盾尾密封油脂性能评价方法研究

针对盾构施工的日益普及,盾尾密封油脂在盾构隧道建设中需求不断增大的背景,分析了盾尾油脂密封原理,概括了施工中所用盾尾油脂类型及其性能要求,研究了盾尾油脂的耐水压密封性、挥发性和泵送性测试方法,为进一步规范盾尾油脂性能评价标准提供了参考。     

盾构施工方式及掘进控制管理研究

盾构由钢柱、钢梁、盾壳、子盾构、液压推进系统、辅助机构六大部分组成,根据不同的地质情况设计盾构长度,确保中心土的天然支护作用是＂桥式盾构法＂的关键。     

南京地铁7号线窑晓右线区间全断面灰岩盾构施工技术

南京地铁7号线窑晓右线220～431环区间段为全断面灰岩盾构施工断面,由于灰岩强度高、地层含水量大,导致盾构施工过程中出现螺旋机喷涌、出渣含水量大、刀具非正常磨损、施工效率低等问题。针对盾构施工过程出现的问题,有针对性的提出同步注浆、二次注浆、丙烯酸盐配合注入,前盾球阀、盾体超前注浆孔放水等改进措施,整体施工效率较改进前提升约48.1%。相关技术经验可为全断面灰岩盾构施工提供借鉴。     

大直径长距离过江隧道盾构机盾尾泄漏的防治

结合南京长江隧道盾构施工工程,分析了盾构施工中导致盾尾泄漏的各种原因,并提出了有针对性的预防措施及应急预案,确保了南京长江隧道盾构施工安全实施。     

高标贯中粗砂地层盾构法施工应对措施研究

西安地铁2号线北端盾构施工过程中全断面穿越中砂、粗砂层,其中中砂的标贯击数达到150击,砂层极为密实,且需严格控制地面沉降;盾构掘进出现极限参数,不能正常运转,同时螺旋、刀盘甚至是盾体磨损加快。通过增加开挖面积、主动铰接辅助推进、渣土改良、压缩空气辅助建压等措施来解决超密实地层盾构掘进问题,使用效果比较明显,提高了土压平衡盾构对密实砂层的适应性。     

盾构施工对盾尾浆液压力波动变化的影响

为探明盾构隧道同步注浆过程中管片壁后浆液压力不稳定变化的原因,通过对珠海马骝洲隧道工程进行现场测试及施工参数统计,获得了盾构掘进过程中管片外荷载的变化规律与注浆滞后时间;将盾尾视为充满高压液体的密闭容器,盾构推进视为改变容器的边界条件,推导了盾尾体积应变与浆液压力的关系式;并用钱江隧道及Sohpia隧道的监测结果对其适用性进行了验证. 研究结果表明:造成同步注浆过程中管片壁后浆液压力不稳定变化的因素主要包括浆液注入口压力的波动变化,管片脱离盾尾过程中浆液的扩散及施工过程中同步注浆相较于盾构行程的滞后效应;马骝洲隧道注浆相较于盾构推进的平均滞后时间为86 s,当盾尾间隙体积变量为1 × 10–4时浆液压力变化值达到了0.218 MPa,盾构机从静止到掘进的短时间内滞后效应会使管片壁后浆液压力急剧降低的现象得到了验证.      

强富水砂砾地层盾尾刷更换施工技术

盾构机在富水砂砾地层中连续长距离掘进时,一旦出现因尾刷失效导致盾尾漏浆漏水,将严重影响连续掘进进度和管片拼装成型质量及盾构施工安全,此时必须在隧道内更换盾尾刷.为保证隧道内更换盾尾刷的可行性、安全性、经济性,提出了采用管片壁后注浆快速固结土体技术应对强富水砂砾地层自稳性差、水压力大等问题的解决思路.尾刷更换前对盾尾15...     

盾构重叠隧道施工力学行为分析

我国地铁建设的快速发展,就涉及地铁建设中上下重叠隧道的相关问题进行研究。利用三维有限元方法并结合广州某重叠盾构施工的地铁工程实例分析了下洞（左线）隧道受上洞（右线）开挖产生的影响范围、上洞盾构在不同推进力下对下洞位移、应力和应变产生的影响和下洞局部范围在有临时支护条件下随上洞开挖产生位移和内力变化。分析表明：下洞隧道结构受上洞盾构施工的影响表示形式为上洞盾构前方的下洞结构存在向下桡曲,而在后方则向上隆起,直至趋于一个定值,其中下洞盾构机的盾尾需在上洞盾构机盾头前方的50 m;上洞隧道在推进过程中,推进力是控制下洞结构变形的主要因素。此时,应严格控制上洞盾构隧道施工时盾构机推进力大小并仔细对下洞结构变形进行监测;对下洞隧道施作临时支撑可以有效减小位移和结构的受力特性;分析计算得出的结论对于盾构重叠隧道设计和施工有一定指导意义。     

盾尾密封系统防水失效特性试验与模拟分析

盾尾密封系统的防水密封性能是影响盾构施工安全的重要因素，为分析其防水失效特性，设计了盾尾密封系统室内模型试验，并基于计算流体力学建立了对应的盾尾密封系统仿真模型。分析了在外部水压侵入过程中水油两相流体的体积分布、压力场和速度场变化，探究了盾尾结构参数、尾刷参数、油脂参数对密封性能的影响规律。结果表明：增加盾尾刷道数可有效提升防水能力；在防水失效过程中，在盾尾刷处出现流速的峰值点，流速的扩展分布与水侵入的体积分布具有一致性；盾尾刷渗透率、油脂粘度是影响初始漏水时间的敏感性因素；通过减小盾尾刷渗透率、增大油脂粘度，可有效延迟初始漏水时间，提升盾尾密封系统防水能力。     

盾尾密封油脂的现场应用研究

为了在盾构施工时更好地发挥盾尾密封油脂的密封及润滑效果,结合广州地铁22号某区间的施工案例,从盾尾密封系统的组成及其工作原理出发,分析了油脂泵的工作过程及油脂注入系统的两种压力控制模式特点,并研究了盾尾油脂的消耗情况,形成盾尾密封油脂的应用指导:对不同品牌的油脂,可调节油脂泵进气压力达到合适的泵出压力;掘进速度快时油脂注入建议选择手动模式,掘进速度慢时选择自动模式;在复合地层掘进时,盾尾油脂管路压力传感器的压力控制应高于单一地层;一般情况下,油脂管所分布的点位油脂消耗量较大,但也受到盾尾或管片变形、盾尾姿态差、盾尾刷失效等因素的影响,可根据实际情况在个别部位注入较多油脂。     

泥水平衡混合式盾构机施工中的设备泄漏问题及解决方案

针对南京长江隧道项目泥水平衡混合式盾构机施工期间出现的盾尾漏泥浆、主驱动与盾体块连接部位漏泥浆、主驱动密封泄漏腔漏油和推进油缸漏油等问题进行了研究和分析,制订了解决方案并处理了这些问题,对类似的泥水平衡混合式盾构的保养维护具有借鉴意义。     

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。     

土压平衡盾构隧道引起的地表沉降规律研究

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题。以广州地铁3号线某盾构区间隧道为研究对象,运用三维有限差分法对盾构施工过程中影响地面沉降的因素——土舱压力、盾尾注浆压力和地层损失率进行较为系统的研究,可得出结论：影响盾构隧道地表沉降最大的因素为地层损失和注浆压力,增大土舱压力对降低隧道地表沉降的作用非常有限。     

盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施

以南京长江隧道工程为例,系统全面的分析了盾构法施工在过江隧道中的各类风险,探讨了盾构进出工作井施工风险、盾构穿越江中段风险、超大盾构工作面失稳风险、管片密封事故风险、施工中地层移动风险、盾尾冻结法施工风险等发生后将导致的后果以及引发该风险的原因,提出了相应的风险应对措施,为类似的盾构法施工的风险评估和安全管理提供经验和技术上的参考,降低了施工风险。     

隧道盾构盾尾结构的计算

本文在分析盾尾静力作用特点的基础上,把盾尾当作一端固定一端自由的弹性闭口圆柱中长薄壳,运用圆柱壳有矩理论求解,得出了盾尾应力和位移的分布规律,从而定出了设计盾尾的强度和刚度校核条件;同时用模型试验加以验证.此外,结合盾尾的具体情况,对一般计处公式作了一些简化,并把结果列成表格,便于运用.作用在盾尾上的荷载比较复杂,本文暂沿用目前设计计盾构时所作的沿直方向和水平方向均布的荷载假定,同时亦未考虑施工的影响;因此所得的结论是初步的.     

大直径泥水盾构施工引起的地表沉降规律研究

对大直径泥水平衡盾构在砂卵石地层、软土地层中施工引起的地表沉降进行分析研究。通过对隧道横向沉降影响区、纵向沉降、不同时段沉降等的分析研究,得出大直径泥水盾构在砂卵石地层、软土地层中施工引起的地表沉降规律。卵石层中、软土层中,大直径泥水盾构施工引起的地表沉降在横断面方向基本上均呈正态分布,但砂卵石地层中的主沉降区范围较软土地层中的要小,且沉降值较软土中的也小;在盾构通过、盾尾通过两阶段地表沉降量比较大,软土地层中工后沉降较明显。     

基于压缩和油脂逃逸试验的盾尾刷密封性分析

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,利用油脂逃逸试验获取不同工况下盾尾刷的油脂逃逸量;最后,以贴合力为媒介,将影响盾尾刷质量的因素与油脂逃逸量联系起来,探讨盾尾刷的密封性能.研究结果表明：长期挤压、盾尾刷磨损程度、砂浆渗入等因素对盾尾刷弹性性能的影响显著,尤其是砂浆渗入,盾尾刷弹性性能损失最大可达90%;油脂压力存在一临界压力,盾尾间隙为50、70、90 mm的临界油脂压力分别为0.4、0.3、0.2 MPa,低于临界压力时油脂逃逸量极少,超过临界压力时油脂逃逸量陡增,油脂压力增加0.1 MPa,油脂逃逸量增加4倍以上;在盾构平均盾尾间隙（70 mm）条件下,当保护板磨损超过1/2与砂浆渗入比超过10%时,油脂逃逸将超过工程容许上限.     

在富水粉砂地层中盾构到达段施工技术

通过苏州轨道交通1号线土建I-TS-05标塔园路站～滨河路站区间隧道盾构施工,介绍在苏州富水粉砂地层中盾构综合施工技术。施工中,克服了富水砂层下盾构到达加固区水平长度不足的困难,使用了在加固区外再施工一圈止水帷幕桩的地基加固技术,该技术可以使三轴加固土体与止水帷幕桩组合形成一个范围更大的端头地基加固区域,并在盾构到达段掘进中合理使用管片壁后二次注浆和聚氨酯,成功地阻断微承压水在盾构到达时涌出的路径,从而解决了富水砂层下盾构到达施工的涌水、涌砂问题。通过使用,该技术保证了2台盾构安全成功接收,在富水粉砂地层具有适用性广、安全可控等优点。     

盾构隧道壁后注浆压力分布模型

为探讨盾构隧道壁后注浆压力在环形盾尾空隙中的传递过程,用旋转粘度计对硬性浆液的流变特性和流变参数进行了测定.试验结果显示,硬性浆液属于宾汉姆流体,其塑性粘度为1~4 Pa.s,动切力介于10~40 Pa之间.用宾汉姆流体描述硬性浆液的流变特性,导出了其注入盾尾空隙过程中注浆压力的传递公式,并用Soph ia隧道的监测结果验证了注浆压力分布模型的合理性.     

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.