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.     

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。     

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。     

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。     

基于单护盾的复合式TBM在重庆铜锣山隧道的研究与开发

近年来地铁和轨道交通工程在多山城市开始修建,由于地形地貌的影响,往往同一个隧道区间内既有适合硬岩TBM掘进的围岩条件,也有适合土压平衡盾构机施工的软土地层,但城区隧道又不允许采用钻爆法施工,因而迫切需要研究实施合理、适用的解决方案。结合重庆轨道交通六号线铜锣山隧道地质条件,设计制造了基于单护盾的复合式TBM,具备单护盾和土压平衡两种掘进模式,介绍了不同掘进模式下TBM的出渣方式、刀盘与刀具的结构和布置方式等。可供类似工程设计、施工参考。     

泥岩地层小曲线盾构机姿态纠偏及防止管片上浮控制技术

广西南宁地铁线路穿越多种复杂地质,泥岩作为该地区一种典型地质,盾构机在该地层中掘进,容易出现两种典型的问题:一是盾构机掘进方向姿态难以纠偏,二是隧道管片容易上浮。出现上述问题的要因是泥岩地质较密实且具有一定的强度和微膨胀性,不利于盾构机姿态纠偏,尤其是小曲线隧道;泥岩具有稳定性,盾构同步注浆浆液初凝前对管片造成上浮。通过优化盾构机刀具配置、管片选型、盾构姿态"阶梯式"调整、优化同步注浆配合比缩短初凝时间、二次注浆采用双液浆速凝填充等措施予以解决,实践后隧道成型质量控制良好。     

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。     

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。     

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。     

超前地质预报在岩溶隧道中的应用

结合宜万铁路某标段岩溶隧道群地质的特殊性,介绍采用TSP203地质预报系统、红外线探水、地质雷达和超前探孔等综合探测手段进行地质超前预报的方法。     

独库公路独山子至那拉提段地质灾害分析与防治

通过野外调查和实际资料分析，详细论述了既有独库公路沿线地质灾害的分布范围、危害程度及形成原因，对各种地质灾害提出合理的工程处理措施、建议，为公路改建设计与施工提供重要的地质依据。     

TSP超前地质预报在石鼓隧道施工中的应用研究

为进一步查明隧道施工前期未查明的、隐伏的重大地质问题,采用TSP超前地质预报,指导隧道施工。文中从洞内现场地质调查、TSP野外数据采集、数据处理、TSP探测成果及分析等几个方面阐述了TSP超前地质预报在石鼓隧道中的应用,为隧道信息化施工提供重要信息,降低了隧道施工过程中地质灾害发生的机率和危害程度,使隧道施工更安全、科学。     

极强岩爆条件下开敞式TBM施工措施探讨与应用

每一台隧道掘进机（TBM）都是针对一定的地质条件设计制造的,其针对性强、通用性较差,在不良地质条件下,既需要TBM设备配置具有适应性,又必须采取适当的施工措施。结合锦屏二级电站引水隧洞TBM施工实践中遇到的大埋深、高地应力、极强岩爆的地质条件,研究了加强初期支护、岩面喷水、应力释放孔、应力释放导洞等解决措施,并付诸实施,取得了较好的应用效果,可为类似工程提供参考。     

综合勘察方法在评价桩基冲孔对水库稳定性影响中的应用

通过研究肇花高速公路桩基施工阶段濒临水库桩基冲击成孔对芙蓉嶂水库稳定性的影响,根据本项目的地质特点,参照类似工程经验,本次专项勘察先后采取了“资料收集与利用、工程地质调查测绘、钻探、高密度电法、抽水试验、地下水流速流向测试（示踪试验）、工程类比及内业综合计算对比分析等”等综合的勘察手段与方法,基本查明了项目区工程、水文地质条件。同时对狮岭高架桥三桥桩基冲击成孔对左侧芙蓉嶂水库稳定影响进行了分析评价,根据分析结果,桩基施工对水库大坝、泄洪渠及副坝无影响。     

综合超前地质预报在熊洞湾隧道施工中的应用

采用"平导超前,物探先行,钻探验证,综合分析,反馈施工"的综合超前地质预报方法,及时、准确地监测熊洞湾隧道的地质状况,弥补了勘察设计对地质资料的遗漏,指导在断层、煤层、瓦斯、煤窑采空区、岩溶等不良地质段的隧道施工,保证隧道施工的安全和进度.     

苍岭隧道断裂破碎带工程地质特征与围岩失稳特点

根据对苍岭隧道开挖过程中多次发生塌方的地段的工程地质调查的资料,采用现代地质工程的理论,系统地分析了引起苍岭隧道塌方的叠瓦状断裂带的构造特征、力学性质、以及控制该地区主要工程地质特征,重点分析了断层带活动对于隧道周围岩体中的岩石的力学性质所产生的影响,通过对比断层破碎带中及两侧的风化前后岩石的工程力学参数,发现了该隧道可能产生塌方的主要地段的识别标志,并结合现场的实际情况提出了对隧道施工中危险地段岩体加强长、短期地质超前预报工作,通过进行合理的喷浆、结合钢支撑的组合支护方式、控制隧道变形为主的行之有效的防治措施。     

浅谈地质条件复杂区域桥梁基础施工阶段补充地质勘探

主要针对灰岩地区因其地质条件复杂,在桥梁设计阶段有时难以搞清桥址区地质情况,介绍了太古高速公路S7标三岔口汾河大桥桩基施工时进行逐桩钻探的地质勘查方法,对复杂地质条件下桥梁基础设计、施工积累了经验。     

隧道超前地质预报综述

隧道超前地质探测技术主要包括常规地质方法、工程物探方法、数值分析方法等,在预报时一定要结合隧道掌子面前方的具体情况进行合理设计,进一步拓宽隧道超前地质预报概念的含义.特别是在复杂地质条件隧道施工过程中,在加强工程地质分析的同时,应结合工程物探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究,以为隧道工程的快速掘进、支护材料的提前准备以及灾害事故的有效预防提供可靠的地质资料与信息.     

煤矿斜井双模式TBM掘进时围岩坍塌原因分析及防治措施

双模式TBM是单护盾TBM与土压平衡EPB盾构机的优化组合,拥有针对不同围岩状态的两种掘进模式,对地质范围的适应性更大。在煤矿斜井深埋复杂地层条件下,由于地质因素、TBM掘进参数控制不当等原因,易导致围岩坍塌。对此提出在TBM掘进前、掘进过程中不同阶段防治坍塌控制方法,即采用超前地质预报、超前加固预处理和掘进参数监测与控制措施,有效防止了TBM围岩坍塌现象。