隧道孤石处理技术应用研究

孤石是浅埋隧道开挖中比较常见的复杂地质,传统的孤石处理方法（如人工打钎法、爆破法、水泥膨胀剂法）均有明显的不足。液压劈裂机技术是一种处理孤石的新技术。通过对液压劈裂机的组成、工作原理、施工工艺以及与传统方法的对比进行探讨,可为以后类似工程提供借鉴。     

盾构隧址区无自由面基岩孤石爆破预处理技术炸药单耗确定研究

在盾构隧道施工过程中,如在隧道隧址区内遇有基岩孤石,盾构刀盘无法直接破碎处理,必须提前处理这些基岩孤石。以广东台山核电站引水隧洞基岩孤石爆破破碎处理为例,通过理论推导、现场试验,得到了用于该爆破设计的炸药单耗计算公式。研究结果显示:推导出的无自由面岩石爆破破碎炸药单耗经验计算公式,通过实际爆破工程进行印证,取得了成功。     

孤石爆破预处理技术在盾构隧道中的应用

以某地铁盾构区间为例,介绍盾构穿越风化岩地层时遇到孤石的处理经过,着重论述网格法进行孤石探测、由地面实施点对点孤石爆破处理施工技术,为盾构穿越孤石群打出一条绿色通道,降低开舱换刀风险,保障盾构顺利掘进。     

马骝洲隧道海底孤石探测与钻爆处理

马骝洲过海隧道采用盾构机施工,穿越地层存在隐伏孤石。采用地震散射新技术对孤石进行探测,获得了隧址区岩土介质三维波速分布。发现波速高于2 400 m/s与隧道有关的孤石25处,其中9处直径3 m以上。隧址区施工了2 426个钻孔对孤石进行验证和钻孔爆破处理,保证了隧道的施工安全。实践表明,以物探技术为先导,配合钻爆处理,是解决盾构施工中孤石威胁的经济、有效手段。     

不同地质条件下盾构工程孤石处理工艺及实例

花岗岩风化土中存在的球状风化核,俗称"孤石",其埋藏分布及大小是随机的,且形状各异,直径从几十厘米到几米,岩石单轴抗压强度可以达到200 MPa以上。为解决盾构在存在孤石的花岗岩残积层中掘进时面临的极大施工风险,通过分析珠三角地区及台山盾构隧道工程的孤石处理工艺方法,总结各项目孤石处理的成功经验和失败教训,得出不同地质条件和不同工况条件下有效的孤石处理技术,这些处理技术包括:地下深孔爆破,冷冻、地面冲孔和人工挖孔,地表注浆以及盾构直接切削。     

盾构隧道穿越岩溶地段孤石群处理技术与应用

以长沙某盾构隧道为例,分析了该隧道孤石的形成机理和分布规律,讨论了盾构穿越孤石地层的难点和风险,对比了孤石的多种探测方法,介绍了孤石破除的主要方法和工程中采取的措施;通过对比不同孤石处理方法及其实际施工效果,得出一定的经验总结,为其他盾构隧道穿越孤石群提供参考.     

水下盾构隧道硬岩处理与对接技术

为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的主要问题和困难,相应地提出了一些基本措施和技术对策。结合台山核电站取水隧洞(位于海域中)盾构施工中遇到的微风化花岗岩硬岩(最高强度达197 MPa)和球状风化孤石,提出了水下爆破法和冲击钻冲孔2种方法进行基岩突起和孤石处理,盾构顺利通过该基岩段,没有进行刀具更换。结合3次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接(国内首次)问题,分析总结了"相向掘进、地中对接、洞内解体"的关键技术,对接非常成功,对接点的围岩相对稳定,精度符合要求。     

深圳地铁2号线盾构机通过孤石的处理技术

该文论述了通过采取地面人工挖孔、劈裂地下孤石等措施,泥水盾构机成功通过孤石地段的处理技术,分析和讨论了盾构法隧道孤石处理的关键技术,为类似工程提供了宝贵的经验。     

盾构掘进破坏孤石诱发地层塌陷的灾变机制研究

孤石地层因勘察、施工处理困难,使得隧道穿越该地层时面临风险。针对因盾构掘进破碎孤石后造成地层空洞,并最终引发地层塌陷的现象,利用研发的随机多边形生成方法,在离散元软件PFC2D中建立隧道孤石地层开挖模型,研究隧道掘进破碎孤石诱发地层塌陷的灾变机制及其影响范围。研究结果表明： 根据孤石所在不同方位可以定性判断地表突然塌陷位置; 当孤石粒径大于临界粒径或隧道埋深小于临界埋深后,孤石切削不当将引发地层塌穿型坍塌; 在相同孤石粒径时,孤石形状的改变对地层位移影响甚微。     

海域围堰上软下硬地层中地下连续墙施工技术研究与实践

汕头市苏埃通道南岸明挖隧道位于海域围堰内,围堰内上软下硬的特殊地层给地下连续墙施工过程中的泥浆护壁、成槽造成极大的困扰。地下连续墙成槽施工前期主要采用"抓—冲结合"成槽工艺;在淤泥层、砂层、全风化岩层采用液压抓斗成槽机直接成槽;在强风化、中风化、微风化岩层采用冲击钻机冲孔、修槽成孔工艺。单元槽段成槽时一般完成1个槽段需要20 d以上,最长1个槽段达40 d,严重影响工期进度。为了改变地下连续墙施工状况,结合类似工程实践经验,在旋挖钻的基础上进行改造,将钻头设计为牙轮钻钻头,对强、中风化岩层钻孔取芯,通过组合使用"成槽机+冲击锤+旋挖钻(牙轮钻)"后,实现了地下连续墙施工效率的极大提升。经过成槽施工方案比选、入岩墙深设计优化、孤石破碎和基岩处理工艺探讨,顺利完成了该基坑工程,积累了在该类上部淤泥下部基岩地层中地下连续墙施工的经验。     

海域围堰内复杂地质条件下连续墙施工技术研究

苏埃通道工程南岸海域围堰内地层结构复杂,上部为回填土、淤泥质土,中部为砂层,下部为强风化、中风化岩层,岩石强度高,且槽段内有大量潜在孤石。为解决该复杂地层条件下连续墙施工的技术难题,例如上部软土层易塌方,下部孤石强度高、不稳定,斜面基岩难以引孔、取芯,风化岩层中成槽机不能有效施工等,通过优化、改进施工技术,形成“槽壁预先加固、成槽机抓取软土、密集钻孔+冲锤冲击破碎孤石、旋挖钻机和成槽机钻抓配合挖除风化岩层、牙轮钻钻取斜面基岩”的施工工艺 ,并通过严格控制施工管理作业程序,实现平行作业,大幅提高连续墙施工效率。研究结果可为同类工程的施工提供参考。     

灌注桩孔壁粗糙度现场试验研究

结合常州高架桥一期工程现场成孔实测数据,探讨分层土灌注桩孔壁粗糙度的影响因素,结果表明:常规钻机采用单腰带钻头,有利于形成锯齿形的孔壁,从而获得较大孔壁粗糙度;旋挖机采用旋转挖掘,回转钻进成孔,形成孔壁较光滑,粗糙度较小;在成孔机具相同的情况下,孔壁粗糙度在砂土中相对较大,在粘性土中相对较小,并随钻孔深度增大,土层稳定性增加,粗糙度逐渐呈减小趋势,粗糙度随时间增长不明显。     

孤石与基岩爆破处理对泥水盾构掘进参数的影响分析

为有效降低海底复杂地层中盾构开挖范围内遇到的孤石或基岩突起对盾构刀具的损坏程度,降低施工风险和提高施工效率,以台山核电站1#、2#海底取水隧洞工程为依托,采用钻探和物探的方法确定孤石和基岩的分布规律,并制定陆地和海面钻孔爆破处理方案。通过对孤石群和基岩段爆破前后盾构掘进过程中的掘进速度、每环掘进时间、掘进推力等掘进参数进行对比分析可知： 1）爆破后基岩段盾构掘进速度提高了约68.2%,平均每环掘进时间节省了约45.1%,平均掘进推力降低了约11.5%; 2）孤石群爆破段与正常掘进段盾构参数基本一致; 3）孤石群和基岩爆破达到了预期效果,消除了基岩突起和孤石群对盾构掘进的威胁,保证了盾构掘进的顺利施工。     

旋挖钻机在宁溧路高架桥桩基施工中的应用

南京宁溧路高架桥钻孔灌注桩采用旋挖钻机施工,该文简要介绍了旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的工艺,阐述了旋挖钻机在本工程不同地质情况下采用相应的施工技术,以及旋挖钻机施工中的质量控制措施和注意事项,在质量、进度和文明施工方面都取得了较好的效果。     

基于推进压差和回转压力变化的钻孔参数自动匹配系统设计

为解决凿岩台车钻孔参数自动匹配的问题,对冲击回转凿岩形式的钻进过程进行建模仿真,分析不同推进压力、冲击压力和回转压力等凿岩参数对钻进效率的影响,获取最佳钻进状态下凿岩参数的匹配关系; 在此基础上,设计基于推进压差和回转压力的钻孔参数自动匹配液压控制系统,并用于某型凿岩台车进行实测,验证以下结论: 1)冲击压力能够随推进压差变化自动调整; 2)随着回转压力变化,系统能够判别卡钎状态,并准确做出减缓钻孔速度、停止推进、开始回退等响应动作。     

旋挖钻机快速构建生命救援通道探析

基于2021年8月份云南某地隧道关门坍塌事故救援，介绍小导坑救援、大口径水平钻机救援和旋挖钻机竖井救援3套方案的制定和实施，最终使用旋挖钻机开挖竖井，人工破除隧道拱顶初支钢筋混凝土后，将被困隧道77小时的5人全部救出；分析救援工作暴露出的问题，并提出建议，这是首次使用旋挖钻机开挖竖井形成通道成功救援的案例。     

旋挖钻机作业装置的动力学分析

由于旋挖钻机质量大、输出扭矩大,所以对旋挖钻机的主要部件进行力学分析十分重要。针对旋挖钻斗钻进过程、回转机构运动过程和变幅机构变幅过程进行了分析,能为旋挖钻机的设计提供一定的理论参考。     

一种旋挖钻机回转液压系统节能及控制方法研究

根据旋挖钻机上车回转部分的能耗、定位精度以及工作效率等三方面的要求,设计了回转液压系统和控制系统流程图,为旋挖钻机产品设计提供理论依据,对降低能耗具有一定的应用价值.     

硬咬合桩在含承压水复杂软土地层中的应用

通过上海某水厂基坑的咬合桩围护施工,分析了在含承压水的复杂软土地层中采用全套管全回转钻机进行硬切割成孔的咬合式排桩施工易出现的问题,以及采用的相应施工措施和施工要点,保证了工程的施工质量,为以后类似工程施工提供借鉴和参考.