盾构隧道内机械法施工竖井泵房封底试验与数值模拟研究

为验证在盾构隧道内机械化施工废水泵房施工工艺的可行性以及泵房封底混凝土的可靠性，首先设计室内试验，模拟验证封底混凝土板在高水压深层地层环境中施工的安全性，然后采用三维有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型，模拟其封底情况，用FLAC3D内置接触面单元模拟封底混凝土与外盾体之间的接触面，探究考虑接触对模型计算结果的影响。结果表明： 1）仿真地层模拟系统设计合理，盾构主隧道内机械化施工泵房封底各试验结果均能符合预期要求，机械化封底注浆能够达到设计要求，能足以抵抗施工中的水压而不发生破坏，工艺具有可行性； 2）考虑接触面的影响后，对模型计算结果影响较大，能更准确地预测接触面的受力情况； 3）实际工程中的地下水压远低于试验设定水压，室内试验、数值模拟结果具有一定的安全储备，机械化施工泵房封底工艺应用于实际工程具有可行性。     

海底隧道工程盾构始发井水下封底混凝土施工

深圳前湾过海隧道工程盾构始发竖井,直径18 m,深28.54 m,采用沉井法施工,水下混凝土封底,封底厚度4.5 m.属大体积混凝土施工,如何保质、保量、按期完成封底工作,是一个值得研究的问题.结合工程实际及相关计算理论,介绍了高水压海滩地层中盾构始发井井底水下大体积、大面积、封底混凝土施工技术.     

北京地区盾构区间泵房设计及施工的若干建议

为降低北京地区盾构区间泵房施工的风险,采用总结与分析的方法,总结近年盾构区间泵房设计与施工方面的经验和教训,提出3条建议:1)在满足要求的情况下,适当减小泵房埋深以降低施工难度;2)在目前的施工条件下,富水地层单纯依靠洞内深孔注浆止水开挖泵房,涌水、涌砂风险较高,宜尽量采取冻结法或地面降水方案;3)深孔注浆方案作为最终的优化措施。     

白城隧道工程大断面马蹄形盾构始发与接收技术

为解决大断面马蹄形盾构始发与接收难点，以蒙华铁路白城隧道工程为依托，对大断面马蹄形盾构始发和接收施工关键技术进行总结。其关键技术包括： 1) 始发阶段采用加强明洞代替传统盾构反力架，可降低反力架的制作、拆除费用和减少始发负环管片用量，有效缩短主体施工时间，节约项目成本； 2）始发基座的底部均匀铺设豆砾石，可减少盾构进入原状土后始发导洞与管片背部间隙回填时间； 3）始发阶段创新地采用套拱钢架代替传统始发端墙结构，减少始发附属设施的工程量，缩短始发准备时间； 4）接收阶段基座与端墙相结合，降低盾构在软弱地层接收安全风险； 5）优化盾构始发和接收位置，使盾构施工和明洞主体作业面充分利用、互不干扰，实现较好的经济效益和安全效益。     

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。     

矿山法海底隧道废水排水系统设计实践

以青岛胶州湾海底隧道工程为依托,对废水系统排水能力的确定、废水提升方案的选择及废水泵房优化设计等方面进行分析,探讨矿山法海底隧道废水排水系统的主要关键技术。主要结论如下： 1）废水排水能力确定的关键在于隧道的结构渗漏水的定量,常规的水下隧道的结构渗漏水量数据不一定适用于海底隧道,必须实际测量后确定; 2）废水提升方案关系到排水的经济性和安全性,核心在于选取安全可靠的水泵类型; 3）废水泵房优化主要从废水池有效容积、结构设计及设备检修等方面进行展开分析; 4）矿山法海底隧道废水排水系统的设计,必须从隧道实际情况出发,综合考虑各类影响因素,以达到安全、经济的设计目标。     

武汉三阳路公铁合建越江隧道地铁层排水系统设计

公铁合建越江隧道废水泵房的设置形式直接影响工程的投资和运营安全,是设计的重点和难点。以武汉三阳路公铁合建越江隧道为依托,根据工程特点,将公路层和地铁层的废水泵房分开设置,提出设置体外泵房、选用潜水泵的体内泵房和选用凸轮泵的体内泵房3种地铁层废水泵房设置方案,并从土建影响、水泵选型、检修维护及安全性等方面进行综合比选,最终确定选用凸轮泵的体内泵房方案。该方案利用轨道中间及两侧空间做成3个连通的小集水池,采用凸轮泵代替潜水泵作为一级泵,安装在轨道旁的一级泵房内,不仅能减少下沉集水坑的落深,降低对盾构管片的影响,提高安全性,而且便于水泵的日常检修维护。     

隐覆溶洞对地铁盾构隧道稳定性影响的数值分析

为研究岩溶区隐覆溶洞对盾构地铁隧道区间稳定性的影响，依托位于高原岩溶发育区昆明轨道交通4号线联大街站—吴家营站区间盾构地铁隧道工程，应用物探钻孔法和电磁波CT法勘探盾构地铁隧道区间的溶洞分布； 采用三维有限元数值分析方法，分别研究盾构隧道不同埋深时隧道下侧溶洞对隧道稳定性的影响，以及隧道周边溶洞半径、溶洞填充状态、溶洞位置、溶洞隧道间距对盾构隧道开挖稳定性的影响，分析岩溶发育区盾构法地铁隧道施工过程中隧道结构的稳定性。研究结果表明： 1）综合应用钻孔法和电磁波CT法，可较好地判断岩溶强发育区内的溶洞分布； 2）当隧道周边溶洞尺寸和位置不变时，盾构隧道围岩塑性区和变形量随溶洞埋深的增大而增大； 3）当隧道周边溶洞半径增大时，溶洞与隧道围岩间的应力集中区域变得分散，盾构隧道围岩变形量减小； 4）隧道周边溶洞内填充物及数量对盾构隧道围岩的变形量基本没有影响； 5）隧道周边溶洞位置对盾构隧道围岩变形的影响程度分别为盾构隧道围岩左、右侧的溶洞大于盾构隧道围岩下侧的溶洞，盾构隧道围岩下侧的溶洞大于盾构隧道围岩上侧的溶洞； 6）隧道周边溶洞仅在距隧道一定范围内才对盾构隧道施工稳定性有较大影响。     

佛山地铁盾构隧道深厚软土地层预处理方法探究

穿越深厚软土地层的地铁盾构隧道在长期循环荷载作用下，面临不均匀沉降、结构变形超限及其引起的渗漏水、局部结构劣化等病害难题，影响隧道结构全寿命使用功能。以佛山地铁3号线工程为背景，从施工风险、环境影响、投资及运营期结构安全角度出发，对国内地铁工程常用的软土地层土体加固工法进行分析，提出采用格栅式三轴搅拌桩加固作为地层预处理措施。对2种三轴深层水泥搅拌桩加固布置方案进行数值计算分析，对比管片内力与变形差异，确定推荐方案，并通过工程实践进行验证。数值计算与现场监测结果表明： 1）盾构隧道穿越深厚淤泥层时的加固宽度应不小于拱腰外侧3 m，深度应进入下部较好持力层0.5 m左右； 2）与未加固地层相比，地基加固处理后隧道变形可减小30%~40%，结构未发生明显的应力集中。     

双线地铁隧道泥水及土压平衡盾构施工地层变形特征研究

为分析圆砾地层双线地铁隧道分别采用泥水和土压平衡盾构施工时的地层变形特征，以南宁地铁3号线东葛路站-滨湖路站区间盾构施工工程为背景，采用现场监测数据分析2种盾构施工时的地表横向沉降特征和监测点纵向沉降历程特征。利用FLAC3D软件对2种盾构工法进行简化模拟，验证模拟方法的可行性； 设计双线地铁隧道分别采用土压平衡盾构和泥水平衡盾构、全部采用泥水平衡盾构、全部采用土压平衡盾构3种工况的模拟方案，研究3种工况下的地层变形特征。研究结果表明： 1)双线地铁隧道采用2种类型盾构施工时，地层沉降曲线偏向土压平衡盾构施工的隧道一侧； 采用同种类型盾构施工时，地层距离隧道越近，沉降曲线呈“W”特征越明显； 2)双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时各地层沉降较大，地表横向沉降影响范围约50 m； 采用泥水平衡盾构施工时各地层沉降相对较小，地表横向沉降影响范围约30 m； 3)3种工况下，双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时引起的地表水平位移最大。     

盾构法过江交通隧道废水排水系统调研与总结

我国盾构法施工的过江交通隧道越来越多,其废水排水系统越来越受重视。以南京地铁3、10号线地铁过江隧道,纬三路、纬七路市政道路过江隧道为调研对象,主要从废水来源、废水泵站的排水能力、提升方案和泵房布置等方面进行比较与分析,对2类隧道共有的爆管问题及控制措施进行分析与探讨,形成调研结论如下： 为使废水排水系统达到安全可靠、经济高效的设计目标,首先应对废水排水系统的排水能力进行准确定位; 其次应根据隧道长度和埋深等实际情况,选择合理可行的提升方案,同时必须考虑隧道内的消防管道爆管控制,以防事故废水对隧道安全造成影响; 最后应结合隧道断面,合理布置泵房,在满足安全运行的条件下,方便设备的日常检修维护。     

NOMJS联络通道施工新工艺研究

针对盾构法隧道联络通道施工中存在的风险,提出顶管直接切掘新型管片联络通道新艺(NOMJS)。该工艺采用特殊设计的顶管机直接切削贯穿上下行线隧道管片形成联络通道结构,并在顶管始发和接收过程中设置止水框体和整体接收装置,可大大降低施工联络通道施工过程中的风险,简化联络通道施工的工序。可直接切削复合管片由可切削混凝土和玻璃纤维筋浇筑,能满足隧道衬砌和顶管机直接切削的要求。联络通道管节采用钢管节,分为始发与接收管节、常规管节和特殊管节,始发与接收管节、止水框体、整体接收装置采用特殊设计,具备间隙封堵、风险应急和快速拆除的功能。     

水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究

水下盾构隧道管片钻穿会引起大量涌水突泥，对隧道建设及运营造成重大影响，且采取的隧道修复措施将影响隧道的长期运营安全。以某地铁隧道被意外钻穿的实例为工程背景，为确保水下隧道意外钻穿破坏时，可以做到临时封堵有效，永久修复满足百年使用要求，提出修复思路。在水面利用浮船进行海上袋装水泥封堵，然后筑岛截断隧道与海水的联系； 临时封堵后监测管片变形、复核隧道中线，明确钻孔对隧道限界的影响； 通过计算对结构安全性进行评价，明确钻孔对管片结构受力影响较小。在确保隧道钻穿对隧道限界及结构的影响可控后，采取地面注浆、洞内注浆、倒锥形封堵、洞内设置内撑钢板相结合的方案，对隧道钻穿处进行治理，保证隧道的安全运营。在隧道周边施工时，应加强隧道保护意识，避免对既有隧道造成破坏。     

地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术

结合西安地铁1号线盾构区间的工程,通过始发前联系测量、始发测量、掘进测量和贯通测量4个工程阶段的测量详细阐述了地铁区间隧道盾构法的测量方法;同时分析了地铁区间隧道盾构法施工的技术参数、施工进度及过站方式等,可为以后西安地区地铁建设过程中盾构法施工的测量提供参考依据.     

软硬不均地层盾构近接下穿施工掘进参数优化分析

盾构法修建城市地铁时,盾构掘进参数对于控制地表沉降、保证施工安全等具有重要影响。以深圳地铁7号线盾构隧道下穿既有2号线为工程背景,针对在软硬不均地层情况下盾构隧道下穿既有隧道及过街通道,运用ABAQUS建立三维计算模型,对盾构施工进行全过程模拟及掘进参数优化分析。研究结果表明:①土仓压力及注浆压力对过街通道沉降相对于地表影响较大,施工过程中应当注意对过街通道底部进行监测;②对于软硬不均地层盾构下穿既有隧道及过街通道采用0.30~0.40 MPa土仓压力以及采用0.25~0.30 MPa注浆压力施工较为合理     

地下2层双线同站台换乘方案研究

为解决目前地下2层双线同站台换乘设计方案普遍存在的土建造价高、空间浪费大、换乘比例受到一定限制、车站前后区间交叉多、联络通道设置不方便、施工风险大等问题，通过对5、9、12 m 3种地铁车站站台层中间线路的左右中心线间距方案进行比选，选取12 m线间距方案为综合最优方案，扩大后的空间可设置设备用房或换乘站台；同时，根据实际换乘客流情况，选择合理的地铁线路左右线布置方案。通过实例分析可知： 通过采用新的布置方案，此类同站台换乘车站前后区间均可采用盾构法施工，不需要在区间设置竖向联络通道，从而可以减少明挖车站长度，降低车站和区间的综合造价，同时减少区间的平面交叉，降低施工风险；增设换乘站台的方案还可以增加车站同站台的换乘比例。     

无内衬结构竖井盾构快速接收工艺研究

由于车站不能按时提供盾构接收条件，南宁地铁2号线石子塘站—建设路站区间（石建区间）需增设临时接收竖井。按照常规方法，在竖井内衬结构完成后才能进行盾构接收，由此将造成建设工期长、建设成本高、施工工序多等问题。为解决以上问题，通过采取加大并密排对应盾构进入接收竖井位置的围护桩、以水平环梁代替对撑或外拉锚、在洞门位置用玻璃纤维筋代替钢筋、采用特制的洞门密封装置、灵活设置临时封底、优化接收前盾构掘进参数，并辅以降水、监测等措施，不必施作竖井内衬结构，盾构直接切削桩体进入竖井，安全、快速地实现了盾构接收，为石建区间按时贯通提供了保障。