大直径地铁盾构隧道下穿高铁明挖隧道方案研究

天津某地铁盾构区间超深埋隧道下穿京津城际线解放路明挖隧道,工程处于软土地层,地质条件差,工程风险大.为探究盾构下穿对高铁明挖隧道的影响,首先对高铁明挖隧道现状进行调查,对外径6.6 m双线盾构依次下穿高铁明挖隧道4种方案的优缺点进行比选分析,并运用有限元数值模拟手段对优选方案进行分析计算.结果表明:(1)高铁明挖隧道现...     

复杂地质海底隧道设计

研究目的:台山核电海底隧道工程是我国首条盾构海底隧道,隧道外径9 m,穿越中风化岩层、软土、砂层及土石交界面,地质条件复杂且位于海底。主要工程特点:大直径、长距离、复杂地质条件下盾构施工。存在难点包括:隧道工法选择、纵断面设计、结构设计、盾构选型及刀盘设计、盾构穿越土石分界及孤石群处理方案。通过理论分析研究和工程类比,确定安全合理设计方案。研究结论:(1)本工程海底隧道设计采用复合式泥水平衡盾构,钻爆法结合盾构法施工,通用管片+二次衬砌的复合式衬砌模式,能有效解决复合地层长距离水下掘进难题;(2)复合式盾构刀盘设计、水下孤石爆破处理能有效地解决盾构在土石交界面掘进高风险、低效率的难题;(3)通过实践证明本工程设计能有效地解决海底隧道相关技术难点,施工风险得到有效控制,可为今后同类工程及海峡隧道研究建设提供借鉴。     

昆明轨道交通3号线深基坑岩土工程勘察与评价

研究目的:昆明轨道交通3号线东西向穿越处于滇池盆地中的昆明市主城区,沿线工程地质条件、水文地质条件及周边环境复杂,通过3号线车站深基坑的工程地质及水文地质勘察,对场地的稳定性、基坑围护结构型式、降排水方案、基坑抗浮和隆起、基底处理及基坑施工等岩土工程问题进行分析评价。研究结论:(1)昆明轨道交通3号线东西向穿过昆明市主城区,岩土层次多,地下水较丰富,发育有可液化砂土、岩溶、浅层天然气等不良地质和人工填土、软土等特殊岩土,区域稳定性较差,工程地质条件及水文地质条件复杂;(2)通过对各深基坑地质条件及场地条件等的综合分析,各基坑主要宜采用明挖顺作法施工,局部受交通等条件限制地段采用逆作法施工;(3)处于盆地中的深基坑宜采用地下连续墙的支护结构,混凝土+钢管进行支撑,采用坑内设置侧沟和集水井,人工抽排地下水的降排水措施,基底采用搅拌桩、换填等措施进行处理,满足抗浮及隆起的要求;(4)处于残丘地段的基坑工程地质条件相对较好,地下水不发育,可放坡开挖,采用土钉墙等进行支护,基底进行适当换填。     

长沙劳动路湘江隧道方案的地质论证

长沙劳动路湘江隧道是正在勘察设计的城市交通过江的主要方案。对湘江隧道的工程地质及水文地质条件进行了分析,并分明挖段和暗挖段,结合隧道施工方法,对隧道修建过程中可能遇见的涌水、坍塌、江水倒灌等灾害地质及环境地质问题进行了研究,从地质角度对穿越湘江通道方案进行了评价,给出了湘江隧道地质勘察中应注意的问题,提出应慎重采用隧道方案,并提出相应建议。     

三谈北京地区地铁施工用盾构机选型

北京地区的地质条件、地面环境以及社会关注度等特点,使地铁隧道施工时所采用的盾构机类型和盾构施工技术必然带来其典型的地区特色.通过分析地铁线路隧道穿越地层的工程地质及水文地质条件和各种盾构机在北京不同土层地质条件的适应性,及时总结盾构施工的技术经验,同时引入新的机型,使地铁施工盾构机更符合北京地区的工程地质实际,不断提高盾构施工与管理水平.     

和邢铁路路罗站地质选线研究

研究目的:和邢铁路穿越太行山脉,在路罗站附近地形陡峻,多为峡谷陡壁,崩塌落石等不良地质发育,地下水丰富,地质条件复杂。因此,详细查明本段地层岩性、地质构造,以及崩塌落石的分布范围、发育程度等是路罗站位明线及隧道方案比选的基础。基于此,本文通过采用综合勘察技术查明工程范围内的工程地质和水文地质条件,并结合国家级风景名胜区范围及邢汾高速公路边坡稳定条件,从而提出合理的路罗站位地质选线意见。研究结论:(1)路罗站明线车站方案避开了崩塌落石发育地段,工程地质条件较好,工程投资省;(2)明线车站方案的施工及运营管理安全方便;(3)明线车站方案邻近高速公路段隧道施工通过采用控制爆破等施工措施,可避免诱发公路边坡附近的崩塌落石;(4)路罗站明线车站方案优于全隧道车站方案,可作为推荐方案;(5)本研究结论可为山区地形复杂、崩塌落石发育地段的地质选线提供参考和指导。     

某地铁跨海隧道工程选线研究

研究目的:因海域具有范围大、地质条件复杂、水压高、海水腐蚀性强等特点,跨海隧道工程的施工、运营难度及风险均较大。因此,在项目前期广泛结合海域段地质、水文等条件,针对不同施工措施开展多方案、深层次的选线工作,对于降低后期勘察设计施工难度、减少投资、降低后期维护费用等方面起决定性作用。本文针对某线路穿越海域段不良地质条件,对不同工法所采取的地质选线技术原则及具体选线方案进行研究,以期为跨海隧道工程的建设及运营创造良好的条件。研究结论:(1)在本次地质选线过程中,综合采用了物探调查、地质钻探及试验验证等勘探方法,查清了工程所在海域段的工程地质条件;(2)通过分析海域段地质条件,初步确定不同区域、不同地质条件下的施工工法,进而确定线路的走向和埋深;(3)分析对比5个线位方案穿过不良地层长度、施工工期、造价等方面的差别,得出线位1(盾构+矿山法)的方案优于其他方案,宜作为本线的推荐方案;(4)本研究成果可为其他类似海域选线工程项目的研究提供一定借鉴。     

天津西站至天津站地下直径线工程盾构隧道主要施工技术

1研究目的和内容1.1研究目的天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)是国内第一条在软土地质条件下采用大直径(11.97m)泥水盾构施工的城市地下铁路客运专线隧道,盾构隧道全长2146m,途经红桥、南开、河北3个城区,穿越海河、南运河、狮子林桥、金钢桥、慈海桥及     

盾构在施工过程中遇到锚索的处理方案比选

以石家庄地铁某盾构区间在施工过程中遇到锚索,导致盾构机刀盘卡住无法脱困的工程实例,介绍了盾构穿越地下锚索地段处理方案的比选研究,通过技术、经济及工期等全方位比选,确定采用明挖竖井清除缠绕刀盘的锚索;后续施工中暗挖隧道为锚索拔除提供作业面,并采用全回转套管跟进法拔除锚索的方案,成功地解决了锚索阻碍盾构施工的问题,取得了较好的效果,对类似工程设计和施工具有一定的借鉴意义。     

温州市域铁路S2线瓯江北口隧道方案研究

研究目的:水底隧道作为铁路、公路等交通通道跨越大江、大河的重要方式之一,目前已广泛应用。本文以温州市域铁路S2线瓯江北口水底隧道工程为例,对影响隧道选址的地质条件、沿线控制点、两岸接线条件、隧道运营安全等因素进行综合研究,合理选取隧址方案,同时针对本项目的特点,合理选取隧道结构断面和防灾救援方案,可为类似水底隧道工程提供参考借鉴。研究结论:(1)研究比选了上、下游线位方案在工程地质、施工难度、运营期安全、沿线控制点及接线条件等方面的差异,推荐地质条件较好、施工难度较小、运营期沉降较小、对周边规划影响小的下游线位方案,其避开了隧底淤泥层、防洪堤基桩、岸上重要建筑物;(2)分析了国内外水底铁路隧道疏散通道布置方式,结合本工程特点,研究采用专用纵向疏散通道+增设中墙设置横向联络通道的组合方式;(3)分析了隧底软硬不均地层和深厚软土厚度变化大引起的不均匀沉降对结构的不利影响,推荐盾构隧道采用双层衬砌结构;(4)根据运营与现场条件,盾构隧道内设置排烟道,并结合疏散通道布置,比选"单洞双线无中隔墙+底部疏散通道"、"单洞双线+中隔墙"和"双洞双线"等隧道断面方案,推荐采用"单洞双线+中隔墙"断面方案,其运营安全性高;(5)重点分析了隧道防灾通风排烟,采用纵向通风烟道排烟方式,火灾救援时保证安全通道正压值30 Pa,并控制隧道内烟雾排放方向,确保人员疏散;(6)本研究成果对修建深厚软土地层水底隧道工程具有借鉴和参考意义。     

长沙地铁越江隧道穿越岩溶地层关键技术研究

研究目的:长沙地铁3号线阜埠河站-灵官渡站区间是穿越湘江及江中橘子洲的越江隧道区间,江底存在不同程度的岩溶发育区,工程及水文地质条件复杂,实施难度大。长沙地区尚无越江隧道长距离下穿江底岩溶强发育区先例,为解决复杂岩溶水底隧道穿越技术,降低施工风险,实现隧道穿越水下岩溶地层,本文对复杂岩溶水底隧道关键技术体系进行研究,以期为类似工程建设提供借鉴。研究结论:(1)对于越江隧道,通过确定合理过江线位方案,绕避岩溶区,能有效地减小岩溶穿越区距离,降低工程风险;(2)岩溶区越江隧道采用泥水盾构掘进工法,工程风险更为可控;(3)对于岩溶处理平台采用水上钢平台,能有效地减小岩溶处理产生的环境影响;(4)岩溶注浆处理通过制定合理注浆方案、注浆参数,保证溶洞处理效果并控制投资;(5)盾构掘进过程需合理控制,工筹安排应结合试验段开展,精细化控制盾构掘进过程;(6)本文关键技术体系对其他同类地层隧道施工具有一定借鉴作用。     

地铁双线盾构近距下穿盾构隧道施工沉降控制

研究目的:为研究双线盾构下穿时既有地铁盾构隧道的沉降规律及控制措施,以北京地铁14号线隧道近距下穿地铁15号线隧道工程为依托,通过对既有隧道沉降的数值模拟,结合现场监测数据及盾构施工参数的分析,阐明既有隧道的沉降规律,总结控制沉降的盾构施工参数经验,验证沉降控制措施的有效性。研究结论:(1)既有隧道的沉降始于盾构刀盘距既有隧道1.5～2.0倍洞径处,在既有隧道前后1.1～1.3倍洞径范围变化最大,但受先后施工的二次扰动影响并不明显;(2)盾构掘进速度保持60～80 mm/min,合理且较高的顶推力、土仓压力、注浆量,可确保在快速通过穿越区域的同时抑制既有隧道的沉降;(3)通过注入双液浆、克泥效浆液对土层进行加固改良,设置聚氨酯隔离环,可减小既有隧道的后期沉降;(4)本研究成果可为盾构穿越施工影响下既有隧道的沉降控制提供借鉴。     

地铁工程先盾后扩穿越西安地裂缝设防段隧道扩挖方案研究

目的：为优化地铁工程穿越西安地裂缝段常规“竖井暗挖+盾构空推”施工方法，开展基于“先盾后扩”新型建造技术的扩挖方案研究。方法：依托西安地铁15号线府君庙村站—祝村站区间隧道穿越F9和F′9两条地裂缝带设防工程，进行新型建造技术试点应用。介绍了“先盾后扩”法的施工基本流程和设计要点，提出了6种设防段盾构扩挖方案，重点讨论了各方案可行性及优缺点，并综合施工便利性、地面沉降控制和结构受力特性给出了推荐方案。结果及结论：“先盾后扩”法省去了竖井和洞内端头土体加固工程量，确保了盾构作业连续性，解决了设防段地面作业条件受限的问题，不考虑盾构空推的扩挖断面也可大幅减小，进而降低了工程造价；设防段盾构扩挖时，横向及竖向支撑能改善扩挖隧道支护结构变形，但临时仰拱或横撑发挥的作用较为有限，在地层降水措施有保障的条件下设置的必要性不强；竖撑能明显改善扩挖隧道支护结构受力，应予以保留；综合横向及竖向支撑切割断面引起的施工干扰问题，推荐“全断面+双竖撑法扩挖”为依托工程扩挖方案。     

鱼卡(红柳)至一里坪铁路地质选线研究

研究目的:鱼一线地处柴达木盆地西北边缘地带,自然环境恶劣,地质条件复杂,线路穿越了世界上最大的雅丹地貌(俗称"魔鬼城"),风沙、盐渍土遍布,湖盆低洼地带存在软土、盐岩。在该地区进行地质选线对于降低后期勘察设计难度、减少投资、降低后期维护费用等方面起决定性作用。本文针对线路穿越风沙、软土、盐渍土、盐岩四类工程地质问题时,采取何种地质选线的技术原则进行了研究。研究结论:(1)在本次地质选线过程中,综合采用了遥感解译、地质调绘、钻探、试验等勘探方法,查清了沿线的工程地质条件;(2)对线位比选起决定性因素的工程地质条件主要有风沙、软土、盐渍土、盐岩,选线应遵循"绕避为主"的原则;(3)通过对北线方案(CK)、中线方案(C9K)、南线方案(C10K)三条线位进行比较,得出中线方案优于北线方案、南线方案,宜做为本线的推荐方案;(4)本研究能够为类似地区的工程项目选线研究提供一定的借鉴。     

佛莞城际铁路狮子洋隧道的几个关键技术问题

研究目的:佛莞城际铁路狮子洋隧道结构外径13.1 m,是国内目前最大直径的铁路盾构隧道。工程具有大直径(13.1 m)、高水压(最大水压7.8 bar)、地质条件复杂(土岩复合地层,穿越三处破碎带和两处水下断层)、行车速度高(时速200 km)、盾构机类型新(土压-泥水双模式盾构)等特点。为保证施工与运营安全,必须妥善解决总体设计、施工组织设计、结构抗灾与防灾疏散设计等关键技术问题。研究结论:(1)复合地层水下隧道宜埋置于基岩中,岩石覆盖厚度可按"满足施工进舱作业安全,且围岩松弛压力与形变压力之和相对较小"的原则确定;(2)隧道长度不大时可采用单孔双线结构,并在隧道底部设置疏散廊道,同时采用中间箱涵预制的方式实现同步施工;(3)为减少局部岩层破碎带对施工的影响,可采用土压-泥水双模式盾构掘进;(4)为提高结构的抗灾性能,在钢筋混凝土管片内双掺钢纤维和聚丙烯纤维是一种可行的方案;(5)该研究成果可应用于复合地层盾构法水下隧道的设计。     

盾构诱发的地表及邻近建筑物变形规律研究

研究目的:以北京地铁八号线某区间隧道盾构工程为依托,采用FLAC模拟预测盾构施工引起的地表及其附近建筑物的变形规律,为盾构隧道施工安全通过地表建筑物时的合理施工参数确定和现场监测方案的制定提供技术支撑。研究结论:(1)采用数值模拟得到北京地铁隧道盾构施工引起的地表变形规律,地表横向沉降曲线在水平方向上基本对称,建筑物对其周围区域地表变形影响较大,对其所在区域地表变形影响相对较小,最大差异沉降为8,09 mm;(2)数值模拟预测结果表明两隧道开挖对地表影响的范围主要在两隧道中心左右各36 m,开挖面影响区域为开挖面前方24 m及开挖面后方20 m范围内,施工时应重点监测;(3)实践表明实测曲线与数值模拟曲线吻合较好,数值模拟是预测盾构施工对地表及邻近建筑物变形影响规律的有效手段;(4)研究成果可用于地铁盾构施工对地表邻近建筑物的变形控制方案的制定。     

明挖隧道与盾构隧道下穿铁路桥变形影响及隔离桩效果

济南市双线明挖隧道和双线盾构隧道先后下穿既有铁路桥梁。为保护既有铁路桥墩和桥桩,拟定采用隔离桩和不采用隔离桩两种方案,通过数值模拟研究了明挖隧道和盾构隧道施工时铁路桥梁的桥墩、桥桩位移变化规律及隔离桩的隔离效果。结果表明：明挖隧道围护桩施工+基坑开挖、主体结构施工+覆土回填、盾构隧道下穿引起的桥墩竖向位移分别占桥墩总竖向位移的60.14%、27.07%、12.79%;受围护桩与隔离桩桩长的影响,明挖隧道及盾构隧道施工对24.5 m深以下桥桩的保护作用减弱;与未采用隔离桩相比,采用隔离桩后桥墩最大累计竖向位移与桥桩最大水平位移分别减小了68.5%、60.7%,隔离桩对变形的控制效果明显。     

软弱地层盾构隧道侧穿房屋基础沉降特性分析

以广州轨道交通21号线金坑站—镇龙南站区间土压平衡盾构下穿均和村房屋群为工程依托,采用数值模拟方法研究盾构隧道侧穿房屋群基础沉降特性,对比分析不同隧道开挖顺序下房屋基础沉降响应规律,并结合现场实测数据进行对比分析,揭示软弱地层盾构隧道侧穿房屋群施工扰动特性。研究结果表明:(1)在软弱地层双线隧道侧穿既有建筑物时,优先施作受荷载作用显著侧隧道,可有效降低既有建筑物变形;(2)在软弱地层盾构隧道掘进过程中,地表既有建筑物产生的主要沉降位于隧道穿越既有建筑物前3倍洞径至穿越建筑物后6倍洞径范围内,在此区段内可加强监测力度,根据实际需求采取降低掘进速度或适当加大注浆量的控制措施来控制既有建筑物变形;(3)受软土地层特性和施工同步注浆浆液固化的影响,在盾构穿越监测点10 m左右监测点沉降达到最大,随着浆液强度的增大,存在沉降回弹现象。     

沿海富水地区铁路地下隧道深基坑施工技术

研究目的:在近几年大规模铁路建设中,铁路客运专线明挖隧道施工技术发展迅速。为优化沿海富水地区铁路地下隧道混合支撑基坑围护方案、设计参数及施工技术,为土方开挖和隧道结构施工提供宽阔的空间和良好的条件,保证主体结构能够采用模板台车整体浇筑,提高施工效率,确保建设工期和工程安全,因此,有必要对沿海富水地区铁路地下隧道深基坑施工技术进行研究。研究结论:海南东环铁路美兰地下隧道(含地下车站)是全线控制性工程。(1)该隧道及地下车站可采用明挖顺做法施作、钻孔桩+旋喷桩作为围护结构和钢支撑+预应力锚索作为支撑体系;(2)这种围护支撑体系在国内沿海富水地区是第一次大范围的应用;(3)采用该混合支撑体系,不但能节省大量钢材,而且能改善施工条件,加快施工进度,保证施工安全;(4)该研究成果可为沿海富水地区类似工程建设提供技术支持。     

南京和燕路长江隧道 总体设计研究

南京和燕路长江隧道是国内水深最大、水压最高的超大直径盾构隧道,也是首条一次性穿越强透水砂层、软硬不均复合地层、硬岩层、岩溶地层和区域断裂等多种复杂地质条件的水下隧道。本文结合工程建设环境条件、隧道施工安全与风险等因素,对工程总体设计的平面设计、纵断面设计、横断面布置、疏散救援等技术问题进行了分析研究,确定了合理的工程总体设计方案,可为类似工程提供参考。