北京铁路直径线大断面地下隧道盾构机选型研究

 拟建的北京站和北京西站之间直径线可使北京铁路枢纽布局更为完善，直径线地下隧道拟采用盾构法施工，盾构机选型是盾构法施工的关键环节之一。分析直径线地下隧道穿越地层的地质条件和水文条件，给出盾构机选型的一般程序和依据，着重分析工程地质条件对盾构选型的影响，对不同类型盾构的施工风险进行评估。主要研究结论是：泥水平衡盾构在控制地表沉降、漂石卵石处理、掘进进度、减少刀盘刀具磨损及开仓换刀次数等方面均优于土压平衡盾构；本工程具备泥水处理装置的场地布置条件，弃浆、降低施工噪声等环境保护问题也可得到较好地解决；本工程适于采用泥水平衡盾构机。     

大直径泥水盾构针对长距离施工的优化

大直径泥水盾构在复杂砂卵石地层中长距离掘进施工,盾构经常会受到刀盘刀具磨损严重、进排浆管及阀磨损严重、破碎机及泥舱门故障和突发事件等因素影响而导致停机,从而降低了盾构设备的性能,严重时将直接威胁施工安全。为了优化盾构设计、方便检修及降低施工风险,对北京某项目12 m级泥水盾构在施工过程中出现的问题,通过对刀盘刀具、泥水循环系统、破碎机和泥浆门、电气系统、监控检测系统等的优化,提高了设备的利用率和施工效率,降低了施工风险和施工成本,确保了人员和设备的安全。     

泥水盾构施工实时管理信息系统的研发与应用

以北京铁路地下直径线盾构区间隧道工程为背景,对泥水盾构施工中自动采集的数据进行研究和分析,研发了泥水盾构施工实时管理信息系统。本系统能够对盾构施工过程进行实时监控,提供可视化图形数据分析界面,并对盾构施工中的耗材进行统计分析,既便于分析盾构施工的全过程及其可能出现的各种问题,又可以对盾构施工成本和质量进行控制,还能形象地显示工程进度。本系统通过调试和试用,能够实现信息反馈和盾构的施工监控,便于用户对盾构施工进行有效地信息分析、合理地施工组织和管理。     

泥水盾构泥浆循环技术的探讨

结合现场施工经验,简要介绍泥水盾构施工过程中泥水循环系统的选型原理和系统配置原则及泥水循环的一些计算技巧和方法;对泥水循环施工中的一些具体问题进行了研究,以期为其他同类工程提供借鉴。     

大直径泥水盾构停机点地层加固措施及开挖舱密封技术探讨

保证地层稳定和舱内密封是盾构停机带压进舱作业的关键。通过对北京铁路地下直径线工程大直径泥水平衡盾构施工带压进舱换刀工程实例的研究,解决了城市中泥水平衡盾构停机换刀点的地层加固和刀盘舱内的气密性问题,希望对类似工程有借鉴作用。     

北京铁路地下直径线泥水盾构施工关键技术

针对北京地下直径线大直径泥水盾构在施工过程中遇到的地质条件复杂、盾构独头长距离掘进、变形控制标准严格、多工法交接施工、施工场地狭小和环保要求高等重难点,从刀盘刀具与地质适应性、高压环境下盾构刀盘刀具检修、环保型泥水系统、城市核心区地表建筑物变形控制等方面介绍了泥水盾构施工关键技术。这些技术的研究及应用,表明气垫式泥水平衡盾构具有施工安全性高、富水地层适应性好、地层沉降小、可控且对环境影响小等特点,可以向全地层、大埋深、长距离、复杂环境条件推广应用。     

砂卵石地层大直径泥水盾构刀具配置适应性分析

针对北京地下直径线工程开展刀具配置适应性分析,通过对大直径泥水盾构在砂卵石地层中掘进施工现状进行总结及对掘进刀具的磨损量进行测量、分析,提出适应砂卵石地层大直径泥水盾构的刀盘刀具配置方式及合理的换刀距离,为后续施工及类似工程提供一定的参考和借鉴。     

富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构施工技术

结合新建广深港铁路客运专线狮子洋隧道工程出口段的盾构施工,介绍富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构掘进参数选择与优化、控制措施、施工过程及重难点、常见问题及处理措施。     

“四化”在大型泥水盾构机维修保养中的应用

随着国家对基础建设投资的加大,铁路、公路等大型隧道或地下通道项目逐步增多,大型泥水盾构机也得以快速发展,逐步成为国内过江隧道施工的主流设备。如何用好大型泥水盾构关键在于提高设备的完好率,而设备完好率又取决于设备的维修保养。所以,盾构机的维修保养直接影响到盾构隧道施工的质量及施工进度,结合狮子洋隧道SDⅡ项目的泥水盾构施工实列,在全面总结并分析大型泥水盾构机的维修保养经验后,提出了大型泥水盾构机维修保养的"四化"管理模式,以此提高维修保养水平,实现用好盾构机延长其使用寿命的目的。     

狮子洋隧道虎门港沙田港区地层破碎段盾构掘进施工技术研究

以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构工程为依托,在虎门港沙田港区地层破碎段盾构掘进施工中,针对泥水盾构掘进施工中掌子面稳定、环流系统、刀盘被卡、刀具损坏等易发生变化的边界条件,分析了掘进参数选择、稳步掘进、泥浆质量、同步注浆和二次注浆等盾构掘进关键技术要点,制定了针对性技术保证措施和应急处置措施,对类似工程特别是大直径泥水盾构工程施工有一定的参考价值。     

北京地下直径线前三门隧道上跨地铁联络通道及电力隧道设计方案研究

为解决在特定的城市地下空间新建隧道施工影响既有地下结构安全的问题,以北京地下直径线前三门隧道上跨既有隧道工程为研究对象,提出"隔离桩保护,分步开挖"设计方案,模拟隧道分步开挖过程,计算隧道施工过程中联络通道的位移值。主要结论如下:隧道采用相应的保护措施和分步施工法是可行的,施工不会影响联络通道及电力隧道的结构性安全。     

城际铁路大直径泥水盾构施工风险及对策——以佛莞城际铁路狮子洋隧道工程为例

盾构直径过大，其成本和安全风险也将成倍增加。结合佛莞城际铁路狮子洋隧道工程地质特性和工程重难点，分析大直径盾构在高水压、强透水性、复合地层施工过程中设备选型、长距离独头掘进、穿越软硬不均地层与断层破碎带等存在的风险。具体从常压刀盘、泥浆环流系统选型设计以提高设备适应性，制定开挖管理与泥浆管理并重的掘进参数控制方法，针对上软下硬和断层破碎带地层的施工风险控制等方面提出相应对策，规避地质重大风险，确保大直径水下盾构隧道的施工安全。     

无水砂层土压平衡盾构长距离掘进施工技术

在石家庄典型地质全断面无水砂层及无水粉质黏土与砂层组成的复合地层,土压平衡盾构掘进施工中易出现“盾构推力扭矩大、盾构出土不顺利、地表沉降量较大、刀盘螺旋输送机磨损严重、盾构掘进姿态控制不易控制”等施工难点。以石家庄市轨道交通1号线和平医院站-烈士陵园站区间施工为背景,通过盾构选型、掘进参数统计及分析,得出盾构在全断面砂层中掘进时必须向改良土体注入膨润土泥浆和泡沫,以达到改良和建摩的作用;盾构在粉质黏土和中粗砂组成的复合地层中掘进时,单独使用泡沫改良土体就能满足掘进要求,膨润土泥浆将不以改良渣土为第一目的,而以润滑为第一目的;在这种地层掘进时,不应只注重掘进是否顺利,还应保护盾构构件,因此在黏土地层和砂层的复合地层掘进时,加入水或膨润土泥浆是必要的。     

不入岩深基坑围护结构施工工艺选择

不入岩深基坑围护结构常用施工工艺有排桩、咬合桩以及地下连续墙。基于昆明市轨道交通5号线弥勒寺站基坑围护项目,综合考虑不同施工工艺的地层适应性、施工效率、工程造价以及质量控制等因素,对该项目进行施工工艺比选。结果表明,(1)仅采用排桩或咬合桩工艺一般施工下无法满足部分施工场地穿过硬质圆砾层要求;(2)排桩难以满足抗渗要求;(3)仅采用地下连续墙作为围护结构则会造成工程造价过高,经济性较差。最终确定了以地下连续墙为主,咬合桩为辅的基坑围护结构施工工艺。     

钻孔灌注桩施工对邻近地铁隧道的影响分析

采用数值模拟方法,分析钻孔灌注桩施工对邻近苏州轨道交通一号线区间隧道产生的影响。结果表明:钻孔灌注桩在钻孔时对隧道结构的影响较小,浇注混凝土时对隧道结构的影响较大;桩基施工过程中,隧道的竖向变形较水平变形小。总体上,钻孔灌注桩施工对苏州轨道交通一号线区间隧道的影响较小。     

北京直径线盾构施工的关键技术

随着城市轨道交通事业的快速发展,盾构法施工技术在隧道建设中已得到广泛应用。结合北京站—北京西站地下直径线工程的盾构始发、盾构穿越护城河及下穿宣武门地铁站等施工实践,介绍在砂卵石地质条件下利用盾构法修建隧道的关键施工技术,以期为类似工程施工提供借鉴。