双护盾TBM在城市地铁隧道中的应用研究

为解决双护盾TBM在城市地铁施工中遇到的断层破碎带、硬岩施工等技术难题,进一步推广双护盾TBM在城市地铁中的应用。以深圳轨道交通8号线梧桐山—沙头角站双护盾TBM区间为研究对象,通过数值分析、地质相关分布统计及现场实践相结合的方法,研究双护盾TBM在断层破碎段、矿山法空推段、极硬岩段的施工技术问题及优化改进策略,提出适宜的双护盾TBM的施工控制及地质掘进参数,通过这些典型施工及地质问题的研究,极大地提高了双护盾TBM的整体施工效率。     

双护盾硬岩隧道掘进机推进支撑液压系统设计

双护盾硬岩隧道掘进机(简称双护盾TBM)是一种能够适应复杂地层,并高度集成机、电、液、光、控制以及材料等多学科技术于一体的高端隧道施工装备。推进支撑系统作为双护盾TBM的核心组成部分,是通过电液控制技术来实现的。本文设计了一套双护盾TBM推进支撑液压系统,并对其进行分析和研究。采用该推进支撑液压系统的双护盾TBM在国内某引水工程实际应用表明:该系统能够很好地实现双护盾TBM的推进支撑功能,同时具有良好的操控性能和较高的施工效率。     

基于摩尔-库仑准则的双护盾TBM掘进参数研究

研究目的:青岛地铁在国内首次将双护盾TBM应用于城市轨道交通工程,并取得成功,拓宽了双护盾TBM的应用领域。本文结合双护盾TBM在青岛地铁2号线的应用,基于Mohr-Coulomb准则,根据双护盾TBM正常掘进情况下的刀盘推力、撑靴撑力、围岩强度之间需要满足的力学协调性,针对不同围岩级别,对双护盾TBM施工中掘进参数及模式选择进行研究,从而为双护盾TBM选型及适应性分析提供依据。研究结论:(1)对于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级围岩地层,刀盘推力可由撑靴提供,可采用双护盾掘进模式;(2)Ⅴ级围岩(软岩、强风化)条件下,撑靴撑力、围岩承载力及刀盘推力三者不能满足力学协调性,滚刀无法成功破岩,故无法实施双护盾模式施工,可采用单护盾掘进模式,由管片方式提供反力;(3)根据双护盾TBM正常掘进情况下的刀盘推力、撑靴撑力和围岩强度之间的力学协调性,得到不同围岩级别下相应的掘进参数;(4)该研究成果可为城市轨道交通工程TBM施工提供理论参考。     

双护盾TBM在城市轨道交通中应用的关键技术

为解决双护盾TBM在城市轨道交通中应用出现的频繁过站、小曲线半径施工、下穿风险点等问题,结合青岛地铁2号线的设计和施工情况,对双护盾TBM的适应性、支护形式、不同支护间的接口设计、过站技术方案、管片壁后注浆、下穿建筑和不良地质段等方面进行研究。提出管片衬砌/(锚喷+模筑衬砌)组合衬砌方式,解决了不同支护间的接口设计问题。根据车站工法提出TBM整机曲线过站的技术方案,解决了TBM过站多次拆解、组装、调试以及对车站影响的技术难题。同时研究并解决了TBM小曲线半径施工、管片壁后回填灌浆、下穿建(构)物和不良地质等一系列关键技术。双护盾TBM在青岛地铁的成功应用实现了"高效、安全、环保、经济"的工程建设理念。     

TBM隧道掘进中的激光导向系统

介绍TBM隧道掘进机激光导向系统的基本组成、激光导向的基本原理和功能,以及激光导向在TBM掘进中应注意的问题。     

ZED-260全方位激光导向系统在TBM施工中的应用

叙述TB880E型隧道掘进机的ZED-260全方位激光导向系统在秦岭隧道施工中为TBM主机调向的操作方法.     

浅谈锦屏电站引水隧洞TBM施工测量方法

锦屏二级电站1号引水隧洞采用TBM施工,配置有PPS激光导向系统,可实时监测TBM确切位置和掘进方向,为操作手提供TBM掘进方向与隧洞设计轴线之间的位置关系。根据PPS系统的定位原理,掌握PPs在TBM在掘进过程中产生偏差的原因,采取相应措施实施纠偏,可保证TBM掘进后隧洞实际轴线在设计允许的偏差范围之内,实现精确贯通。     

双护盾TBM掘进过程中隧道围岩强度及变形测试研究

双护盾TBM掘进作业过程中,由于护盾和刀盘的阻挡,使得围岩面、掌子面与掘进机内部几乎隔绝,难以直接对围岩的强度及变形特性进行有效测试,从而未能实时判断围岩的稳定性.以西南某隧道双护盾TBM掘进施工为背景,采用直接观察、测尺以及改进型回弹仪,通过衬砌管片上的预留注浆孔分别对围岩的岩性特征、变形及强度进行联合测定,对围岩的稳定性进行评定.研究结果表明:结合直接观察围岩体岩性,对于稳定性围岩,其回弹测试换算的抗压强度与围岩到衬砌管片内侧的距离呈现出反相关性;对于大变形围岩,则呈现出近似的正相关性;三者综合评价围岩的强度及变形特性效果较为稳定,对于较完整围岩适用性较好.     

双护盾TBM选型及技术配置

TBM是高度机械化和自动化的大型隧洞开挖衬砌成套装备,主要由主机及后配套系统构成,双护盾TBM的最大特点是能够实现开挖掘进与衬砌管片拼装同时平行交叉作业。重点对双护盾TBM掘进机选型原则、技术配置及功能、后续设备和辅助设备,以及后配套台车等阐述,可供工程实际借鉴。     

青岛地铁1号线过海隧道工程双护盾隧道掘进机应用关键技术

青岛地铁在国内首次采用双护盾TBM(隧道掘进机)技术,实现了硬岩地层地铁区间隧道快速、安全、高效建设.结合青岛地铁1号线过海隧道TBM隧道段的施工实际,采用豆砾石、水泥浆、水泥-水玻璃双液浆复合灌浆材料及环箍分段注浆工艺成套技术,有效地解决了管片成型质量问题.根据近海区域穿越断层破碎带的施工风险,提出了地面精细化控制注浆、超前地质预报等综合技术,保障了施工安全.针对超深竖井垂直提升出渣效率低下的问题,创新性地研发了TBM洞内翻渣技术,其工效较常规方案提高1倍,为复杂条件下TBM高效施工提供了新的方案和思路,具有良好的推广价值.     

青岛地铁1号线过海隧道工程双护盾隧道掘进机应用关键技术

青岛地铁在国内首次采用双护盾TBM(隧道掘进机)技术,实现了硬岩地层地铁区间隧道快速、安全、高效建设.结合青岛地铁1号线过海隧道TBM隧道段的施工实际,采用豆砾石、水泥浆、水泥-水玻璃双液浆复合灌浆材料及环箍分段注浆工艺成套技术,有效地解决了管片成型质量问题.根据近海区域穿越断层破碎带的施工风险,提出了地面精细化控制注浆、超前地质预报等综合技术,保障了施工安全.针对超深竖井垂直提升出渣效率低下的问题,创新性地研发了TBM洞内翻渣技术,其工效较常规方案提高1倍,为复杂条件下TBM高效施工提供了新的方案和思路,具有良好的推广价值.     

双护盾TBM施工隧道豆砾石回填层对地表沉降影响机理

采用双护盾TBM施工浅埋隧道时,管片壁后吹填豆砾石至注浆前地表会出现较大的持续沉降。针对该问题,采用现场实测、土工试验和连续单元—离散单元耦合算法,分析施工过程中地表沉降规律及豆砾石回填层对地表沉降的影响机理。结果表明:受豆砾石状态影响,地表沉降可分为超前沉降、快速沉降、持续沉降和稳定4个阶段;豆砾石单位充填体积越小,持续下沉阶段地表沉降占总沉降比例越大;豆砾石的抗压缩变形能力与其孔隙率成反比,管片壁后豆砾石在未压实之前,无法有效地为围岩提供支撑;豆砾石颗粒自上而下的迁移能改变管片壁后豆砾石孔隙率分布,降低隧道顶部围岩受到的支护力,并为地层损失提供空间,导致地表沉降增加。根据青岛地铁双护盾TBM施工隧道实际工程,将豆砾石充填状态分为密实、变形后密实、始终不密实3类,并给出其单位充填体积的建议值。     

基于控制点约束的地面三维激光扫描仪自检方法研究

以FARO公司的Focus3D X330扫描仪作为检测对象,提出了一种以控制点为约束的地面三维激光扫描仪自检方法。该方法利用仪器自带的对称基座和半球形标靶,采用高精度的全站仪现场测设的控制点为参考基准,对扫描仪的标靶拟合距离、测距精度、水平角和竖直角的测量精度进行了检测评估。该方法简而易行,对未来扫描仪检测行业标准的制定具有一定的指导作用。     

双护盾TBM掌子面突涌水全断面超前多孔同步钻注堵水技术

双护盾TBM法施工隧洞掌子面发生突涌水，极易造成TBM长时间停机，不仅会降低TBM工作效率，还会恶化TBM工作环境。为解决输水隧洞掌子面突涌水技术难题，依托晋中引黄输水隧洞工程，针对掌子面涌水情况，制定了基于不同涌水量、围岩等级的超前注浆堵水方案分类标准，并提出了全断面多孔同步注浆技术及超前注浆堵水处理方案；通过全断面对称分区孔位钻孔、渐进型式注浆，提高了施工效率，取得了较好的突涌水堵水效果，可为类似工程提供借鉴。     

青岛地铁1号线双护盾隧道掘进机应用中的新问题及对策

以青岛地铁1号线工程为背景,针对双护盾隧道掘进机(TBM)应用过程中出现的复杂条件下TBM快速出渣、TBM连续掘进与车站相互干扰、特殊线路条件下TBM掘进、复杂条件下TBM始发等新问题进行了系统的分析和研究。提出了具有创新性的洞内翻渣方案、极限小净距掘进处理措施、平移始发技术等对策,取得了良好的应用效果。研究成果进一步拓展了TBM在城市轨道交通特殊线路条件下技术的应用。     

城市轨道交通全断面岩石掘进机的机型分析比选

以岩石地层为主的城市轨道交通修建过程中,为避免传统钻爆法爆破施工造成的粉尘、废气、噪音及振动等污染,并提高施工技术水平,应研究采用全断面岩石掘进机进行施工。全断面岩石掘进机分为敞开式和护盾式两类,其中护盾式又分为单护盾、双护盾等机型。主要从地质适应性、各种机型自身特点等方面出发,对全断面岩石掘进机各种机型进行了分析比选。     

安伊高铁BT26号隧道单护盾TBM洞口段施工技术

土耳其安伊高速铁路二期第二标段BT26号隧道根据地质条件,选用单护盾TBM进行施工。介绍单护盾TBM通过洞口段约500 m不良地质采取的施工方法,以供类似工程借鉴。     

复杂地质条件下TBM卡机原因及脱困措施研究

为解决高黎贡山隧道正洞断层破碎带TBM无法掘进的难题,针对掌子面围岩呈泥沙状、盾体周边围岩破碎的问题,提出采用超前地质预报的方法进行地质探测。首先判断前方围岩地质特性,然后采取化学注浆的方法对盾体周边及掌子面进行注浆加固。针对露出护盾的破碎围岩、刀盘出现超量出渣的问题,提出盾尾破碎围岩加强初期支护、刀盘底部清渣及刮渣口进行加密的方法来进行应对处理;进一步就破碎围岩处理问题提出采用小导洞扩挖、掌子面化学注浆的方法对破碎岩体及刀盘前方的破碎围岩进行处理,通过实践验证,采取上述方法可以有效地实现TBM脱困。TBM脱困方法可为TBM在破碎地层掘进中提供有效的规避措施,也可为其他类似工程处理TBM卡机问题提供借鉴。     

地铁单护盾TBM区间上跨既有铁路隧道施工控制技术研究

依托重庆地铁五号线单护盾TBM上跨既有铁路隧道的工程实例,对单护盾TBM上跨既有铁路隧道工程的风险进行分析,通过单护盾TBM姿态控制、隧底注浆加固、豆粒石吹填及回填注浆等施工控制技术措施顺利上跨既有铁路隧道。     

基于时间序列双护盾?TBM?隧道管片结构内力监测分析

以深圳地铁8号线梧沙区间双护盾TBM施工隧道为研究对象,结合现场工程特性,开展管片结构内力现场跟踪监测,实现钢筋应力和混凝土应力施工全阶段监测;根据实测数据时间特性,对监测结果进行时间序列ARIMA建模,分析隧道管片结构受力状态,验证分析模型的可靠性,并对监测内容进行预测。