大型盾构浅埋富水地层到达施工关键技术

基于印尼雅万高铁项目1号隧洞盾构施工,对大直径盾构浅埋富水地层到达技术开展研究,重点通过控制端头地层及洞门加固密封质量和掘进参数,盾构在富水浅埋地层中管片抗浮、姿态调整及注浆等技术环节,提高盾构到达段掘进施工质量、保证盾构到达出洞安全。实际施工效果良好。     

富水卵漂石地层土压平衡盾构施工参数研究

针对富水卵漂石地层土压平衡盾构(EPBS)施工出土控制困难、掘进效率低问题,依托成都地铁某盾构隧道区间的现场实验段,对富水卵漂石地层中土压平衡盾构的实测关键施工参数进行了统计分析,并探索了与地层相适应的掘进参数以及提高掘进效率的途径。研究参数包括:出土量、土舱压力、贯入度、掘进速度等,研究结果表明:虽然富水卵漂石地层中的土压平衡盾构掘进易超出土,但通过适当减少土舱压力和增大贯入度能够减少超出土量,盾构法适用于该地层;改善地层可掘削性能和适当降低土舱压力是提高掘进速度有效方法,而增大总推力可能导致掘进速度下降。     

复合地层下泥水盾构管片上浮规律及影响因素分析

针对在盾构隧道施工中经常出现的管片上浮问题,以南昌轨道交通4号线泥水盾构过江隧道为工程依托,通过数理统计方法对泥水盾构穿越不同地层时管片上浮量进行归纳分析,探讨地层参数以及盾构掘进参数对管片上浮的影响规律。研究结果表明:在全断面砂层中掘进,管片上浮量小且上浮值变化稳定;而当进入上软下硬地层和泥质粉砂岩层,管片上浮量急剧变化,尤其是在过江段中风化泥质粉砂岩中掘进,管片上浮量最大。考虑盾构掘进参数单因素影响,随着注浆压力、泥水压力和盾构推力的增大,管片上浮量均会出现增大,而掘进速度的变化对施工期间管片上浮影响较小。在掘进过程中需要结合地层特性对管片上浮影响并且对主要掘进参数进行实时调整,在一定程度上可以实现对管片上浮的有效控制。     

盾构通过基岩凸起地段综合施工技术

在花岗片麻岩复合地层施工中,由于存在孤石或基岩凸起,对盾构施工造成很大的困难和风险。结合广州地铁21号线中新站至中间风井盾构区间实例,介绍了土压平衡盾构机在片麻岩复合地层施工中的应用技术,遇到基岩凸起、"上软下硬"情况,采用地面爆破施工,通过对爆破时药包设计、安装及布孔方式、爆破安全距离的控制,对基岩进行预处理,爆破后检测处理效果并通过地面注浆固结裂隙。盾构机掘进时,在不同路段,通过控制盾构机的掘进参数,顺利完成盾构区间掘进任务,减少盾构开仓风险。     

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工技术

在盾构法施工中,盾构机在富水砂卵石地层中掘进,一直是一个全新的技术难题。如何处理盾构机掘进在富水砂卵石地层,沉降大、速度慢、换刀频等问题,结合在建的成都地铁4号线正在掘进的三台土压平衡式盾构机掘进技术资料,通过统计、分析,综合考虑富水砂卵石地层中土压平衡盾构掘进参数、泥浆参数、盾构姿态、地层变形机理等信息,进行了初步探讨,对盾构机的选型及施工提出建议。     

盾构隧道冻结法与钢套筒联合接收施工技术

复杂地质环境中进行盾构进出洞施工有很大的风险,端头加固措施被应用于工程中来提高洞门区域土体强度.以苏州轨道交通5号线某区间中间风井盾构接收工程为背景,针对苏州富水软弱地层特点,设计采用冻结法加固洞门区域土体,并采用钢套筒进行盾构接收,设计提出了相关工艺参数以及施工方法.根据盾尾和冷冻加固区域的相对位置以及施工流程,将盾构进洞段的推进施工分为三个阶段,比较分析各阶段的掘进速度、土仓压力等参数.并且监测数据显示对地表沉降的控制效果较好.冻结法与钢套筒法联合接收施工技术的成功应用能有效抑制漏水漏砂、有效控制地层变形,能为苏州周边地区或者相似地质特点的盾构隧道施工提高参考.     

富水砂卵石地层盾构近距下穿混凝土拱桥施工技术

富水砂卵石地层因其富水、含大粒径卵石、开挖面易坍塌等特性一直是盾构施工的难点,极易造成地表建筑物沉降和塌陷。结合成都市富水砂卵石地层盾构近距下穿混凝土拱桥实践,通过对拱桥加固方案进行针对性设计及优化盾构掘进参数,确保盾构掘进施工质量和管片安装质量。在保证拱桥和地面交通安全的情况下顺利通过了混凝土拱桥,节约了施工成本,缩短了工期。     

盾构参数对复合地层损失率和地表沉降的影响

为研究土压平衡式盾构机穿越复合地层过程中,不同盾构掘进参数对地表沉降值和地层损失率的影响,依托湖南商学院站至白鸽咀站区间盾构工程已有的施工沉降监测数据,利用Peck公式反推得到盾构施工在此类地层条件下的地层损失率,并通过三维有限元数值模拟分析了盾构各参数对地表沉降值和地层损失率的影响程度.研究结果表明:在掘进推力增大时...     

地铁区间隧道穿越粉细砂地层土压平衡盾构施工技术

石家庄市城市轨道交通1号线体育场站~北宋站区间隧道穿越粉细砂地层,施工采用土压平衡盾构掘进技术,对始发洞口进行了双管旋喷桩加固,掘进过程中优化了盾构推进速度、土仓压力、出土量、推力及注浆压力等主要技术参数,保证了施工安全,区间隧道顺利贯通;采用同步注浆和二次注浆措施及优化的掘进施工参数控制了掌子面的稳定和地表沉降。工程实践证明土压平衡盾构也适用于粉细砂地层的区间隧道施工。     

复合地层大直径盾构选型与掘进技术研究

盾构施工将不可避免遇到完整基岩地层、软硬不均地层或孤石地层,由于不同地层盾构施工的差异性,盾构机的选型和制造应考虑复合地层的特殊性,盾构掘进过程中也应提出有针对性的措施。结合实际工程,针对大直径复合地层盾构施工特点,进行了盾构选型与掘进技术相关措施的研究和分析,引入了土压—泥水双模式混合盾构机应用的理念,对盾构刀盘设计、常压换刀技术、破碎机配置和超前地质预报这几个复合地层盾构机制造的核心技术问题提出了相关要求,并对软硬不均地层和孤石地层两大复合地层盾构掘进难题提出了针对性的解决措施。文中所述的复合地层大直径盾构机选型和掘进技术方案已在实际工程中成功应用,可对类似工程提供指导。     

软弱富水地层盾构掘进引起的地表变形控制

以苏州地铁5号线某区间盾构隧道为研究对象,以施工期间掘进参数及隧道地表实测监测数据为依据,分析盾构掘进工程中地质条件、土仓压力、推进速度等因素对地表变形的影响。结果分析表明:盾构掘进面前方一倍洞径处,地表易隆起,地表隆起量随着推进速度、土仓压力、同步注浆压力的增大而增大;随着盾构掘进,地层受施工扰动及水土损失影响,地层开始出现沉降,并不断增大,在距离盾尾两倍洞径位置附近趋于稳定。文中针对盾构在富水砂层、粉土、粉质粘土段掘进存在的问题,提出了地表变形控制措施。     

漂石地层土压平衡盾构掘进速度模型研究

目前针对漂石地层土压平衡盾构的掘进速度模型研究比较少。借助成都地铁某区间盾构隧道工程,根据现场施工实测数据,利用统计分析、模型回归等方法分析了参数间的相关性,并依据掘进速度与其他参数间的关系建立了成都漂石地层中的掘进速度模型。研究结果表明:在成都漂石地层中,影响掘进速度最大的因素依次是贯入度、刀盘转速;掘进速度和刀盘转速、贯入度、螺旋机转速成正比,与总推力、土仓压力正反比;掘进速度与扭矩不是简单的线性关系,扭矩在一定范围时,掘进速度缓慢增加,当扭矩大于一定值后,掘进速度随着扭矩的增大而减小。这些关系对漂石地层土压平衡盾构的参数选择和匹配有重要的指导意义,所建立的模型可为盾构掘进参数的优化、预测和控制提供依据。     

广州地铁石灰岩地层中的盾构施工技术

介绍了广州地铁石灰岩地层地质特征,提出盾构在此地层中施工要进行岩溶、土洞预处理,对掘进中出现的喷涌、盾构偏移、管片上浮等问题进行了原因分析并提出控制措施,对同类工程有参考价值。     

盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术

盾构法修建的隧道粘土含量较高时,采用一般掘进方法,会造成刀盘开口堵塞,影响掘进速度.以台山核电取水隧洞为例,通过工程类比、现场试验和施工实践,重点概括和提炼总结了海底隧洞粘土地层盾构快速掘进施工技术：①改进刀具、增大刀盘开口率;②调整转速和掘进参数降低地层扰动,适应快速掘进;③控制泥浆保证循环顺畅,同时达到绿色环保的作用;④控制掘进姿态以保证隧洞线型.以上措施的采用,保证了隧道安全、顺利掘进.     

土压平衡盾构掘进中障碍桩的处理

盾构掘进中遇到不明障碍物时,由于水文地质条件的不同、地面环境及其周边建筑物的影响,给障碍物的处理带来了诸多困难。西安地铁盾构掘进中遇到侵线混凝土桩,详细介绍了盾构工作参数异常情况、机械状态及反应措施,对侵线桩采取挖孔破除的方法予以解决,有效保证了盾构施工的安全。在遇到不明障碍物时应根据实际的地质条件、地面环境、设备状况,进行不同处置方案的比选,确定施工安全、工期短有利于设备维护的施工方案,安全快速的处理不明障碍物。     

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

在盾构掘进期间,当刀具严重磨损、刀盘土仓泥饼聚结导致掘进困难并且现场客观条件限制严格时,需要带压开仓更换刀具、清理泥饼。带压开仓需要根据现场地质条件采取相应的辅助措施,当土压平衡盾构在上部为富水砂砾、下部为泥岩条件下进行带压开仓时,由于砂层透水、透气性较强,只做泥膜护壁,可能存在较大风险,还需要在地面采取辅助加固措施以确保施工安全。以南昌地铁盾构施工为例,就富水复合地层带压开仓中地面及洞内加固措施、设备保障、掌子面泥膜施作、带压开仓实施及风险控制等相关技术进行了阐述,有利于保证施工安全。     

液氮垂直冻结与水中接收盾构综合施工技术

济南地铁R1线大杨庄站盾构接收施工中,考虑到地质条件和施工环境复杂,对原接收端头加固方案进行完善,增设液氮垂直冻结与水中接收的综合施工方案。通过优化液氮冻结参数,控制液氮冻结各环节,合理安排盾构施工工序,控制盾构水中接收的各项技术指标,使工程在复杂工况下得以顺利实施。监测数据表明:液氮垂直冻结与水中接收综合施工技术能有效控制地层损失率,车站、隧道结构以及周边建筑物沉降量均在安全范围内,施工质量符合规范要求,可供临近繁忙交通要道、盾构穿越富水砂卵地层的工程施工借鉴。     

土压平衡盾构穿越岩溶孤石地层的轴线控制施工技术研究

为解决土压平衡盾构穿越岩溶孤石地层的轴线控制技术难题,以中南地区某城市地铁盾构工程为研究背景,通过对轴线偏离原因进行研究分析,利用孤石预先处理、盾构优化改造和掘进参数控制等措施形成了一套较系统的轴线控制方法。实践证明,上述方法在土压平衡盾构穿越岩溶孤石地层中应用是有效可行的。     

盾构仿真机控制系统的设计与开发

由于盾构掘进装备和施工安全的特殊要求及施工环境的特殊性,导致绝大部分盾构掘进设备技术人员难以在实际的施工现场进行盾构关键技术的相关研究,当前研究和掌握盾构掘进技术多以模拟仿真试验作为重要方法。文中论述了在盾构掘进系统中的:刀盘控制系统、管片拼装系统以及推进系统作为设计对象进行电液控制系统开发。应用结果表明该系统性能稳定可靠,能够较为全面的展现盾构掘进过程中的控制功能,达到了系统设计的效果。     

一种新型EPB渣土改良相似模型试验系统及功能验证

基于对国内外EPB渣土改良的研究现状以及室内试验方法的总结与分析,指出不同试验方法的局限性;研发了一种新型渣土改良相似模型试验系统——EPB渣土改良试验系统。系统集合了泡沫发生、盾构掘进、螺旋输送机输出等功能,可实现地层重塑、盾构掘进过程模拟、切土及土仓渣土搅拌;可将泡沫改良剂按设计配比加入土仓并搅拌,判断改良土体对掘进参数的影响;可模拟敞开式、半土压平衡式、土压平衡式、过压掘进模式等4种状态EPB盾构掘进;可模拟螺旋输送机出土过程及土塞效应实现过程。通过"盾构掘进模拟"和"渣土改良试验"等功能试验,验证了该试验系统各功能的准确性和可靠性。系统为研究EPB渣土改良优化配比及效果评价提供了新手段,可为大直径土压平衡盾构施工、特殊地层下盾构控制技术等条件下渣土改良提供可靠的施工参数,指导施工。