盾构始发与到达端头地层加固方法选择与稳定性评价

盾构法作为当前城市软土隧道最常用的修建方法之一,相关工程事故却屡见不鲜,究其原因,多是由于端头地层的稳定性未能得到有效控制所致,因此,端头地层失稳成为盾构始发和到达施工的一个主要风险点。为降低该风险,保证盾构工程的顺利进行,基于相关工程资料和研究成果的总结分析,结合作者的工程设计经验,针对盾构始发与到达的端头地层稳定性加固控制问题,通过研究得到以下成果:1)提出了一个盾构始发与到达的加固方案库,并以此为基础,通过程序构建了一套盾构始发与到达加固方案的自动推理方法;2)考虑有水和无水2种情况,根据各类土的类型特性和关键参数指标,对盾构始发与到达工程中的各单一类型土层分别进行了稳定性分析与判别;3)根据各类土的地层稳定性分析与判断结果,提出了盾构始发与到达地层的综合稳定性判别方法。     

盾构始发与到达设计与施工决策分析系统研制

为了控制盾构施工的风险和提高盾构设计与施工的决策效率,采用资料分析、理论计算和软件开发的方法,对盾构始发与到达施工决策相关基础与应用问题进行了全面研究。得到以下研究成果:1)提出盾构始发和到达的风险分类,并以此为基础,研究了不同加固方案下盾构始发与到达施工存在的风险问题;2)通过对端头地层稳定性的研究,提出端头地层稳定性分析与判别方法,构建始发与到达加固方案知识库;3)建立一个包含100个工程的案例数据库,为决策系统提供了数据库支撑;4)基于工程案例数据库,研制具有地层稳定性判别、加固方法选择、加固范围确定、反力架支撑验算、风险分析、施组设计标准化等功能的盾构始发与到达设计与施工决策辅助系统,有助于工程设计与施工方案的科学分析与决策。     

前进式水平注浆加固在天津软土中的应用

在天津软土富水地层中,盾构始发和接收加固是盾构施工的重大风险点,如何确保盾构始发和接收安全是盾构施工的关键,而做好盾构端头井加固是确保盾构始发、接收安全的关键。阐述在软土中施工盾构隧道采用水平注浆法加固盾构井的施工工艺。通过对天津海河共同沟盾构始发、接收加固的过程控制,加固效果抽芯取样试验,证明前进式水平注浆加固在天津软土地区能够使用。     

论土压平衡盾构始发和到达端头加固的合理范围

首先阐述盾构始发和到达端头加固的目的,在简要介绍端头加固计算方法和设计现状后,对端头加固计算方法和设计现状存在的问题进行了详细论述,并结合不同地层情况对端头加固的合理范围进行了分析,认为盾构始发和到达端头加固范围应根据其端头的具体地层情况和盾构设备长度以及土体强度、稳定性等验算结果来综合确定。通过研究进一步明确端头加固的目的、作用和意义,为确定不同条件下盾构始发和到达端头合理加固范围提供参考。     

大直径盾构端头素桩加固技术

本文对大直径盾构的端头加固技术进行了探讨,通过北京地下直径线盾构工程建设的实例,讨论采用素混凝土桩的加固方法,解决砂卵石地层大直径盾构始发安全及长距离掘进中途实现常压换刀的技术难题。结果表明:工程加固效果明显,盾构始发成功,地表下沉较小,无坍塌情况出现。     

暗挖单通道组合结构实现双线盾构侧向始发设计方案研究

为解决复杂环境条件中盾构双线始发、同步掘进的难题,以北京地铁19号线牛街站—金融街站区间为依托,探索地铁正线非开挖条件下,双线盾构侧向独立始发技术方案。通过分析盾构侧向始发技术的控制条件,研究形成以大跨度PBA盾构始发横通道、超前暗挖段、出土通道为主组合而成的暗挖单通道组合结构,建立双线盾构侧向独立始发、双线同步掘进的结构体系,实现布置灵活、占地有限、环境安全风险可控的盾构侧始发技术方案。同时,通过建立地层—结构数值模型,考虑组合结构整体开挖施工顺序、暗挖施工工法、超前支护措施、地层加固措施等关键技术因素,对暗挖单通道组合结构开展结构和环境风险预测分析,验证技术方案的可实施性和安全性。     

FFU在盾构施工中的应用

随着盾构施工技术的不断发展和完善,越来越多的地铁区间隧道采用了盾构法施工。对于盾构始发和到达端头地层通常要进行加固处理,并且需要事先机械或人工破除围护结构;但若采用其他材料代替盾构穿越范围围护结构,盾构机则可直接切削该种材料,且地层加固范围可大大缩小。结合广州地铁五号线大坦沙南-中山八站区间盾构始发井设计,探讨SEW工法以及FFU在盾构始发施工中的应用。     

孟加拉卡纳普里河水下隧道大直径泥水盾构钢套筒始发关键技术研究

孟加拉卡纳普里河水下隧道工程具有近海域、大潮差、大坡度、大直径、穿越富水粉细砂地层等特点,盾构始发涌水、涌砂风险 极高。为有效减小盾构始发穿越富水砂层的突涌问题,采用大直径气垫式泥水加压平衡盾构设备,从加固松软地层、切断地下水来 源和减轻突涌后果3 方面入手,提出三重管旋喷桩加固技术、降水技术和大直径钢套筒始发技术。大直径钢套筒始发技术包括大 直径钢套筒及支撑体系设计与安装技术、大型钢套筒及反力架变形监测技术、钢套筒内始发泥水建仓技术。钢套筒密封代替常规 帘布橡胶洞门密封装置,变局部密封为整体密封,大幅度降低了盾构进入富水粉细砂层时洞门涌水、涌砂的风险,提高了盾构始发 的安全性。     

北京地铁8号线南锣鼓巷站上下重叠隧道上线盾构始发中板加固技术

北京地铁8号线南锣鼓巷站为北京首座上下线隧道盾构共用同一个盾构井始发的车站。如何减小上线盾构始发期间盾构对车站中板结构的影响及确保下线盾构施工的正常水平运输,是影响工程成败的关键因素。通过方案比选,提出采用竖向钢支撑代替型钢支撑对后浇中板进行加固。对建议方案进行受力检算,显示方案满足相关要求。方案实施后,达到预期目的,取得了良好的经济效益和社会效益。     

土压平衡盾构富水粉砂地层进、出洞常见问题分析

为保证盾构进、出洞施工安全,采用端头加固措施。通过无锡地铁1号线7标盾构在富水粉砂地层中始发和到达的工程实例,列举了几个端头加固常见问题的处理方法及预防措施,为土压平衡盾构在富水粉砂层的施工总结了些许经验,希望能给类似工程提供借鉴。     

苏埃过海通道盾构始发方案论证分析

依据汕头苏埃过海通道工程(盾构隧道)方案设计,简要介绍了目前国内外常用的3种盾构始发方式。结合苏埃过海通道工程(盾构隧道)的自身特点,从平纵、结构设计、造价、工期以及施工要求等5个方面进行综合比较,从而最终推荐出适合本项目的较合理的盾构始发方案,相关结论可供类似项目设计参考。     

盾构隧道端头杯型冻结壁加固温度场数值分析

当采用杯型水平冻结工法作为盾构隧道端头地层加固方式时,确定冻结加固所需范围及加固工艺、掌握冻结帷幕温度场发展与分布规律等是需要解决的关键问题。结合南京地铁2号线逸仙桥站西端头盾构始发工程,对杯型冻结壁加固温度场发展与分布规律进行了研究。数值模拟结果表明:在设计冻结方案下,杯型冻结帷幕厚度满足加固范围要求,开始交圈时间由早到晚依次为外圈管中圈管内圈管,形成闭合的杯型冻结帷幕的时间为15天。     

大直径盾构隧道穿越粉细砂地层注浆加固预处理研究

该文以长沙市南湖路大型江底泥水平衡盾构隧道为工程背景,针对该隧道河西漫滩粉细砂地层特征,分析大直径盾构隧道穿越粉细砂地层的工程风险,提出了粉细砂地层预加固方案,对比分析盾构在加固与未加固两种地层中施工时的地表沉降数据及盾构掘进参数。分析结果表明:经高压旋喷桩加固后的粉细砂地层,其土质得到显著改良,土体稳定性明显优于未加固地层;盾构掘进能耗明显降低,掘进效率大幅提升。     

电力盾构隧道端头加固范围计算及始发模拟

为了保证顺于路电力隧道盾构始发和到达的安全,采用弹性薄板均匀荷载模型、理想整体滑移失稳模型及土体扰动平衡理论对顺于路电力隧道端头加固范围进行了理论计算,始发端设计纵向加固长度小于理论值。为了验算设计加固范围下的安全性进行了始发模拟,考虑打开洞门、盾构到达加固体端部以及盾尾离开加固区3个工况,各项安全指标均在允许范围内,始发安全,设计范围合适。     

武汉长江盾构隧道洞口浅埋段施工地层稳定性数值分析

 武汉长江隧道工程采用直径11.37m泥水盾构施工，盾构始发段地质条件复杂，隧道覆土厚度7m左右，同时受加固区与地面建筑影响，地层应力状态非常复杂，而对开挖泥水压力的设定一般都采用简单土压力理论计算值，但与实际地层压力分布差别较大。现采用数值模拟方法分析始发掘进过程引起的地层位.     

盾构在水平冻结加固区小半径曲线始发技术

无锡地铁1号线江海路站—火车站区间盾构始发处在半径360 m曲线上,且始发端头上部有河道、桥梁及多条大直径市政管线,盾构始发处在多个风险高度集中地段,风险和施工难度极大。为保证盾构顺利始发,并确保上部河流、桥梁和管线的安全,采用初始段的割线始发技术,避免小半径曲线纠偏造成的超挖;采用水平冻结加固技术并通过采取蒸汽解冻配合割线始发的综合技术通过冻结加固区,保证了盾构的安全顺利始发。     

春风隧道超大直径盾构浅覆土始发技术

为解决超大直径盾构隧道超浅覆土始发,洞门密封容易水土流失、掘进姿态和管片姿态难以控制的问题,结合春风隧道工程始发端地质情况和工程的实施条件,采取端头加固U型素地下连续墙包裹+三重管旋喷加固的方式加强止水效果,洞门分层分块破除降低施工风险;采取调整掘进坡度、固定负环管片保证其成型效果。同时,针对盾构在软土地层中超浅埋始发,易出现隆起冒浆等问题,采取反压盖板的方式,增大上部覆土压重,同时合理降低泥水舱压力,降低地表隆起的可能性,从而保证盾构始发的泥水正常循环,最终形成了一套超大直径盾构在超浅覆土始发施工技术方法。     

复杂环境下盾构机水平冰冻始发技术

盾构始发到达常给隧道施工带来不小风险,盾构始发到达施工技术已成为隧道工作者日益关注的热点。水平冻结法作为盾构始发土体加固的一种可靠方法,得到广泛的应用。某工程盾构始发周边环境较为复杂,有重要管线、高架桥及社会道路,常规搅拌桩、旋喷桩施工场地条件没有,无法实施,只能选用水平冰冻加固方法。该文结合该工程盾构始发实际情况,详细介绍了水平冻结的施工方法,并取得了较好的效果。其所取得的工程经验和教训可为今后类似工程采用该工艺施工提供参考。     

水平深孔注浆技术在地铁盾构施工端头加固中的应用

介绍了在深圳地铁施工中通过含水量较高、水平渗透系数大的含砂、含卵石等地层时,实施了水平深孔注浆加固端头软弱地层工艺,保证了盾构始发和到达端头洞门破除时土体的稳定性。     

白城隧道工程大断面马蹄形盾构始发与接收技术

为解决大断面马蹄形盾构始发与接收难点，以蒙华铁路白城隧道工程为依托，对大断面马蹄形盾构始发和接收施工关键技术进行总结。其关键技术包括： 1) 始发阶段采用加强明洞代替传统盾构反力架，可降低反力架的制作、拆除费用和减少始发负环管片用量，有效缩短主体施工时间，节约项目成本； 2）始发基座的底部均匀铺设豆砾石，可减少盾构进入原状土后始发导洞与管片背部间隙回填时间； 3）始发阶段创新地采用套拱钢架代替传统始发端墙结构，减少始发附属设施的工程量，缩短始发准备时间； 4）接收阶段基座与端墙相结合，降低盾构在软弱地层接收安全风险； 5）优化盾构始发和接收位置，使盾构施工和明洞主体作业面充分利用、互不干扰，实现较好的经济效益和安全效益。