大直径泥水盾构穿越深槽段安全风险分析及防控技术研究

大直径浅覆土泥水盾构工程掘进施工风险点高、控制难度大,常规盾构工程施工工艺、经验并不适用。针对大直径浅覆土泥水盾构工程特点,以南京市纬三路过江通道SG-1标段N线工程为依托,对盾构穿越深水槽段安全风险进行分析,并提出相应的防控技术,为大直径泥水盾构掘进施工积累相关施工、风险因素识别以及与风险防控经验,为后续类似工程施工提供指导。     

盾构穿越上软下硬复合地层施工风险与控制技术研究

上软下硬复合地层上部岩层具有不稳定性而下部岩层具有极高的强度,极易引起盾构向软弱地层方向偏移,引发喷涌,使盾构姿态难控制,开仓换刀风险大,是施工各方需要关注的难题。本文以杭州地铁4号线一期工程南延段某区间为背景,研究强风化安山玢岩、中分化下段安山玢岩、全风化安山玢岩、中风化上段安山玢岩等多种上软下硬复合地层中,盾构施工引起的地表沉降和盾构施工存在的主要风险,研究杭州地区盾构掘进穿越上软下硬地层的控制技术。研究结果表明,盾构在多种复合地层中掘进,左线隧道累计地表沉降最大值为36.6mm,最大隆起值为13.8mm,风险较大,易出现盾构机扭矩变大,姿态控制困难;上软下硬复合地层盾构控制,主要是加强土压平衡盾构机的维保、穿越施工时采用气压+土压平衡相互联合的模式进行掘进、重视盾构掘进基础数据的异常反馈、严格控制盾构掘进施工出土量、密切注意区间盾构掘进时工程地质和地表沉降对应区域变化的匹配情况、优化壁后注浆配合比。     

软土地层盾构小半径大纵坡曲线掘进引起的地表沉降研究

盾构小半径大纵坡曲线掘进极易给盾构推进和管片拼装带来困难,是软土地区受场地不足或施工条件限制环境下盾构穿越施工的难题。本文以杭州地铁5号线工程某区间盾构小半径大纵坡曲线掘进段为背景,基于左线隧道关键监测点分析了盾构掘进引起地表沉降的原因,并提出了相应的地表沉降控制技术措施。研究结果表明,地表累计沉降曲线随着时间的增长呈现下降-增大-下降-增加的"双峰"变形模式并逐渐趋于稳定;盾构穿越淤泥质黏土、粉质黏土、黏土地层时,初始土仓压力值为0.36MPa,每环理论出土量为39.21m~3/环,盾构推进出土量控制在38.42～39.21m~3/环,同步注浆速度为0.05m~3/min,盾尾油脂每环加注量控制在35～45kg。     

泥水盾构的压力设定分析及其应用

泥水盾构的压力设定是控制地层沉降、隆起的关键。文章基于泥水盾构的压力平衡原理,围绕泥水盾构施工中的压力设定进行了详细的研究,为解决泥水盾构压力平衡问题提供参考。     

土压平衡盾构下穿密集建筑群加固方案优选

结合广州地铁14号线土压平衡盾构施工实例,提出富水砂层土压平衡盾构隧道下穿密集建筑群加固方案,综合考虑方案实施可行性、技术难易程度、工期及造价等因素,优选出技术可行、经济合理的MJS桩隔离加固方案。实践表明,采用MJS桩隔离加固密集建筑群,有效降低了双线盾构隧道掘进过程中产生的地基沉降。     

盾构穿越运营高速公路施工引起的地表沉降与控制技术

盾构穿越既有高速公路施工过程引起的围岩变形和地表沉降对高速公路的运营安全有重要影响。本文以杭州至临安城际铁路工程某区间下穿运营杭徽高速公路为背景,研究了地下管线与孔洞探测、主控掘进参数设定、全过程精准控制措施和地表沉降规律。研究表明,盾构穿越运营杭徽高速公路施工引起的平均地表沉降值均控制在5mm内,盾构隧道轴线正上方的地表沉降呈现出增大后减少并趋于稳定的趋势,盾构掘进主控参数设计土压力值为80～100kPa、泡沫剂每环使用量为20L、推进速度为20～30mm/min、每环出土量为57.53m~3/环、同步注浆为6～6.5m~3/环。本文的研究成果可为浙江省内杭州、宁波等城市轨道交通建设中盾构穿越既有运营工程施工提供参考。     

水下复合式土压平衡盾构施工技术

本文以武汉市轨道交通阳逻线(21号线)水下复合土压平衡盾构穿越朱家河为工程背景,在考虑工程地质水文条件复杂性的基础上,探讨了盾构穿越朱家河所存在的风险,对于工程实际施工过程中参数控制提出相应建议,针对盾构施工过程中可能出现的沉降、水中产生气泡等危险现象提出应急措施,为类似的盾构隧道工程的施工提供参考。     

土压平衡盾构机刀盘结构介绍与刀具应用浅析

刀盘作为盾构机的主要工作部件,在盾构掘进过程中起开挖地层,稳定掌子面,搅拌渣土等功能,盾构掘进作业时刀盘的结构形式和刀具好坏以及刀具的配置形式直接影响盾构施工进度和盾构施工的经济效益,本文通过在广州地铁四号线的实际施工经验,介绍了刀盘的结构、刀具破岩机理和刀圈失效原因和盾构机穿越不同地层时的刀具配置形式.     

南京纬三路过江通道泥水盾构带压开舱开挖面最小支护压力确定

南京纬三路过江通道采用两台直径14．93m的泥水盾构施工。盾构机在长距离穿越粗砂、卵砾石等复合地层时,刀盘刀具会产生较大磨损,因而需要进行停机带压检修。带压作业时,部分隧道开挖面仅由气压进行支护。针对气压支护开挖面在带压开舱时开挖面最小支护压力的设定问题,通过建立有限元三维开挖面稳定分析模型,研究了极限状态下盾构开挖面保持稳定的最小支护压力,并与工程计算和相关模型试验结果进行比较,确定了具有一定安全系数的开舱支护压力。     

地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术研究

随着城市化进程的推进,地铁将是人们出行不可或缺的工具,在市区进行盾构隧道掘进施工,不可避免的要穿越既有建筑物,如何在不影响现有建筑物正常使用的情况下顺利的进行施工是不可回避的问题,如何控制地面变形沉降也将是控制建筑物变形的关键技术。文中结合北京地铁6号线二期工程盾构下穿某小区为例,通过数值模拟和试验重点研究地铁盾构隧道穿越某小区可能导致的各类风险源和可能引起的地面沉降,对盾构隧道穿越建筑物的风险和地面沉降变形控制技术进行分析,将地面变形控制在允许范围内以保证建筑物的正常使用。同时总结本次施工经验,希望对相同施工方法的盾构隧道起到一定的借鉴作用。     

长距全断面强～中风化泥质粉砂岩地层盾构掘进参数研究

长距离强～中风化泥质粉砂岩地层盾构掘进施工极易造成刀具磨损严重、刀盘结泥饼、刀具偏磨、盾构卡壳卡刀盘、盾构姿态控制困难、盾尾管片上浮等问题,是盾构掘进施工中的难题。本文以杭州至临安城际铁路工程老余杭镇站～凤新路站区间工程为例,分析加固区掘进、出加固区后掘进等关键环节和推进出土量、推力、盾尾油脂压注、同步注浆设定等主控参数,系统研究了管理行程全过程阶段与推进千斤顶行程、总推力、刀盘扭距、盾尾油脂注入量积算值等参数之间的内在演化规律。研究结果表明,随着管理行程的增大,推进千斤顶行程、盾尾油脂注入量积算值总体呈增长趋势,总推力总体呈上下波动趋势,刀盘扭距呈现出"增长-减少"交替波动的动态演化趋势,为浙江省杭州、宁波、金华、绍兴等类似地层盾构掘进施工提供一定的参考。     

盾构隧道岩溶地层处理及掘进施工控制技术研究

以武汉市轨道交通21号线第一标段工程黄浦新城站~朱家河站区间为工程背景,对区间内存在岩溶不良地质情况进行分析,提出岩溶不良地层处理方法以及处理时注浆参数、注浆流程以及注浆封孔标准;为防止盾构在溶洞段掘进过程中仍有可能遇到上软下硬的不均匀地层,以及掌子面坍塌、高强度硬岩、刀盘结泥饼、螺旋机喷涌、盾尾漏浆等情况,提出盾构在处理岩溶地层段所需采取相应措施,所得研究成果可为类似盾构穿越岩溶不良地层施工提供借鉴。     

地铁盾构穿越股道群沉降控制技术的探讨

在地铁盾构下穿股道群施工时,需要重点做好沉降控制工作。本文以实际工程为例,对区间隧道和铁路股道群之间的关系进行了分析,然后重点从盾构参数控制、监测措施、注浆控制几个方面出发,对地铁盾构穿越股道群沉降控制技术进行了探讨。     

富水砂层中盾构始发出洞施工技术

以南昌地铁1号线七标青山湖大道站~高新大道站区间上行线盾构出洞工程为背景,分出洞前和出洞掘进2个阶段对富水砂层地质中盾构出洞施工技术进行了分析和探讨,确保了盾构出洞的顺利进行,并可供类似工程施工时参考。     

TBM穿越断层破碎带及软弱夹层施工技术

穿越断层破碎带及大的软弱夹层是TBM施工的难点,因TBM适合完整的硬岩掘进。本文针对TBM施工新疆某引水隧洞穿越断层破碎带及大的软弱夹层,分析了隧洞揭露断层破碎带、软弱夹层围岩地质特征,分析造成TBM的施工风险及施工影响以及建立TBM穿越隧洞断层破碎带、软弱夹层的施工方法。结果表明:施工过程中若采取的施工措施不当,极易造成TBM卡机、撑靴打滑等状况;结合"先探测、预加固、换填、合理选用掘进参数、及时加强支护、紧封闭、勤量测"的施工策略和流程,成功解决了卡机及撑靴支撑力不够等问题。     

超深大直径圆井地连墙施工技术要点浅析

盾构施工技术是暗挖项目中的一种高新机械施工方法,随着盾构施工在引调水隧洞工程中的广泛运用,盾构工作井施工技术在输水隧洞项目中也愈发重要。本文以广东省某引调水项目盾构工作井施工为例,对超深大直径圆竖井地连墙施工过程进行分析,结合施工各工序环节对超深地连墙施工中应把控的技术要点及重难点进行梳理,以期为类似项目施工提供借鉴。     

软土地层盾构近距穿越既有运营地铁引起的沉降变形分析

软土地层盾构穿越既有运营地铁极易引发地层变形和既有结构破坏,如何精准控制地表沉降和结构的沉降变形一直是城市地铁工程中亟待解决的难点问题。以杭州地铁4号线某盾构穿越既有运营地铁1号线为背景,研究盾构近距穿越既有运营地铁引起的隧道累计沉降、水平位移、隧道收敛和轨道沉降,并对监测发生的异常情况进行分析。研究结果表明,盾构掘进后对既有运营隧道交叠区的影响总体呈现出随着时间的增加累计沉降逐渐增加,隧道穿越交叠区的累计沉降大于非交叠区;既有运营隧道的水平位移,随着时间的增加总体呈现出先隆起后逐渐沉降再趋于稳定的趋势;既有运营隧道的收敛,随着时间的增加总体呈现出先沉降后隆起再沉降后趋于稳定的趋势;既有运营隧道的轨道隆沉变化,随着时间的增长总体呈现出先隆起后沉降再逐渐趋于稳定的趋势。     

地铁区间盾构法隧道穿越岩溶填充区施工力学行为计算分析

地铁盾构隧道穿越岩溶填充区受力情况复杂,为保证施工安全和管片受力合理,采用有限差分程序建立数值计算模型,通过计算分析获得盾构穿越地层的受力情况。盾构隧道穿越岩溶填充区时虽然会产生一定的地表沉降,但在安全范围之内,管片受力也是合理的。     

北京地铁17号线下穿既有框构桥工程的影响研究

本文依托北京地铁17号线地铁隧道工程,通过建立数值计算模型,分析不同加固方案下,盾构隧道下穿既有铁路框构桥引起的该区段地表变形规律以及对既有桥梁的影响,为同种地层条件下的盾构下穿施工具有一定的指导意义。结果表明:盾构掘进过程中,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降逐渐增大并趋于稳定;仅采取同步注浆加固方案时,地表及铁路框构桥的变形远远大于同期采用同步注浆和二次深孔注浆的方案,因此采取注浆加固措施可以有效减小盾构掘进对周围地层的扰动,具有较大的实际意义。     

基于FLAC3D土舱压力波动对盾构隧道开挖的影响研究

土压平衡盾构掘进施工中,土舱压力的变化对于控制盾构施工对周围环境的影响很大。在盾构隧道的施工中,开挖面处土体的土压力值与土舱压力不相等,两者间存在一定的压力差,以保证土体顺利进入土舱,而随外界环境、岩土性质的变化,土舱压力是会发生波动的,从而使土舱压力会给施工过程中地表的沉降、围岩的应力重分布和衬砌内力的变化带来的影响都是值得考虑的。本文基于FLAC3D平台,采用Box-Muller方法结合MATLAB软件形成波动的土舱压力,研究在土舱压力波动时对盾构隧道开挖过程的影响。结合某地铁线盾构隧道开挖的工程实例,研究土舱压力在波动时对盾构隧道施工过程中隧道地表沉降、围岩应力重分布以及衬砌内力的影响,为今后盾构隧道的施工提供一定的理论支撑。