加泥式土压平衡盾构机在成都砂卵石地层中应用的几个关键性问题

成都地铁一号线一期工程区间隧道大多通过富水砂卵石地层,且含有少量大粒径漂石。结合地层这一特点,对成都地铁采用加泥式土压平衡盾构施工的几个关键问题--大漂石处理方案、刀盘刀具的耐磨性、喷涌防治等进行了分析和探讨。     

大粒径富水卵石、漂石土地层大直径土压盾构掘进关键技术

为解决大直径土压盾构在大粒径富水卵石、漂石土地层条件下刀盘刀具磨损严重、刀盘被卡、地表塌陷、渣土喷涌等工程难题,结合都四山地轨道交通项目DSZQ-1标永丰站—蒲阳站区间盾构隧道工程的施工情况,从盾构选型设计、超前地质预警处理、掘进参数选择、渣土改良、螺机防喷涌等方面进行研究,总结出都江堰地区大粒径富水卵石、漂石土地层大直径土压盾构掘进关键技术,为后续工程在此类地层施工提供了借鉴依据。     

盾构法施工大漂石处理技术

为解决特殊地质条件下大漂石造成盾构掘进受阻或偏离设计路线的问题,对盾构法施工中大漂石破碎原理进行阐述,提出土压平衡盾构和泥水平衡盾构在大漂石处理上的针对性设计,结合富水砂卵石地层中盾构法隧道施工实践,总结出行之有效的大漂石处理措施和“破大放小”的成功处理经验,可为类似工程提供借鉴。     

全断面卵石地层泥水盾构环流系统针对性优化设计及应用

为解决泥水盾构在全断面卵石地层掘进时环流系统的堵塞滞排问题，结合洛阳地铁2号线博物馆站—九都西路站盾构区间泥水盾构全断面卵石地层中施工穿越洛河工程，提出一种并联式采石箱设计方案。先后进行普通并联式采石箱、串联采石箱、新型格栅滚筒式采石箱及直通管道自落式旁通采石方案等应用研究，并开展工业性试验，逐步总结方案并优化完善。结果表明： 1）直通管道自落式旁通采石方案，可以较好地解决泥水盾构在卵石含量高、卵石粒径大的地层中掘进时的管路滞排问题，大大提高掘进效率； 2）新型格栅滚筒式采石箱若能解决滚筒卡顿的问题，也能较好地处理类似工况； 3）对于新制造盾构，建议采用优化的新型格栅滚筒式采石箱方案，理论上该方案应更加高效。     

某高速公路K18+200滑坡工程地质勘察

通过调绘、钻探、物探、室内试验的综合勘察方法,查明了滑坡及周边环境的地层岩性、地质构造及水文地质条件,提供了滑坡治理设计所需的岩土参数,为路线施工方案提出了科学合理的建议。作为一种新型浅层地震勘探方法,采用瞬态瑞雷波法并结合折射波法,查明了滑坡面的空间分布形态,探测效果良好,也弥补了钻孔间地质资料的不足,为今后瞬态瑞雷波法广泛运用于滑坡勘察提供了一个良好的佐证。     

广东某越岭隧道浅埋涌水段综合勘察技术应用研究

以某越岭隧道浅埋涌水段为依托,探讨、研究综合勘察技术在勘察中的应用。合理应用了"资料收集与利用、工程地质调绘、钻探、物探、水文地质试验(示踪试验)、取样试验、孔内电视、工程类比及内业综合计算对比分析"等综合勘察手段与方法,查明了某已通车的越岭隧道浅埋涌水段的工程地质与水文地质条件,为越岭隧道浅埋段涌水治理提供地质依据。     

北京地铁大卵石地层采用开敞式盾构机施工的可行性

针对大卵石地层盾构施工的难点,从地质适用性、结构可维护性、自身性能特点、处理大卵石或孤石的优势、施工安全性与质量、施工速度等方面进行分析,阐述开敞式盾构机的可行性,给出了北京地铁开敞式盾构设计方案及施工工艺;针对大砂卵石地层中盾构施工,从掘进速度、经济特性、综合性能等方面对土压平衡盾构机与开敞式盾构机进行了对比,表明了在大卵石地层采用开敞式盾构机是值得考虑的。     

某通车山岭隧道涌水水文地质工程地质评价

某通车山岭隧道自通车运营以来,RK5+875~RK5+935段工程地质及水文地质条件复杂,每当暴雨来临、山洪暴发时,常出现大规模渗流情况,严重影响高速公路的运营安全。针对这种情况进行水文地质专题勘察,先后采取了"资料收集与利用、工程地质调查测绘、钻探、物探、水文地质试验(注水试验、水文观测)、取样试验、孔内电视、工程类比及内业综合计算对比分析"等综合的勘察手段与方法,查明了项目区工程地质与水文地质条件,为泄水隧道的设计提供了水文地质及工程地质依据。     

昆明轨道交通岩溶专项勘察手段及方法

为解决传统勘察手段及方法很难查明岩溶发育特征的难题,以昆明轨道交通4 号线岩溶专项勘察为案例工程,介绍在岩土工程初步勘察、详细勘察的基础上,采用以工程地质钻探及现场物探测试(孔间层析成像(CT)、高密度电法、地质雷达)为主,并结合工程地质测绘、原位测试、钻孔抽水试验和室内土工试验等综合勘察技术手段和方法,查明了线路沿线的岩溶分布、规模及形态等发育特征,并对其做出定量或定性评价,为岩溶专项治理施工图设计、优化设计方案及完善施工组织设计等提供了可靠的地质依据,对类似工程具有一定的指导及参考作用。     

敞口式盾构关键技术与应用

为解决常规密闭式土压盾构在砂卵石、大漂石等地层中施工经常遇到刀盘被困而无法正常掘进的难题,STM063D1地铁用敞口挖掘式盾构机,采取敞开式挖掘,土体支护装置采用"帽檐式盾体结构+可伸缩前檐+可收放正面挡板"3种不同组合支护方式,螺旋机采用常压出土等技术。通过相应的部件试验检测以及整机试掘进试验,得出敞口挖掘式盾构工法相比土压盾构在特定的范围内能适应土体自立性好、基本不含水或降水的砂卵石地层的特点。敞口式盾构及相应工法值得在北京地区及全国范围推广应用。     

南京地区砂砾卵石土压实特性的离散元模拟

为了探究南京地区砂砾卵石土的压实特性,基于离散元数值分析软件PFC2D,模拟了砂砾卵石土的击实试验及加州承载比(CBR)试验的试验过程,分析了砂砾卵石土含石量及颗粒粒径对其压实特性的影响.通过与室内试验的对比验证了离散元法分析砂砾卵石土压实特性的可行性,并根据模拟结果提出了工程中建议采用的土石比例区间.结果表明:砂砾卵石土的孔隙率随着含石量的增加先减小后增大,随着颗粒粒径的增大而不断减小;砂砾卵石土CBR值随着含石量的增加先增大后减小,随着颗粒粒径的增大而不断增大;砂砾卵石土含石率在70％～80％时,能达到最佳压实效果.     

盾构穿越富水大粒径漂石地层施工技术研究

北京地铁九号线玉渊潭区间在富水条件下穿越砾岩及卵砾、圆砾地层,该区域间分布有连续、粒径超过1 000 mm的漂石,可见漂石粒径有1 500 mm×1 700 mm,且区间隧道大部分处于高透水地层中。为保证盾构在施工过程中能安全、顺利掘进,通过分析常规破岩机制和盾构破岩机制,最终选择了尖锐划割挤压破碎机制。通过对盾构设备进行改进、设定盾构推进参数、掘进管理及其他辅助技术的改革,解决了用盾构刀盘、刀具连续破碎漂石、孤石等技术难题。通过对进度、刀盘刀具磨损情况等推进情况进行分析,并对盾构刀盘刀具的磨损情况等进行仿真验证,可知撕裂刀在解决漂石破碎、孤石等起了重要作用,最后对盾构设备及刀盘刀具的优化等提出了建议。     

湖北宜昌至巴东高速公路地质勘察总结及经验浅析

湖北省宜昌至巴东高速公路穿越三峡库区,地质条件复杂多变,不良地质种类繁多,地质灾害广泛分布,勘察难点层出不穷。针对测区地形地貌、地层岩性与地质构造实际并结合公路工程特点,采取了TM遥感图象解译、工程地质调查测绘、物探、钻探等多种手段相结合的综合勘察。在勘察施工过程中,提出了综合勘察+专题研究的勘察形式,查明了宜巴高速公路工程地质条件,为设计提供了可靠的地质依据。     

旁压试验在轨道交通卵石层勘察中的应用

在城市轨道交通卵石层工程勘察中,应用现场旁压试验,计算卵石层的模量和强度,为合理选择卵石层的力学指标提供可靠的依据,为以后卵石层工程勘察积累经验。     

富水砂卵石地层盾构施工渣土改良研究

针对成都地铁富水砂卵石地层中盾构施工渣土改良进行了室内试验研究,初步得出适合于该地层渣土改良剂的种类和配比,并通过现场应用确定砂卵石地层盾构施工渣土改良的合理配比,为其他类似地层盾构施工渣土改良提供一种参考。     

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。     

地铁砂卵石地层采用加泥式土压平衡盾构机的设备配置及顶推力检算

盾构设备配置是否合理是关系到工程建设成败、工程进度、工程投资的重要因素。在成都砂卵石地层中建设地铁,要求盾构设备能够实现砂卵石地层的长距离掘进、大漂石和卵石的破碎以及防止喷涌的发生。根据这些要求,阐述了某加泥式土压平衡盾构机的基本设备参数,并对其功能进行了分析,同时对设备配置中的顶推力参数进行了示例性检算。     

成都地铁砂卵石地层盾构带压进舱技术

以成都地铁1号线盾构4标段（省体育馆—火车南站）工程为依托,介绍了针对成都地铁含水砂卵石地层这种特殊地质所采取的带压进舱作业的相关施工方案和施工措施,提出了确保砂卵石地层自稳性和提高砂卵石地层气密性的带压进舱作业的技术要点和作业方法。     

综合勘察方法在岩溶地区高速公路服务站工程勘察中的应用

对达陕高速公路石塘服务站工程的勘察,若以钻探为主,只能揭示局部地质条件,难以全面反映存在的断层破碎带、含水带、岩溶等不良地质体,有必要采用多种地质勘探手段的综合勘察方法。通过对石塘服务站综合勘察方法的应用,查明了该场地地层结构和工程地质特征-拟建场地内无断裂、滑坡、泥石流等不良地质现象,场地相对稳定,适宜修建服务站工程。     

成都地铁土压平衡盾构隧道工程风险识别与评价

成都地铁一号线试验段区间隧道第一次采用土压平衡盾构施工。成都地层条件为富水的砂卵石地层,卵石含量高,盾构施工难度大,风险大。研究了工程的风险发生机理,找到了主要的工程风险,并采用R=P×C法对主要风险进行了评价和分级,确定了主要风险的风险级别,为工程的顺利进行提供了参考与保障。