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。     

海瑞克盾构机盾尾刷更换技术研究

结合珠江三角洲城际快线轨道交通广州佛山段南洲站~中间风井区间海瑞克盾构机在掘进施工期间更换盾尾刷的实际,从盾构机盾尾刷的密封工作原理、盾尾管片拆除时盾构机推进油缸长度的确定、盾尾管片拆除的程序以及更换盾尾刷时的注意事项等方面,阐述了盾构机施工过程中盾尾刷的更换技术,对今后遇到类似施工问题具有指导意义。     

盾构掘进施工中盾构机盾尾密封更换关键技术研究

土压平衡式盾构机盾尾密封是保证盾构机与地下水隔离的一道非常重要的安全屏障。文章结合广州地铁三号线珠江新城站—客村站区间盾构机穿越珠江的实际情况,对盾构机洞内盾尾密封刷的更换进行了全面的技术总结。更换后,盾尾密封止水、止浆效果良好。     

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。     

狮子洋隧道盾构段掘进工程单价分析

大直径复杂地质盾构隧道目前尚未有成熟造价标准,一般市政定额不能全面反映造价水平。狮子洋隧道是国内首座泥水平衡盾构穿越长距离基岩复合地层的隧道,通过研究狮子洋隧道掘进过程中施工方案,结合现场实际测定情况,总结分析了掘进工程的工、料、机消耗,提出了其掘进工程的单价分析,并与广东省市政盾构定额进行对比分析验证。盾构机在复合地层进行长距离掘进时,施工工效较低、设备维修量大,需多次更换刀盘、刀具、排浆泵、盾尾刷等,主要材料消耗明显高于在软土地层中掘进。     

复杂地质条件下TBM卡机原因及脱困措施研究

为解决高黎贡山隧道正洞断层破碎带TBM无法掘进的难题,针对掌子面围岩呈泥沙状、盾体周边围岩破碎的问题,提出采用超前地质预报的方法进行地质探测。首先判断前方围岩地质特性,然后采取化学注浆的方法对盾体周边及掌子面进行注浆加固。针对露出护盾的破碎围岩、刀盘出现超量出渣的问题,提出盾尾破碎围岩加强初期支护、刀盘底部清渣及刮渣口进行加密的方法来进行应对处理;进一步就破碎围岩处理问题提出采用小导洞扩挖、掌子面化学注浆的方法对破碎岩体及刀盘前方的破碎围岩进行处理,通过实践验证,采取上述方法可以有效地实现TBM脱困。TBM脱困方法可为TBM在破碎地层掘进中提供有效的规避措施,也可为其他类似工程处理TBM卡机问题提供借鉴。     

盾构隧道管片上浮的机制研究

盾构法施工时难以避免地会对隧道周围地层造成扰动,引起地表位移,对盾尾间隙的充填可以有效地控制盾尾地表沉降。但在盾构掘进、盾尾间隙注浆施工中,隧道管片局部或整体上浮现象也时有发生。对管片结构在施工过程中受力状态进行分析,将管片的上浮归为四大类,即管片封闭成环的上浮、盾构掘进顶推时的上浮、脱出盾尾后管片的上浮、浆液初凝后管片的上浮。并提出管片脱出盾尾后至浆液初凝前的上浮计算方法,此外针对盾构施工期间管片的上浮,提出了管片上浮的控制措施。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计及施工提供一定的技术依据。     

安达环保型盾尾密封油脂的研究与应用

对安达环保型盾尾密封油脂的组成、作用、性能指标、现场使用和总结进行了梳理。从微观结构上探讨其组分的作用以及如何影响其宏观使用性能,并展示其详细的性能指标;通过产品的现场使用,总结出了不同的温度环境、不同的地层下,使用不同型号的盾尾密封油脂。这对我国不同地区、不同施工地层等选择高性价比的盾尾密封油脂提供参考。     

砂卵石条件下盾构施工隧道地表沉降规律分析

按照盾构施工引起的地层扰动机理及变形特点,盾构施工隧道地面变形主要由盾构推进对周围土体扰动引起,根据盾构机所处位置将砂卵石地层盾构施工对周围地层的扰动分5个部分:盾构机到达之前的地面变形、盾构到达时地表变形、盾构机通过阶段的地表变形、管片脱出盾尾阶段的地标变形和地表后期固结阶段的变形。结合实际监测工程分析了各个变形阶段地表变形特点,探讨了影响地表沉降的主要因素。     

地铁区间盾构隧道漂移及其处理措施

研究目的:某地铁区间盾构隧道在贯通交付铺轨后,经过对隧道位移多次监测数据的分析得知,隧道结构在水平向及竖直向两个方向上均不同程度的发生位移,沿隧道纵向位移最大值达到19.1 cm,超过规范限值,一定程度上影响隧道的使用功能,通过本研究分析得出漂移原因,同时提出针对性的处理措施。研究结论:(1)经过现场钻孔探查及地质雷达检测发现管片结构与围岩间盾尾间隙注浆不密实,出现不同程度的空洞,地层中地下水渗入,使得区间隧道结构悬浮于填充在盾尾间隙间的过水通道中;(2)隧道在施工荷载或其它随机作用的影响下,纵向刚度不足以抵抗上述作用,隧道结构出现漂移;(3)通过二次压注水泥-水玻璃双液浆,隧道结构盾尾间隙得以重新填充,隧道结构趋于稳定;(4)对应处理措施可应用于类似地铁盾构隧道工程。     

高水压地层下盾尾密封的破坏及保护分析

泥水盾构施工,穿越高透水性砂层、上砂下土、上土下砂及单一黏土层等变化地层时,易发生涌水和流砂,造成盾尾密封破坏的因素复杂,施工中存在较大的风险,应采取措施保护、延长盾尾密封寿命,保障工程顺利按期完成。     

盾构施工引起地层损失率变化特征

城市地铁盾构法施工对周围土体产生扰动引起地表位移是施工中必须重视的问题。当盾构隧道下穿既有隧道或管线等构筑物时,地层位移不可忽略。以北京地铁14号线方-十区间为背景,采用地层分层位移监测技术体系,通过多元回归分析和坐标转换等方法监测得到某一位置不同深度测点地层位移,研究不同深度地层的竖向位移分布特征以及随盾构推进的动态变化规律,并结合数值模拟进行对比分析。结果表明：地表和不同深度地层都呈现明显正态分布的沉降槽特征,沉降槽最大沉降值从拱顶传至地表过程中逐渐衰减且变形影响范围不断向两侧扩展,埋深较小的沉降槽宽而浅,埋深较大的沉降槽窄而深。实测结果及数值模拟均揭示了盾体通过阶段和盾尾脱出后阶段占有最终沉降较大比例,这为有效充填开挖间隙以及加强盾尾空隙注浆效果以有效控制地层位移提供理论支撑及指导意义。     

盾构隧道同步注浆对管片上浮的影响分析北大核心

为分析广州地铁18号线沙西站—石榴岗站区间隧道同步注浆对盾尾管片上浮与受力的影响,建立考虑围岩随机裂隙分布的流固耦合数值模型。基于牛顿流体与宾厄姆流体推导管片壁后注浆压力分布解析解,通过将数值模拟获得的注浆压力与解析解对比,验证数值模型的适用性,并分析同步注浆作用下围岩和隧道结构的变形及应力特征。结果表明:所建的数值模型能较好地模拟同步注浆压力的分布;注浆对地层的初始位移场影响较大,导致整个隧道周围地层均表现为隆起;管片内外轮廓线的Mises应力与压应力差异较大,且分布形式正好相反。     

富水软弱复合地层盾构机尾盾圆度失真的TNE修复工艺

在城市轨道交通隧道的施工过程中,盾构机可能穿越富水软弱复合地层。受复杂地质条件、地下水压力、不当操作及机械故障等因素的综合影响,盾尾位置的盾壳可能发生较大的非均匀变形,从而引起圆度失真,导致施工中断,甚至引发严重的安全事故。安全高效地处理盾尾圆度失真问题,是隧道工程顺利开展的前提。某区间城市轨道交通隧道下穿湘桂铁路时,在富水软弱复合地层段,出现盾尾圆度严重失真的问题,由于该工程安全标准较高,此问题致使工程停滞、工期延长。文章依托该工程,对隧址区的水文地质条件及盾构设备状态开展现场调研,提出一套在富水软弱复合地层条件下的非洞内开挖圆度修复工艺,为类似工程提供参考。     

基于土压平衡盾构机的适应性设计研究

盾构机通用性较差,如隧道管片结构形式或地质水文条件等施工环境发生重大变化,就无法满足施工需求。论述盾构机总体方案设计,新制刀盘、前盾和中盾,并重新设计制造尾盾,优化其结构设计,进行适应性改造。从刀盘耐磨性和防结"泥饼"现象,对盾构机结构进行设计改造,研究表明:结构优化设计与改造后的盾构机可提高盾构施工效率、缩短生产周期、节约成本。     

考虑施工过程的土压平衡式盾构隧道掘进数值分析

研究目的:通过建立三维有限元模型,对土压平衡式盾构隧道掘进的施工过程进行模拟,模拟中考虑了盾构机作用、盾尾空隙及注浆的影响、后方台车重量等因素,并采用了位移控制的求解方法.该计算模型可以用于探明地表或地中位移的大小和分布情况,以及地层移动随盾构机掘进的动态变化规律.研究结论:盾构掘进时地表沉降主要在盾构机前方1D到盾构机后方2D的范围内产生,随着埋深的增加,地层受盾构机的扰动也大.盾尾空隙的存在是造成地层移动的主要原因.盾构掘削面到达前,地表将沿着盾构机推进方向产生移动,该移动在盾构通过时受地层沉降的影响会先减小后增大,并在隧道建成后出现最终的最大值.     

盾尾密封油脂性能评价方法研究

针对盾构施工的日益普及,盾尾密封油脂在盾构隧道建设中需求不断增大的背景,分析了盾尾油脂密封原理,概括了施工中所用盾尾油脂类型及其性能要求,研究了盾尾油脂的耐水压密封性、挥发性和泵送性测试方法,为进一步规范盾尾油脂性能评价标准提供了参考。     

盾构机盾尾油脂孔整体加工工艺技术研究

目前大直径泥水平衡盾构机盾尾一般为分块制作,通常分布有15~20路油脂板,每块油脂板分布有4个孔径Φ26/Φ28深度为2 000~3 000 mm范围的油脂孔,现存的加工方案中普遍存在盾尾圆度难以保证、盾尾成形尺寸公差难以控制和材料浪费较大等问题。为了提升盾尾整体制作精度和质量,本文以盾尾筒体油脂孔加工为例,对其加工难点进行工艺分析后,针对其加工难点,设计了一种新的工艺方案和专用工装,然后通过对现有设备进行改造,完成了盾尾油脂孔的整体加工,同时为类似结构的零件加工提供了借鉴和参考。     

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

盾构施工经常遇到体积较大的孤石,因其强度较高且与周围地层特性差异较大,造成盾构施工困难,易引发地层沉陷等安全事故。为解决盾构穿越孤石难题,对全回转套管钻处理孤石施工及带压开仓换刀技术进行研究。主要结论如下:(1)盾构施工前应系统考虑孤石探测、预处理、盾构机开仓换刀方案,为安全掘进提供保障;(2)采用全回转套管钻法清除孤石后,大大降低了掘进风险,并通过控制盾构机掘进参数顺利穿越孤石区域;(3)充分利用已有基坑围护结构,采用旋喷桩加固盾构周围地层,并结合采用盾尾止水环、降水等措施辅助带压进仓,解决刀具更换问题。     

严寒天气TBM盾尾焊接施工技术

概述了神华新街台格庙矿区2#试验井双模式TBM盾尾焊接过程中,由于冬季严寒天气的影响,对盾尾焊接带来的困难;结合新建斜井工程特点,在充分考虑保暖的基础上,对盾尾拼装焊接问题进行了分析,并采取办法解决了严寒天气下的盾尾焊接的难题。