城际铁路大直径泥水盾构施工风险及对策——以佛莞城际铁路狮子洋隧道工程为例

盾构直径过大，其成本和安全风险也将成倍增加。结合佛莞城际铁路狮子洋隧道工程地质特性和工程重难点，分析大直径盾构在高水压、强透水性、复合地层施工过程中设备选型、长距离独头掘进、穿越软硬不均地层与断层破碎带等存在的风险。具体从常压刀盘、泥浆环流系统选型设计以提高设备适应性，制定开挖管理与泥浆管理并重的掘进参数控制方法，针对上软下硬和断层破碎带地层的施工风险控制等方面提出相应对策，规避地质重大风险，确保大直径水下盾构隧道的施工安全。     

世界最大水下城际铁路盾构隧道——佛莞城际铁路狮子洋隧道

佛莞城际铁路FGZH-3标狮子洋隧道是目前世界最大水下城际铁路盾构隧道，全长6 476.4 m，区间地质复杂,，明挖隧道区间均位于淤泥和砂层中，盾构区间长距离穿越典型的软弱破碎地层、含水软岩、软硬不均混合地层等特殊地段复合地层，在国内城际铁路尚属第一次。工程存在软弱地层大直径盾构端头加固，浅覆土施工掘进控制，盾构大件吊装控制，盾构穿越破碎带和长距离穿越狮子洋、水压高、局部地层透水性强造成施工风险大等难点和问题，分别针对上述问题制定了相应的解决措施。工程创新主要有常压换刀刀盘、始发延伸导轨、反力架轴力计、泥浆管环缝滚焊机、激光颗粒分析仪和同步注浆工艺改进。工程自2015年1月1日开工，计划于2019年5月30日竣工，共计53个月。     

我国水下盾构隧道代表性工程与发展趋势

进入21世纪以来,我国水下隧道进入快速发展阶段,取得了辉煌的成就,一大批已建和在建工程极大推进了我国乃至世界水下盾构隧道技术的进步。概述我国水下隧道的发展历史,总结南京长江隧道和广深港高铁狮子洋隧道等代表性已建水下隧道的技术难题和主要技术进步,梳理武汉三阳路长江隧道、佛莞城际铁路狮子洋隧道和苏通特高压输变电工程长江隧道等在建的代表性水下隧道和深茂铁路珠江口隧道、汕头湾海底隧道、南京和燕路长江隧道等拟建代表性水下隧道的特点和难点。进一步分析我国水下盾构隧道的发展趋势:由单一软土地层向土砂复合地层发展、由大直径向超大直径发展、由中等水压向高水压和超高水压发展、由常规岩土向特殊岩土和不良地质发展、由中等烈度地震区向高烈度地震区发展、由单一工法向多工法组合发展,并提出需要加强研究与创新的技术难题。我国水下隧道仍将处于高速发展期,需从规范、标准、地质勘察、设计、施工与管理、装备和材料等方面不断完善和创新。     

大直径泥水盾构复合地层进仓技术比较与应用

通过对目前广深港铁路狮子洋隧道正在施工的２台大直径气垫式泥水加压盾构在高压、富水及复合地层中掘进施工的研究,总结出盾构在不同性状条件的复合地层中可采用带压进仓、敞开式开仓、地层加固开仓、低压限排进仓等进仓技术,详细介绍各种进仓技术方法的选择和适应范围及复合地层中各种进仓技术施工要点,可为类似工程的施工提供一定的借鉴。     

广深港大断面特长水下盾构隧道的技术难点分析

设计时速达350km/h的广深港客运专线狮子洋隧道,在我国水下隧道建设史上具有里程碑的意义,如何把握该工程的技术难点,适时开展相关科研工作,并采取针对性措施,对提高工程的建设质量至关重要,也为今后高水压、特长水下隧道的建设提供借鉴。     

狮子洋隧道盾构施工危险源分析及对策

以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构工程为依托,通过对狮子洋隧道盾构施工中的重大危险源:带压进仓、常压进仓、泥水系统、盾尾密封等进行分析,制定了针对性的应急措施和安全控制要点,施工中有效规避了重伤以上安全责任事故的发生,细化并规范了特长水下盾构隧道施工防灾、救灾管理,以期为类似工程特别是大直径水下盾构工程施工提供参考。     

狮子洋隧道虎门港沙田港区地层破碎段盾构掘进施工技术研究

以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构工程为依托,在虎门港沙田港区地层破碎段盾构掘进施工中,针对泥水盾构掘进施工中掌子面稳定、环流系统、刀盘被卡、刀具损坏等易发生变化的边界条件,分析了掘进参数选择、稳步掘进、泥浆质量、同步注浆和二次注浆等盾构掘进关键技术要点,制定了针对性技术保证措施和应急处置措施,对类似工程特别是大直径泥水盾构工程施工有一定的参考价值。     

高水压过海盾构隧道建设关键技术可行性初探

过海隧道在我国发展迅速,拟建的琼州海峡通道、渤海海峡通道等跨海通道将面临超长距离、超高水压隧道掘进安全等技术难题的重大突破。根据目前的研究和实践,盾构隧道掘进水压在0. 8 MPa左右,一次掘进距离在8 km以内。为解决高水压条件下过海盾构隧道安全掘进和运营期间安全服役的难题,以琼州海峡中线盾构隧道(水压1. 2 MPa、掘进长度12 km)为工程背景,采用工程类比、施工阶段关键技术分析的方法,对高水压长距离过海盾构隧道关键技术可行性进行分析,提出盾构主动换刀+被动饱和潜水带压换刀+非常状态冻结加固脱困的综合换刀技术以及可更换密封综合技术,可保障盾构超长距离掘进;提出超高水压盾构复合式管片衬砌和内外结合的多道防水结构,可保障超高水压条件下盾构管片结构的安全服役。     

佛莞城轨狮子洋隧道采用双模盾构掘进施工

<正>日前,佛莞城际轨道交通广州南站至望洪站段站前工程施工总价承包(FGZH-3标)项目的招标评标工作已经结束,佛莞城际铁路狮子洋隧道即将开工建设。佛莞城际铁路狮子洋隧道是目前国内在建的直径最大的铁路盾构隧道,是国内水头最高的水下盾构隧道,也是国内首次在大直径盾构领域采用土压-泥水双模盾构掘进施工,而已经通车的广深港狮子洋隧道采用了盾构法"相向掘进、地中对接、洞内解体"技术施工。     

中铁隧道参建的广深港铁路狮子洋隧道全线贯通

3月12日,中铁隧道集团参建的国内采用盾构法施工的首座水下铁路隧道——广深港铁路狮子洋隧道全线贯通,标志着我国长距离水下铁路隧道的施工和科研取得了重大突破。该隧道全长10.8 km,为双线隧道,是目前国内最长、标准最高的盾构隧道,同     

海底隧道盾构方案可行性研究

盾构法已经在国内外的地下工程中广泛运用,特别是国外著名的海底盾构隧道,如英吉利海峡隧道、日本东京湾海底公路隧道、荷兰W estersche lde隧道;国内先后用盾构技术建成大连路、复兴东路盾构过江隧道,还有在建的上海翔殷路越江公路隧道、上中路隧道和已经开工建设的上海长江桥隧工程。文中首先论述了国内外大直径、高水压、长距离推进等盾构施工关键技术,并结合珠江口海底隧道的建设条件与国内外的成功实例,对海底隧道盾构方案的可行性进行了初步研究。     

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。     

复合地层泥水盾构环流关键参数选择探析

为研究复合地层泥水盾构泥水环流参数选择的问题,结合狮子洋隧道盾构工程,采用泥浆临界沉淀流速计算方法计算软弱地层和软硬不均地层所需的泥浆送、排量,并运用费祥俊模型试验公式进行验算。由于复合地层地质条件的复杂性,泥水盾构环流参数的影响因素较多,结合以上计算结果分析不同地层特性对泥浆送、排量的影响。研究结果表明： 1）2种方法的泥浆送、排量计算结果相差不大,证明泥浆临界沉淀流速计算方法具有准确性和合理性; 2）在软硬不均地层进行泥水盾构施工时,应加大泥浆送、排量,以减少输送颗粒在排浆管内滑移、平动,同时减少舱内积碴和泥浆管的磨损。研究结果可为复合地层下的泥水盾构施工提供参考。     

高水压大直径盾构隧道刀盘配置与刀具更换关键技术

为系统总结大直径水下盾构刀盘配置与刀具更换先进技术，结合典型的水下大直径盾构隧道施工案例，分析不同地层刀具切削机制，阐述不同高水压复杂地层大直径盾构刀具配置技术。针对江底高水压、强透水、不稳定等特点，介绍常压刀盘刀具更换和带压开舱技术等。最后，提出在建及拟建的大直径盾构隧道工程中需要深入研究及探索的技术难题。     

广深港客运专线狮子洋隧道泥水盾构泥浆综合管理技术

泥水盾构在穿越软弱不良工程地质及有高压涌水风险的地层施工过程中,确保泥浆系统高效运转、达到盾构快速掘进是当前泥水盾构施工面临的重要课题之一。介绍狮子洋隧道泥浆管理过程中泥浆配制、泥浆循环及泥水处理技术,并对盾构穿越特殊地层的泥浆管理技术进行总结。主要结论与建议如下:1)泥浆材料种类繁多,需要考虑经济因素及地层条件,合理选择泥浆配置主要材料及外加剂;2)泥水盾构穿越复杂地层时泥浆的各项性能指标必须根据地层变化情况及时进行调整;3)进一步开展泥浆黏粒含量、失水量及胶体率等参数现场快速测定试验研究。     

下穿黄河砂卵石地层盾构隧道管片结构受力特征现场测试

为研究砂卵石地层中管片的力学行为,以兰州地铁1号线穿黄段为研究对象,采用改良的测试传感器走线方式,对管片内力及外部水压力进行现场测试,并进行相应的数值模拟。将现场测试数据与数值模拟结果对比分析,得出如下结论:1)外部水压力及管片内力受盾构施工影响最为显著的范围为距掌子面3~5环,在此范围内应加强对受拉区的监测,并采取相应措施防止管片在施工初期破损;2)外部水压力及管片内力在距掌子面6~13环时受施工影响逐渐降低,距掌子面13环后趋于稳定;3)运用梁-弹簧模型设计管片是偏于安全的,但应充分考虑施工荷载。     

扬州瘦西湖盾构隧道工程施工关键技术

扬州下穿瘦西湖盾构段采用直径为14.93 m的泥水盾构施工,成功穿越1 275 m硬塑膨胀性黏土地层,有效解决盾构刀盘结泥饼、泥水舱及管道易堆积堵塞、刀盘扭矩大、盾构推进速度慢、泥水分离困难等一系列施工难题,是我国迄今为止在膨胀土地区进行的最大直径的泥水盾构施工工程。从扬州瘦西湖隧道的工程重难点出发,结合现场具体情况,系统总结隧道盾构施工中的全断面黏土地层高效环流及出渣技术、膨胀土地层盾构适应性改造技术、硬塑黏性土地层的盾构施工技术与开挖面稳定性控制技术,0.42 MPa高压气环境下动火焊接技术、小半径曲线精准接收技术和双层大直径隧道内部结构快速施工技术等,对我国膨胀性黏土地区大直径泥水盾构技术的发展具有重要的参考意义。     

上海长江隧道工程建设与施工风险控制

上海长江隧道工程采用φ15.43m泥水气盾构掘进机,一次掘进距离7.5km,隧道直径和一次推进距离均创世界之最。工程难度大、风险高,是上海长江隧桥项目的关键控制节点工程。该文主要介绍了工程概况和超大直径、超长距离盾构掘进施工及其风险控制措施。