复合地层中土压平衡盾构机掘进状态评估

针对复合地层中土压平衡盾构机掘进状态复杂多变而难以评估的问题,以珠海市三灶隧道工程为背景,基于盾构机掘进过程中的监测数据,运用证据理论和隶属度函数方法,对土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态进行研究.结合实际隧道工程案例,确定了盾构机掘进状态的8个影响因素,并将监测数据划分为4个等级,提出了基于证据理论的盾构掘进状态等级综合评价模型.在建立的模型中,证据理论有效地融合了现场的监测数据,使得评估结果更加可靠,该模型原理清晰,具有可操作性.评估结果显示,该模型能够有效地评估土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态,可为盾构机在复合地层中的掘进状态提供一定参考价值.     

盾构施工监测预警系统研究与实践

盾构工法已经成为我国城市地铁隧道和部分铁路隧道的主要施工方法,GIS+BIM技术的应用使得盾构机的工作过程以及施工隧道现场状态更加形象直观。目前,盾构机远程监控管理系统正在向着管理信息数字化、机器参数图像化、决策系统智能化的方向飞速发展,已经成为保障盾构施工顺利进行的有效工具之一。盾构施工监测预警系统是一种基于物联网和互联网远程数据传输功能的数字化系统,可实时监控盾构机掘进状态。此外,可利用3D GIS+BIM技术模拟盾构施工的地层条件和现场环境,同时与施工过程中的盾构机全站仪系统数据相链接,形成一套动态的4D施工可视化信息管理系统。该系统可实现盾构虚拟隧道及场景的漫游,沿线建构筑物位置信息提醒,盾构机位置偏差预警、报警及盾构推进状态的可追溯功能,可以为地铁隧道施工项目提供科学、有效的管理手段。盾构掘进参数的总结与分析对后续工点及线路施工的安全风险管控具有较高的参考价值。     

多信息融合的地铁基坑安全状态评价方法

依据基坑工程支护结构和周围岩土体的监测项目,将基坑工程自身监测对象分为地表沉降类、围护结构类和内支撑类。根据基坑开挖深度,设定预警监测点的预警关联分析范围,并将此范围作为基坑安全状态评价的对象。在监测预警分级标准的基础上,通过大量案例数据、基坑变形力学关系等,确定地表沉降类、围护结构类和内支撑类的预警标准,并引入熵权理论、区间数和危险度,对预警关联分析范围内的上述3类预警进行融合,创建多因素、多指标综合分析评价基坑安全状态的方法。该方法可实现对多源工程监测数据的融合,客观、快速地评价基坑的安全状态,避免单指标预警和人为判断基坑安全状态时的不全面、不准确等问题,为深基坑安全状态的快速、准确判定提供参考。     

土压平衡盾构下穿河道段施工风险评估与控制措施研究

为了综合评价地铁盾构隧道下穿河道施工安全风险,文章运用模糊层次分析法对土压平衡盾构隧道下穿河道施工安全风险进行分析。研究得出,该工程项目风险为中度风险,盾构机本身设备故障、地层稳定性差、施工掘进参数控制不当等因素产生的风险比较大。依据盾构机下穿河道的施工风险评价结果,系统研究施工难点及其风险对策,采取有针对性的技术措施,有效降低施工过程中的风险。     

石家庄地铁1号线土压平衡盾构施工掘进参数研究

盾构法施工技术因其具有智能、快速、安全、周边影响小、地层适用性强等特点已得到广泛的应用。盾构机安全掘进主要取决于对掘进参数的准确把握,如何在特定地质条件下选择合理的盾构掘进参数至关重要。本文以1号线地质条件为背景,依据石家庄三种地层的盾构先期施工情况,分析归纳其盾构掘进参数,并通过监控量测验证所选施工参数的合理性,进一步优化盾构施工参数,为该地区后续盾构施工提供参考。     

越江地铁盾构隧道始发安全风险控制研究

研究目的:盾构出洞及始发的安全风险控制是盾构法隧道施工一个非常重要的环节.结合武汉轨道交通2号线地铁越江隧道泥水盾构工程实际,提出盾构出洞及始发施工的安全风险控制体系,并分析安全风险控制的工程效果,为类似工程提供有益参考.研究结论:(1)快速、有效、可靠地建立工程环境性状与盾构施工参数的平衡状态必须通过事前控制、事中控制和事后控制等完整的施工过程安全风险控制体系来实现;(2)始发过程中应按照有关规范沿隧道纵向轴线位置布设工程监测点,在盾构推进过程中进行跟踪监测,并利用地铁工程安全预警系统进行监测数据的动态分析、预警和反馈,为调整始发掘进段的施工参数提供决策依据.     

圆砾泥岩复合地层泥水盾构下穿建筑物

泥水盾构机在圆砾、泥岩复合地层中掘进时,容易发生泥浆管、盾构机前仓进渣口堵塞(堵管堵仓)的现象,引起前仓压力波动,施工风险急剧增加。通过对盾构泥浆性能进行优化,降低堵管堵仓发生的概率;通过设定合理的前仓压力,优化掘进参数,保证开挖面的稳定,有效控制建筑物变形;之后选取正确的材料和施工工艺,利用同步注浆和二次补浆,有效控制地层和建筑物后续变形;同时利用信息化管理技术,采用自动化监测和信息化管理平台,使地下与地上联动,及时调整施工参数,更加有效地控制了建筑物沉降,为盾构机安全顺利下穿建筑物提供有力保障。     

广州地铁硬岩段土压平衡盾构掘进施工的对策

广州地铁3号线某盾构区间地质条件复杂,既有极为松软的淤泥质土、砂层,又有坚硬的微风化混合岩、辉绿岩等.分析盾构机在硬岩段掘进中刀具磨损的原因,并主要通过对盾构掘进参数设定、姿态控制、泡沫使用等方面的研究,提出在广州地区硬岩段土压平衡盾构掘进的施工措施.     

盾构施工安全穿越禄口机场复合地层段的数值模拟与监测分析

盾构施工过程中由于土体挖除、管片和二衬设置,将在穿越过程引起机场滑行道和停机坪沉降或隆起,对机场正常运营产生不利影响;通过优化盾构机施工参数,从而降低盾构下穿过程中对机场的不利影响。基于ABAQUS有限元法,建立南京至高淳城际快轨下穿禄口机场复合地层段的有限元模型,分析盾构法施工引起的机场停机坪及滑行道变形特征,最终沉降最大值约为11 mm,最大隆起值约为2 mm,同时得到盾构施工工作参数。对比实际施工监测数据,针对施工风险提出更安全的盾构施工参数。     

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。     

复杂地质条件盾构机穿越新城河涌技术

以广佛某标段盾构穿越新城河涌为依托,对盾构施工重难点进行了分析,试验掘进时取得了盾构机参数,制定了盾构机过河的检修与保养、开挖面的控制与管理等技术措施,确保了盾构机快速、顺利地通过河涌,避免了施工风险,提高了施工功效,节约了施工成本。     

复合地层盾构姿态纠偏与隧道成型质量控制

盾构法施工时盾构机的姿态控制是确保盾构法隧道成型质量的关键。盾构机在均一地层地质中掘进时盾构掘进控制较为容易,但在上软下硬的复合地层中掘进时容易出现刀具偏磨、地面沉降不易控制、盾构姿态纠偏困难等问题。本文依托盾构机在典型的上软下硬复合地层中遇到姿态出现向下纠偏困难的情况为背景,通过对地层地质、盾体姿态、盾构掘进参数及隧道管片成型姿态等数据进行综合分析,采取多种纠偏措施以及质量控制措施,使得盾构机姿态得以顺利完成纠偏且隧道质量得到良好控制的效果。此案例可为类似地下工程施工提供借鉴经验。     

大直径土压平衡盾构 穿越湘江施工技术

在长株潭城际铁路湘江隧道施工中,为克服工程地质复杂、水压大、盾构掘进距离长等施工难点,通过 盾构机针对性设计、地质超前勘察、渣土改良、掘进参数优化、合理注浆管理等措施,总结出一套大直径土压平 衡盾构穿越湘江的施工方法,为今后类似工程施工提供借鉴经验。     

高富水复杂地层中泥水平衡盾构机穿越风井施工关键技术

为解决泥水平衡盾构机在高富水复杂地层工况下盾构机直接穿越风井技术难题,以长沙市轨道交通3号线一期工程SG-5标段阜埠河站～灵官渡站区间为例,将砂浆回填法应用于现有地层下的盾构机风井施工技术方案中。通过进一步工程实践,从盾构机风井砂浆回填施工方案、盾构机姿态控制以及管片拆除等三方面展开相应的实践研究。设计了符合现有地层下的盾构机风井砂浆回填结构,确定了回填方量以及回填高度;制定了砂浆回填过程中盾构机掘进参数控制策略,确定了盾构机切口压力以及掘进速度控制范围;分区间距离提出了盾构机掘进过程中姿态测量方案以及砂浆回填后管片拆除的施工方法。通过上述策略安全顺利地完成盾构穿越中间风井施工,以期为今后类似工程施工提供借鉴。     

卵漂石地层盾构机刀具磨损研究

北京地铁9号线06标段军事博物馆站～东钓鱼台站区间工程,盾构穿越的地层为含大粒径漂石的砾岩层和富水卵漂石⑦层。此种地层在国内外均无类似工程实例,掘进施工过程中盾构机刀具磨损非常严重,通过分析和总结盾构实际掘进参数及刀具磨损规律,对盾构机的刀具配置进行有效改进,确保盾构的掘进施工顺利进行,延长盾构刀具的使用寿命。     

盾构机远程监控系统在GIS+BIM平台中的集成开发及应用

为解决远程实时监控盾构机施工并联动查看项目其他数据的问题,结合GIS+BIM技术,在GIS+BIM数字化项目管控平台中集成开发了盾构机远程监控系统,实现远程查看多台盾构机的实时数据,包括盾构位置、盾构台账、运行参数、盾构姿态、时间材料统计分析以及风险预警,同时能够联动查看GIS+BIM平台中施工进度、监控量测、视频监控、协同资料与场地模型等施工项目数据。分别从系统硬件架构、软件开发及实施流程、系统主要功能进行研究与分析。系统辅助管理人员进行盾构施工掘进决策,提高了管理效率,节约了管理成本,并在青岛地铁8号线项目中进行了推广应用,效果良好。     

盾构施工近距离下穿大断面公路隧道施工技术研究

文章结合郑州市南四环至郑州南站城郊铁路工程郑港九路站~郑港六路站盾构施工情况,从分析施工难点入手,采用三维数值计算程序MIDAS/GTS,对一级风险源的通道施工过程进行预分析,在计算值处于可控范围情况下提出盾构在穿越过程中对通道结构采取压重处理。并结合施工难点对盾构机近距离下穿富士康公路通道的掘进参数控制,盾构机对富士康地下通道的影响分析及保护措施,通道沉降变形监测技术及盾构通过后的技术保障进行了阐述,通过采取技术措施,盾构安全顺利地通过了富士康地下通道。该研究可为今后盾构机近距离下穿建(构)筑物技术提供一定的技术参考。     

盾构掘进施工引起的地表沉降分析与研究

结合沈阳地铁1号线某区间隧道工程的盾构施工,采用刚度迁移法对盾构在无附加荷载和下穿构筑物两种工况下的掘进施工进行数值模拟,研究盾构隧道掘进施工对地表构筑物沉降的影响规律。结果表明:盾构掘进施工时地表微量隆起,盾构通过时其上方地表略有沉降,约占总沉降量的40%;盾构通过后,引起的沉降约占总沉降的55%;后续沉降量约占5%;地表最大沉降量发生在线路中线地表处。结合分析结果,优化盾构机掘进参数,现场监测表明地表沉降控制在允许范围,确保盾构施工时地表建筑物的安全和铁路线路的顺利运营。     

软土地层盾构施工中掘进速度对地面沉降的影响分析

本文以杭州地铁1号线九九区间隧道盾构施工为工程背景,分析了盾构施工引发地面沉降的影响因素,结合现场实测数据对杭州地铁软土层盾构施工中掘进速度与地表沉降的变化规律进行研究,研究结果表明,在盾构施工参数已经设定的前提下,无论是单环掘进速度还是整体掘进速度,对地表沉降的影响最终取决于掘进速度变化幅度的大小,掘进速度变化幅度大,则沉降大,控制施工掘进速度的变化量可有效控制地表沉降.研究数据与成果可以为该方向的理论研究学者提供基础资料,同时可为隧道建设者提供借鉴.     

盾构法施工引起的地层变位分析

研究目的:在城市隧道施工过程中,地层变位的大小往往成为决定施工成败的关键因素之一.通过对因施工引起地层原始应力状态改变、土体损失、管片衬砌变形等进行分析,合理设定盾构掘进参数,建立有效土压平衡,减小对地层的扰动和地层损失,保证施工质量.研究结论:以北京地铁4号线19标段盾构工程为例,对施工开挖造成地层原始应力状态改变、地层损失引起的地层位移进行了分析,并对施工现场进行监控量测.分析和量测数据验证,合理设定土压、同步注浆、掘进速度等掘进参数,建立有效的土压平衡,即可将各项变形控制在规定的范围内.