大直径盾构机常压换刀技术

近年来,大直径盾构施工应用日益广泛。在盾构施工过程中,受地质条件影响,盾构机在掘进中刀具会受到不同程度的磨损,开仓换刀是必要的处理措施。以印尼雅万高铁1号隧道为工程背景,针对大直径泥水平衡盾构机常压换刀进行分析,介绍了换刀前的加固、封堵和降水等准备措施,换刀作业程序及注意事项。1号隧道盾构常压进仓换刀作业进展顺利,为今后类似工程提供参考。     

Φ8.83m大直径土压平衡盾构刀具磨损实例分析

随着近几年大规模地铁、城际轨道交通的建设,盾构施工越来越被广泛应用。在实际施工过程中,刀盘和刀具直接接触并切削岩土、传递推力和扭矩,刀盘和刀具的磨损直接影响着盾构机的寿命,同时由于刀具的大量更换,也关系着工程的工期和总体施工效益。结合莞惠城际GZH-6标1#盾构机第4次开仓换刀和刀盘变形修复实例,介绍了工程中遇到刀盘变形及刀具磨损现象及其原因分析,阐述了相应的处理措施,可为类似工程施工提供参考。     

富水砂卵石地层盾构刀具磨损原因及改进

为研究盾构机掘进砂卵石地层时刀具的磨损机理,以福州某地铁盾构施工为例,分析原施工方案存在的问题及引起盾构刀具过度磨损的原因。为改善土壤性能,在每m~3渣土中分别添加150 L泥浆和350 L泡沫;采用辐条式刀盘代替原面板式刀盘;采用主、副切削刀,主超前刀,鱼尾刀,盘圈贝型刀,周边刮刀等刀具,并优化刀具在刀盘上的布置。测量计算刀具磨损量及磨损系数,分析土压平衡盾构穿越富水砂卵石地层段的刀具磨损量与切削轨迹的关系。分析表明:优化后刀具的平均磨损系数由0.565 mm/km降至0.013 mm/km,优化后的方案能有效减小盾构刀具在富水砂卵石地层中的过快磨损,显著延长刀具使用寿命,有效提高土压平衡盾构机的施工效率。     

盾构下穿高架桥桩基的托换施工技术分析

以某区间盾构隧道下穿高架桩基为工程背景,本项目条件复杂,施工变形控制严格,对此类复杂环境下地铁盾构隧道下穿高架桥桩基的托换施工技术进行分析,突破托换过程中结构止水性能、稳定性及刀盘刀具改造等技术难点,同时采用平面应变的计算模式对托换桩的施工过程进行模拟。结果表明:桥墩、托桩最大沉降量均在预警范围内。通过研究分析施工方案技术可行、水平较高,可为类似工程提供一定的工程借鉴和参考。     

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。     

盾构区间基岩凸起和孤石处理技术

随着我国地铁的迅速发展,盾构施工也被普遍运用,但孤石和基岩凸起仍是盾构掘进的一大难题。在盾构推进过程中遇到孤石和基岩凸起,不仅容易使刀具损坏、使换刀次数大幅度增加,还会造成地层扰动、隧道塌方、冒顶等严重灾害。结合广州地铁6号线(金峰站—暹岗站)区间案例,通过对孤石提前探测和预处理,解决盾构推进中孤石和基岩凸起问题,保证工程的顺利进行。     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

适合切削钢筋混凝土桩的软土盾构刀盘刀具改造

以苏州轨道交通2号线盾构机全断面掘进切削广济桥群桩项目为背景,对盾构机切削穿越群桩的性能需求进行分析,通过盾构三种刀具切削桩基钢筋的优缺点对比,提出以贝壳刀为先行刀的盾构刀盘刀具的初步选型配置。根据盾构切桩试验结果分析,对刀盘刀具配置进行优化,从施工可实施性及方便性的角度,提出通过垫高某些轨迹先行贝壳刀,形成间距较大的超前切削轨迹,并提出了分次切筋的切削理念,利用混凝土握裹力,实现桩基钢筋分段先行切断的盾构刀盘刀具配置技术。实践证明,该技术方案合理可行。     

地铁富水漂卵石地层盾构滚刀适应性研究

依托成都地铁6号线尚锦路站至红高路站盾构区间的施工实例,对穿越富水漂卵石地层的盾构滚刀适应性进行了研究。通过对滚刀破岩机理分析及破岩效率评价,结合工程实践经验,对盾构机及刀盘配置进行了优化改造,对滚刀刃宽及滚刀启动扭矩参数进行优化,提高了滚刀对富水漂卵石地层的适应性,降低了刀具磨耗,延长了刀具使用寿命,减少了换刀次数,值得推广应用。     

南京长江隧道盾构刀具设计改进及工程应用研究

在建南京长江盾构隧道区间总长约2900m,双洞双线六车道设计,区间主要为粉细砂和砾砂地层,原刀具设计为一次掘进中途不换刀,但实际施工过程中刀具磨损失效严重。针对南京长江隧道原装刀具失效现状,从地质、刀具布置、选材、工艺等方面对失效原因进行了全面分析,在此基础设计了刀具改进方案：加大刀刃硬质合金断面尺寸和单块合金宽度,改进焊接工艺,优化掘进工作参数。工程实践表明：新改进刀具完全适应当前地质条件,换刀距离由改进前不足50环（100m）提高到普遍超过300环（600m）,工程经济效益明显。     

砂卵石地层盾构刀盘有限元分析

参照北京地铁某地段砂卵石地层盾构施工中使用的盾构机刀盘刀具结构,重建了刀盘刀具的三维实体模型;根据地层特性参数计算出了切刀、先行刀和周边刀的切削力以及地层对刀盘的压力和摩擦力,建立了盾构机刀盘的有限元计算模型;针对刀盘初始切削、掘进砂卵石地层和遇到大粒径卵石三种工况,分别分析刀盘刀具的受力特性,得出了应力应变分布规律,并结合工程实例提出刀盘结构的改进措施.     

沈阳地铁中粗砂地层中盾构机刀具配置及刀盘结构分析

沈阳市工程地质以中粗砂地层为主,目前使用的个别盾构机刀具配置与该地区地质条件不甚适应,导致了刀具、刀盘异常磨损。根据地铁一号线云沈区间盾构施工的实际经验,介绍了中粗砂地层中盾构机刀具选型、刀盘结构设计、先行撕裂刀与刮刀的相对位置、添加剂注入孔和搅拌棒的布置等刀具配置要注意的因素。对类似地质条件盾构机刀具配置及刀盘结构设...     

盾构刀具设计理念及应用

随着隧道建设事业的蓬勃发展,盾构机和盾构刀具的国产化进程逐步加快,通过不断的施工检验,在很多施工中国产刀具已代替洋品牌。国内的盾构刀具生产企业先进的设计理念逐渐得到认可,甚至在许多重难点工程中发挥出更优于进口刀具的水平。现以山东天工岩土工程设备有限公司近年来自主研发的一系列盾构刀具为例,就目前国内盾构刀具生产厂家所倡导的设计理念及应用作进一步探讨。     

富水砂卵石地层盾构刀具两幅检修技术

盾构在砂卵石地层施工过程中,刀具不可避免的会产生较大磨损,为了保证盾构的持续掘进能力直至完成区间施工任务,需要结合工程情况合理维修刀具。以北京地铁16号线肖家河站～西苑站区间盾构施工为例,盾构机下穿特级风险源前在联络通道处设置检修井。检修井采取倒挂井壁法施工,开挖到刀盘中心以下1m处,接收后首先检修上半部分刀具,然后旋转180°再检修剩余部分刀具。采用这种刀具两幅检修技术,减小了富水砂卵石地层检修井降水施工风险,保证了工程的顺利进行以及周边环境的安全。     

无水砂卵石地层土压平衡盾构刀具改造技术

分析辐条式土压平衡盾构在穿越全断面无水砂卵砾石层施工中刀具严重磨损的原因,提出拆除滚刀并对刀具进行改造以及按分层切削设计原理对刀具进行重新配置的思路。从刀具改造的总体思路、刀具改造前后对比分析和改造后掘进效果的对比等方面进行研究。结果表明:改造后的刀具以及按分层切削设计原理配置的刀具有很好的切削效果,为地铁无水砂卵石地层盾构施工刀具改造和配置提供了一种新方法。     

城际铁路车站深基坑主体结构支架施工技术

近几年国家大规模建设地铁、城际轨道交通,超深基坑工程也不断涌现。广东莞(东莞)—惠(惠州)城际GZH-6标段DK35+428风井(兼盾构吊出井)开挖深度达49.38 m。风井主体结构为区间永久电力井,由于风井兼盾构机接收井,先施工盾构接收井部分,即仅施工基坑四周侧墙、框梁和左右线分隔柱,导致主体结构施工深度达46.1 m,属于较深基坑主体结构支架施工。     

隧道市场需要盾构刀具民族品牌的崛起--2010年盾构刀具应用技术研讨会在山东聊城召开

为加强盾构刀具应用技术的交流，促进我国盾构刀具国产化进程，提高盾构施工的质量和效益，加快我国地铁、隧道、水利工程建设步伐，由《轨道交通》杂志、山东天工岩土工程设备有限公司共同组织的“2010年盾构刀具应用技术研讨会”于9月25日在山东聊城举行。中国工程院院士王梦恕应邀参加会议并作重要讲话，来自全国各地从事盾构刀具研究的专家、学者、教授和施工单位的总经理、副总经理、     

复合地层盾构施工泡沫剂与同步注浆参数研究

为降低近接线盾构施工对周围环境的影响,对南京城际轨道交通盾构隧道下穿句容河区间段复合地层的注浆参数进行研究。通过分析现场施工实测的土仓压力与注浆压力、注浆量之间的关系,确定以土仓压力为依据的注浆压力和注浆量的预测公式。研究结果表明:以土仓压力为依据的盾构注浆压力和注浆量可以很好地指导盾构注浆施工。     

苏埃湾海域孤石段盾构施工技术探讨

花岗岩球状风化体(孤石)段盾构施工易造成刀具磨损,甚至刀盘变形,严重时掘进困难。文章对花岗岩球状风化体(孤石)的形成原因、主要组成成分以及形成机理、分布规律进行分析,结合广州、深圳地区地铁盾构施工孤石段常规处理方法,探讨了孤石物探方法及发展,并针对即将在苏埃湾海域开工建设的苏埃通道盾构施工,提出刀具配置、地质预报、水下爆破等施工建议。     

基于灰色理论的砂卵石地层盾构施工参数控制对地表沉降影响分析

为了揭示地面沉降对不同盾构施工参数的敏感性,以成都地铁17号线来凤路站—凤溪站盾构区间隧道为例,采用灰色理论对总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力等9项控制参数的实测数据进行分析.研究结果表明:地面沉降对盾构施工参数敏感性最主要的3个因素依次为推进速度、注浆压力(注浆量)和螺旋机转速;在成都地区富水砂卵石地层中进行盾构施工时,盾构总推力控制范围为19000～41000 kN,刀盘扭矩控制范围为8000～23000 kN·m,同步注浆压力为1～3 bar;灰色理论模型能客观、准确地反映富水砂卵石地层盾构施工参数控制与地面沉降之间的关系.