弱富含水地层钢套筒盾构接收技术的特点及难点,有效地避免了盾构接收过程中涌水、涌砂的风险,保障了盾构的安全接收。     

滇池区域软弱富水地层盾构快速出洞技术研究

在昆明轨道交通五号线全线盾构施工过程中,由于存在的软弱富水地层为湖泊沉积地层,包含泥炭质土层、黏土、粉土、粉砂等多种地层,地下水位高,含水量大,出洞后洞门涌泥涌砂无法迅速封堵,上部地面塌方、端头沉降严重,全线多次进行盾构始发接收端头涌泥涌砂抢险施工。该地层盾构接收按常规洞门凿除+盾构接收+洞门封堵需10～15 d时间,存在施工过程长、风险难以掌控等问题^[1]。针对富水地层盾构接收风险大问题,提出利用洞门结构上方缺口配合盾构掘进增加洞门结构裂缝从而快速凿除洞门+盾构到达洞门位置进行地面注浆封堵初步流水通道+盾构出洞后快速封堵洞门综合工艺措施,从而实现盾构安全快速出洞。实践结果表明,昆明轨道交通五号线土建六标在左线青少年宫站接收过程中,配合盾构稳定接收技术,从洞门凿除到盾构接收完全封堵洞门仅用72 h,在富水地层施工极大提高了施工效率及安全性。     

初支状态下大粒径卵石层中盾构接收施工控制技术

针对目前盾构接收施工的高风险性,结合北京地铁十号线二期西局站至六里桥站区间盾构接收工程实例,分析了盾构临时停机、穿越风险源过程控制、接收段加固至解体吊装转场等整个接收施工期间各阶段的注意事项和采取的相应对策,总结了在大粒径卵石地层中穿越风险源、并在车站围护结构状态下进行接收的施工控制技术。     

盾构穿越北京地铁国贸站-双井站区间施工技术

盾构法施工在地层交错复杂和地下水丰富的地层中,能提高施工的安全性,加快施工进度.结合北京地铁国贸站一双井站区间隧道盾构施工,说明盾构始发处为曲线时的作业流程,盾构掘进重点工序的施工质量控制,为地铁盾构施工提供参考.     

钢套筒辅助技术在透水卵石地层泥水盾构接收中的应用

泥水盾构隧道的始发与到达控制一直是盾构掘进施工中的关键步骤,其难度较大且风险较高。为了保证盾构接收过程的安全、快速与经济,结合某地铁区间工程,对强透水砂卵石地层条件下的泥水平衡盾构钢套筒辅助接收技术进行试验。针对强透水砂卵石地层透水性强、被扰动性强以及地层不稳定等特点,对钢套筒设计、端头井加固、盾构机姿态校核、洞门处破除、到达洞门的掘进参数控制以及洞门注浆堵水处理等方面进行分析并形成一整套相关控制技术。从实际施工效果可知,采用该技术进行盾构接收具有安全性高、工期短、施工成本低以及适应性强等优点。     

盾构法隧道端头井地层加固方法及其应用研究

研究目的:盾构始发或接收是控制盾构法隧道工程的关键节点之一,鉴于盾构法隧道端头井地层加固风险高、投资大,且近年来由于端头井地层加固处理不当引起的工程事故屡见不鲜,因此需要针对不同的地质条件与加固要求,明确合理的地层加固方式与相应的加固范围,以及环境保护要求相对苛刻条件下的特殊工法。研究结论:通过研究得出:(1)由土体稳定性与止水性要求共同确定的纵向加固长度为盾构机长度与(1~2)倍管片环宽之和,而由土体稳定性确定的加固长度仅需3~4 m;(2)受橡胶老化与密封压力较低的影响,铰链板结合止水橡胶板密封装置的使用受到限制,箱体密封装置由于密封压力高、密封性能可靠且施工便捷,在泥水盾构工程中比较适用;(3)盾构密闭始发装置在风险控制、工期保障、环境保护与循环利用等方面具有明显的优势;(4)盾构密闭始发装置可应用于各类盾构隧道工程,尤其是周边环境控制要求高、不允许进行地面管线改迁的工程。     

穿越湘江水下岩溶发育区地铁盾构选型研究与应用

长沙地铁3号线越江隧道穿越湘江岩溶发育区,盾构施工风险高。针对沿线砾岩夹泥质砂岩复合地层、断裂破碎带和复杂岩溶地层等特殊地质条件,考虑水下高水压等因素影响,对地铁盾构选型进行研究。考虑不同施工风险,对盾构各关键部分进行设计与改进;对岩溶地层进行注浆预加固处理,分析泥水盾构对穿越复杂岩溶地层的适应性。采用改进的泥水盾构成功穿越湘江水下岩溶发育区,掘进效果良好,表明泥水盾构选型对穿越湘江水下岩溶发育区隧道的施工环境是合理且适应的。     

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

盾构施工经常遇到体积较大的孤石,因其强度较高且与周围地层特性差异较大,造成盾构施工困难,易引发地层沉陷等安全事故。为解决盾构穿越孤石难题,对全回转套管钻处理孤石施工及带压开仓换刀技术进行研究。主要结论如下:(1)盾构施工前应系统考虑孤石探测、预处理、盾构机开仓换刀方案,为安全掘进提供保障;(2)采用全回转套管钻法清除孤石后,大大降低了掘进风险,并通过控制盾构机掘进参数顺利穿越孤石区域;(3)充分利用已有基坑围护结构,采用旋喷桩加固盾构周围地层,并结合采用盾尾止水环、降水等措施辅助带压进仓,解决刀具更换问题。     

粉质黏土地层隧道盾构施工渣土改良剂试验

研究目的:盾构掘进过程中,渣土的流动性、止水性、流塑性是盾构掘进效率及盾构机使用寿命影响的主要影响指标,因此对不同地层渣土性质的改良以满足施工要求极其重要。本文针对成都地区粉质黏土地层盾构施工,研发适用于粉质黏土地层专用渣土改良剂分散型泡沫剂。通过室内对渣土容重、流动度、黏附性等的测定,筛选出最好的改良剂配方。对成都地铁7号线盾构区间强风化泥岩地层渣土进行改良试验,分析不同泡沫剂对现场盾构掘进参数、泡沫消泡量、渣土性状的影响。研究结论:(1)通过配比试验及发泡效果检测,得到了多组泡沫稳定性和同类产品性能相当甚至更优的基准泡沫剂,泡沫半衰期在20 min左右,5 min消泡率在3%以内,完全满足盾构施工要求5 min内消泡不大于5%的指标;(2)针对粉质黏土地层特点,研制了分散型泡沫剂S53-JSSA-6(DCA),通过室内渣土改良试验,验证了其对粉质黏土的改良效果,加入分散型泡沫剂后较大程度地降低了粉质黏土的黏附性,可降低盾构在粉质黏土地层的结泥饼风险;(3)分散型泡沫剂DCA在强风化泥岩地层的应用试验表明,分散型泡沫剂的产品性能能达到巴斯夫同类泡沫剂,完全满足现场强风化泥岩地层的盾构施工要求;(4)本试验结果可为粉质黏土地层盾构隧道施工渣土改良研究问题提供参考。     

富水砂层越江隧道小直径土压盾构施工技术

以南京江岛变电站电源进线工程为例,介绍渗透系数为10~(-3)m/s的砂性地层中土压盾构掘进和快速穿越夹江技术,扰动地层中盾构始发和接收加固方式以及涌砂冒水的应急处理技术,分析盾构推进对防洪大堤的影响。研究结果表明:盾构试掘进提出的盾构推力,刀盘扭矩及转速,土仓压力等掘进参数合理可行,实现了快速推进施工;使用组合式轨枕能大大提高工作效率并适应狭小盾构空间内作业;采用三轴搅拌桩+垂直冻结法加固端头,盾构水中接收技术确保了盾构安全到达。