特殊地层下盾构始发端头加固技术实例研究

归纳了盾构隧道端头常用的土体加固方式,并结合南京地铁岔路口站北端头盾构始发工程,提出了在特殊地层下端头的加固方式以及相应的施工工艺和质量保证措施。实践表明,对特殊地层采用素钻孔灌注桩挡土+桩间旋喷止水的加固方式效果良好。     

盾构始发端头化学加固范围及加固工艺研究

盾构始发是盾构隧道施工中的关键风险点,确定始发端头土体加固的范围及加固工艺是盾构隧道施工必须解决的关键问题。通过盾构隧道端头常用土体加固方式与相关计算理论及模型的讨论,结合苏州地铁苏州乐园站南端头盾构始发工程理论计算与验算,研究了软土地区常用加固方式的加固时机与加固技术参数。研究结果表明,苏州轨道交通一号线软土加粉土和粉砂地层采用三轴深层搅拌桩+高压旋喷桩的加固方式安全可行;抗滑移验算对安全系数起主导因素的是加固土体的黏聚力C;土体扰动极限平衡理论计算得出的横向加固尺寸小于工艺构造要求,只要能够满足工艺构造要求,土体在抵抗扰动上就有足够的安全系数;并提出了苏州地铁始发端头具体加固范围和加固时机。     

盾构法隧道端头井地层加固方法及其应用研究

研究目的:盾构始发或接收是控制盾构法隧道工程的关键节点之一,鉴于盾构法隧道端头井地层加固风险高、投资大,且近年来由于端头井地层加固处理不当引起的工程事故屡见不鲜,因此需要针对不同的地质条件与加固要求,明确合理的地层加固方式与相应的加固范围,以及环境保护要求相对苛刻条件下的特殊工法。研究结论:通过研究得出:(1)由土体稳定性与止水性要求共同确定的纵向加固长度为盾构机长度与(1~2)倍管片环宽之和,而由土体稳定性确定的加固长度仅需3~4 m;(2)受橡胶老化与密封压力较低的影响,铰链板结合止水橡胶板密封装置的使用受到限制,箱体密封装置由于密封压力高、密封性能可靠且施工便捷,在泥水盾构工程中比较适用;(3)盾构密闭始发装置在风险控制、工期保障、环境保护与循环利用等方面具有明显的优势;(4)盾构密闭始发装置可应用于各类盾构隧道工程,尤其是周边环境控制要求高、不允许进行地面管线改迁的工程。     

大直径土压平衡盾构始发与 到达端头加固研究

基于既有模型和改进模型,对粉质黏土、粉土、砂土及与砂卵石共4种地层进行端头加固统计计算,讨论纵向加固范围与盾构直径之间的关系,验证端头加固的尺寸效应,给出大小盾构分界的建议:在盾构始发与到达端头加固研究中,直径小于10 m和大于10 m的盾构隧道端头土体纵向加固范围与直径的关系曲线表现出明显不同的变化特征,10 m直径可以作为大小盾构的有效分界线。对于直径大于10 m的盾构隧道,使用改进模型进行端头加固计算,更科学、更符合实际,结论更可靠。以北京地铁14号线大盾构始发与到达工程为背景,从强度、稳定性及渗透性3个方面分析大盾构端头加固方案的可行性。     

富水软弱地层盾构隧道施工端头加固技术研究

隧道盾构施工过程中,进出洞施工最容易发生工程事故。以南京地铁2号线莫愁湖至茶亭区间茶亭站到达端头加固施工为例,针对富水软土地层的实际条件,提出盾构隧道端头地层加固措施以及施工方法和工艺。通过后期加固检测表明,该加固方法已达到预期目的。     

钢套筒平衡技术在泥水平衡盾构出洞工程中的应用

钢套筒结合端头加固辅助盾构始发已广泛于隧道建设中,但在高水压、复杂地质等环境下,端头加固效果不佳,且现有的钢套筒辅助始发技术不成熟,存在较高的风险。在广州13号线一期工程南岗站—温涌路站区间中,针对始发端超高水压、周围管线和房屋密集等复杂环境条件,通过对钢套筒关键技术进行分析及改进,在无端头加固的条件下,采用泥水平衡盾构钢套筒始发。工程实践表明,此工法取得了较为理想的效果。     

砂卵石地层盾构始发与到达端头土体加固范围研究

基于板块强度理论,结合砂卵石地层的受力特点,将盾构始发与到达端头土体加固的力学计算模型简化为四边简支的矩形薄板,根据弹性力学中矩形薄板的莱维解,运用最大剪应力和最大拉应力原理,分析得出端头土体的纵向加固范围;采用MIDAD/GTS有限元分析软件,依托工程实例,建立三维有限元计算模型,对端头土体加固厚度、位移、加固土强度进行分析.研究结果表明:砂卵石地层端头土体纵向加固范围取1.0～1.5倍洞径可以满足盾构始发与到达安全性要求.     

冻结法在盾构接收端头土体加固中的应用

地铁盾构法施工过程中,端头区是盾构机始发、到达事故多发地带,其加固关系到盾构的始发与到达的安全问题.针对松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水岩层以及淤泥、松软泥岩以及饱和含水和水头特别高的地层.如何合理运用好冻结法施工方法和必要的加固监测,是保证盾构法隧道顺利施工的重要环节.研究结论:对于含水量大于10％的松散、不稳定地...     

软弱富水地层大直径盾构始发端头联合加固方法及应用

盾构在高水头粉土粉砂及淤泥地层始发时易出现各种安全事故,工程上常采用地表注浆、地层冻结 等方法预先对始发端地层进行加固处理。结合杭州望江路盾构隧道地层特点,提出一种三轴搅拌桩、高压 旋喷桩及局部垂直冻结相结合的联合加固方法,并系统介绍该方法加固参数的确定和加固效果评价。现场 检测表明,各项条件均满足设计要求,盾构顺利始发,以期为类似工程提供借鉴。     

大直径泥水平衡盾构浅覆土始发数值分析

依托新建京张铁路清华园隧道工程,使用有限差分软件对大直径泥水平衡盾构的浅覆土始发掘进进行数值模拟。结果表明,未加固地层条件下,盾构始发时开挖面无法自稳。通过对比分析不同加固范围条件下洞门中心土体的挤出变形以及地表沉降变化规律,提出盾构始发地层加固的最佳范围,并获得在该加固范围下土体扰动引起的地表位移分布特征。     

盾尾密封油脂与盾构施工温度适应性研究

通过盾尾密封油脂在成都地铁6号线和10号线2期、穗莞深城际9标、郑州豫机线城际和长春地铁2号线BT1标等项目的使用,开展了盾尾密封油脂与盾构施工环境温度等匹配性的研究工作。结果表明:盾尾密封油脂的夏季配方,主要应用于室外温度为20~40℃条件下,基本适用于我国所有地区的夏季;该配方25℃下的锥入度在210~225之间,在25℃、1 MPa下的泵送性为12~22g/min。盾尾密封油脂的春秋配方,主要应用于室外温度为0~25℃条件下;该配方25℃下的锥入度在215~240之间,在25℃、1 MPa下的泵送性为18~38g/min。盾尾密封油脂的冬季配方,主要应用于室外温度为-25~10℃条件下,基本适用于我国所有地区的冬季;该配方25℃下的锥入度在225~255之间,在25℃、1 MPa下的泵送性为25~45g/min。     

清华园隧道大直径泥水盾构始发控制掘进分析

清华园隧道某区间采用泥水盾构穿越粉质黏土及砂卵石地层,是全线典型质构法施工隧道.总结清华园隧道盾构始发的经验,对其掘进参数及反力架等工程构件布置进行研究,并采用有限元软件对反力架进行静强度分析计算.研究表明:(1)盾构机在粉质黏土及砂卵石地层中掘进时,反力架最大应力为270 MPa,最大静挠度为7.77 mm;(2)掘...     

水底大型泥水盾构盾尾密封失效的应对技术

水底大型盾构法隧道常因地层透水性强、水压高而采用泥水平衡盾构机施工,盾尾密封失效事故发生概率较低,但一旦发生其后果较为严重,甚至是灾难性的,风险等级评价为3C,即三级需要决策采取措施的风险。针对杭州市庆春路过江隧道盾构掘进过程中盾尾密封失效导致漏水漏浆的险情,分析了其盾尾密封失效的原因,研究提出了大型泥水盾构盾尾密封失效情况下采用液氮冷冻措施形成盾尾冻土环帷幕止水,在冻土帷幕止水保护下对盾尾管片拆、复拼并检查、更换、增补盾尾刷综合治理技术,经工程实践证明该技术是安全、有效、合理的。     

南京地铁盾构隧道盾尾刷更换过程地表变形分析

盾尾密封刷是盾构机的主要组成部分。完好的盾尾密封刷是保证盾构机不发生漏浆的前提条件。当盾尾密封刷出现磨损、盾尾严重漏浆时,必须及时更换。以南京地铁土压平衡盾构机盾尾密封刷更换为背景,介绍盾尾密封刷的更换过程;采用泊松曲线沉降预测的研究方法,分析盾尾刷更换期间地表变形,说明盾尾刷更换方法合理、盾尾0.6～0.8MPa的注浆压力科学合理,保证了盾尾密封刷安全更换。     

采用深基坑法对盾构机纠偏综合施工技术

在盾构法隧道施工中,若盾构机偏离设计轴线较大,自身无法拟合至线路轴线,况且亦无法通过调线方式补救时,可以采取开挖深基坑的方法尝试纠偏。一般基坑开挖均在没有或仅有小型障碍物的情况下进行,盾构机存在的环境下深基坑开挖较为少见。结合某工程实例,针对盾构机存在的特殊性,在常规基坑开挖的基础上,大胆采用了盾体支撑技术,先撑后挖,同时辅以桩外土体加固措施,克服了地质条件差、地下水丰富、周边环境复杂、基坑形状不规则、施工难度大等不利因素,顺利完成了基坑封底,成功实现盾构纠偏,使深基坑法对盾构纠偏成为可能。     

长沙桐梓坡路—鸭子铺通道盾构选型及配置探讨

根据长沙桐梓坡路—鸭子铺通道工程直径、水文、地质等条件,分析该隧道工程盾构设备选型需要注意的关键因素和盾构施工过程中可能会出现的问题。对盾构设备的选型进行探讨,并从盾构各系统配置上针对各问题提出解决方案。     

盾尾密封油脂的研究现状与发展趋势

盾尾密封油脂作为盾尾密封系统主要的防水密封材料,不仅能保护盾尾密封结构,还能有效阻隔地下水和同步注浆浆液,保障盾构的顺利进行。本文从文献资料和专利角度系统阐述了国内外盾尾密封油脂的发展历程,总结产品专利技术、性能检测技术以及技术标准现状;并针对盾构隧道施工发展需求,提出建立行业标准的重要性,研制出宽温域、高性能、耐超高水压、生态友好型盾尾密封油脂是发展趋势,强调强化盾尾密封油脂基础研究的必要性。     

土压平衡盾构到达钢套筒辅助施工接收技术

针对南京地铁3号线TA08标浮大区间土压平衡盾构法隧道施工遇到的特殊工程地质条件,采用土压平衡盾构到达钢套筒辅助工艺解决了施工难题。该技术不仅有效避免盾构到达接收过程中涌水、涌砂等风险,确保出洞安全,而且,钢套筒盾构接收方法的成功使用,提高了盾构到达接收洞门的密封质量及管片的拼装质量。     

类矩形盾构过渡到圆形盾构的设计探研

基于当前城市轨道交通的快速发展,地下线施工的工法日益成熟,类矩形盾构应势而生,该工法能节约地下空间资源,与常规的圆形盾构工法相比,类矩形盾构的优势在于单次掘进即可一次形成双线隧道,能减少土地征用量,显著提高隧道在狭窄道路或高层建筑间的穿行能力,并能最大程度地降低工程对周边环境的影响。结合宁波轨道交通2号线二期工程的实际案例,探讨类矩形盾构工法在地下段使用的可行性,并研究单洞双线类矩形盾构过渡到双洞单线圆形盾构的线路过渡方案,供今后类似工程借鉴。