盾构隧道始发端头土体加固技术应用及稳定性分析

本文以孟加拉卡纳普里河底隧道项目为依托,根据本项目地质、水文条件等相关工程资料和研究成果的总结分析,提出了适用于本项目的盾构始发端头井地层加固方案,并在盾构始发前,应用有限元三维模型以及现场监测对加固体的稳定性进行了评估。通过实施结果表明,采用三重管高压旋喷桩+冻结帷幕组合加固方案能充分确保盾构始发的安全性,对海外同类地层结构,尤其是富水软弱地层大直径盾构始发及接受具有一定的指导及借鉴作用。     

滨海地区富水粉细砂层大直径泥水盾构钢套筒接收关键技术——以孟加拉卡纳普里河底隧道工程盾构段为例

孟加拉卡纳普里河底隧道工程盾构段为双线公路隧道,采用"一机双隧"掘进模式,左线接收段处在滨海地区强透水粉细砂地层,采用常规的盾构接收工艺时极易造成涌沙涌水而导致盾构接收失败。为确保盾构安全高效接收,也为了衔接盾构接收后平移转体再始发的施工工艺,采用钢套筒接收工艺,同时针对该施工技术的较大风险点进行预判并制定相应防控及应急措施,保证大直径泥水盾构钢套筒接收的顺利实施。孟加拉隧道施工现场不断优化大直径泥水平衡盾构接收工艺,从套筒设计和变形防控、工作井端头加固、洞门凿除、盾构进洞施工监测、掘进参数控制、洞门封堵和进洞段管片稳定性控制等方面进行理论分析、模拟试验和工法优化,最终形成一套滨海地区富水砂层大直径泥水平衡盾构钢套筒接收的关键施工技术。     

孟加拉卡纳普里河底隧道富水砂层深大基坑降水设计

以孟加拉卡纳普里河底隧道项目明挖及工作井段深基坑为背景，针对其复杂的工程地质及水文条件，结合支护方案及周边环境，采用疏干与合理布置降压井对深大基坑进行降水，并实时监测支护结构及周边敏感建筑物位移、沉降。监测数据表明：降水方案效果良好，支护结构及周边建筑物指标控制较好。     

大直径泥水盾构始发钢套筒的防扭施工技术——以孟加拉卡纳普里河水下隧道为例

为更好地控制超大直径泥水平衡盾构始发阶段的施工风险，依托“一带一路”孟中印缅经济走廊大型基础设施项目孟加拉卡纳普里河水下隧道，采用开挖直径12.16 m超大型气垫式泥水加压平衡盾构密闭始发钢套筒进行始发。为解决当地吊装资源和远洋航运的限制，钢套筒采用分片设计。盾构在套筒内破除洞门围护结构前，须严格控制盾构掘进转矩，避免盾体及钢套筒整体扭转。对钢套筒始发整体扭转进行分析，并运用有限元仿真技术分析始发施工中的盾构钢套筒抗扭性能。研究结果表明： 钢套筒可以满足始发前后所需的抵抗转矩，最大应力为16.6 MPa，最大位移为0.52 mm，最大水平位移为0.02 mm，最大竖向位移为0.51 mm，满足盾构始发钢套筒的受力和变形验算条件。基于仿真计算结果，制定对应的超大直径盾构始发钢套筒的抗扭措施。     

中国首条超大截面矩形盾构隧道在沪贯通

<正>中国首条超大截面矩形盾构隧道2015年10月12日在上海实现贯通,这是首台由中国自主研发的超大截面矩形盾构完成的,目前这项创新技术已申请国家专利30项。这条隧道名为上海虹桥临空园区10-3、11-3地块地下连接通道工程,盾构的宽和高分别达到9.75 m和4.75 m,隧道长28 m,东西横向贯通了2座大楼下的地下车库,隧道内可以布置双向两车道,方便车辆通行。     

国产盾构无进洞隧道内拆除技术在新加坡地铁成功应用

<正>日前,新加坡地铁市区线三期C923A项目4条隧道掘进任务全部完成,标志着该项目主体隧道土建施工基本结束。C923A项目由2段长度分别为1.5 km和800 m的双线隧道,以及处于2隧道区间中部的盾构始发井组成,采用由上海隧道股份自行研制的国产土压平衡盾构施工。施工期间,首次在国产盾构中应用"盾构无进洞并在隧道内拆除"技术,盾构在完成1.5 km     

孟加拉卡纳普里河水下隧道大直径泥水盾构钢套筒始发关键技术研究

孟加拉卡纳普里河水下隧道工程具有近海域、大潮差、大坡度、大直径、穿越富水粉细砂地层等特点,盾构始发涌水、涌砂风险 极高。为有效减小盾构始发穿越富水砂层的突涌问题,采用大直径气垫式泥水加压平衡盾构设备,从加固松软地层、切断地下水来 源和减轻突涌后果3 方面入手,提出三重管旋喷桩加固技术、降水技术和大直径钢套筒始发技术。大直径钢套筒始发技术包括大 直径钢套筒及支撑体系设计与安装技术、大型钢套筒及反力架变形监测技术、钢套筒内始发泥水建仓技术。钢套筒密封代替常规 帘布橡胶洞门密封装置,变局部密封为整体密封,大幅度降低了盾构进入富水粉细砂层时洞门涌水、涌砂的风险,提高了盾构始发 的安全性。     

全国首条穿越核心城区的类矩形盾构隧道区间贯通

正2018年6月29日,由宁波轨道交通集团有限公司牵头自主研发的类矩形盾构"阳明号"在宁波轨道交通4号线翠柏里站—盾构工作井区间破土而出,这标志着全国首条穿越核心城区的类矩形盾构隧道区间顺利贯通。这条由"阳明号"打造的类矩形盾构隧道区间长801 m、断面宽11.83 m、高7.27 m,实现了2个隧道(盾构区间)双线一次成型。"阳明号"从翠柏里站始发,历时1年零1个月完成了这项工作。     

中国盾构首次进入欧盟高端市场

<正>2019年6月22日,由中国中铁工程装备集团有限公司设计制造、出口意大利的大直径(10.03 m)土压平衡盾构在河南郑州下线, 这是我国高端隧道掘进装备首次应用于欧盟国家,进一步彰显了中国中铁盾构在国际TBM高端市场的综合实力和品牌影响力。该土压平衡盾构被命名为"Martina",设备直径为10.03 m,总长约155 m,整机质量约1 800 t,将用于意大利北部米兰—维罗纳高铁线CEPAV 项目建设,该项目共包含2个掘进区间(单     

世界最大直径水下铁路隧道盾构成功穿越狮子洋

正2018年11月30日,由广东珠三角城际轨道交通有限公司投资、中铁隧道局集团有限公司承建的世界最大直径水下铁路盾构隧道——珠三角城际铁路佛莞项目狮子洋隧道"狮子洋号"盾构完成1 800 m狮子洋中段掘进,从广州市番禺区石楼镇茭塘村顺利抵达东莞市麻涌镇新沙港码头,标志着作为佛莞城际铁路全线控制性工程的狮子洋隧道取得重要阶段性施工成果;同时也标志着     

中国最深跨海盾构隧道今年底建成 耗资逾2亿元

<正>正在掘进的中国最深跨海盾构隧道——鉴江供水枢纽工程跨海盾构隧道,目前已完成800 m长的工程量。该工程将于今年9月底贯通,12月通水。湛江鉴江供水枢纽工程是湛江钢铁项目、中科广东炼化一体化项目以及为东海岛提供工业、生活用     

超高水压越江海长大盾构隧道工程安全

随着中国交通建设和城市建设的迅猛发展,越江跨海盾构隧道工程大量增加,而且工程规模(隧道的直径和长度等)和水压条件也在增加。现阶段,仍未明确定义高水压,但一般以0.5 MPa作为高水压的分界线。近期,中国在长江、黄河以及珠江等所建设的高铁、公路以及地铁等盾构隧道工程水压均超过了0.5 MPa,正在筹划建设的琼州海峡隧道等水压更大,将高达2.0 MPa,面临巨大挑战。为此,国家决定针对超高水压(2.0 MPa)越江海长大盾构隧道工程安全问题展开“九七三”计划基础研究。研究采用理论分析、物理试验(室内、室外试验和模型试验)、数值模拟分析和监控测量等多种手段,针对其中涉及的多元、多相和多场耦合物理本质,对高水压水土与结构静动相互作用机理、盾构掘进中的动静力学机理、隧道结构特性及防水特性动态演化机理等核心问题进行深入系统的基础研究,提出了高水压下考虑渗流条件下的水土荷载计算理论和深水盾构隧道地震分析方法,建立了“机-土”动态作用力学模型,提出了盾构姿态、刀具磨损、开挖面稳定和高压成膜及闭气控制方法,提出了高水压大直径盾构隧道衬砌结构设计理论和高水压盾构隧道接缝长期防水安全与监控技术,最终形成超高水压越江海长大盾构隧道工程安全控制理论体系。为确保超高水压越江海长大盾构隧道工程安全提供设计理论依据,为实现大直径泥水盾构在超高水压等复杂条件下安全长距离施工提供理论支持。     

“万里黄河第一隧”开建 国内在建最大直径公轨合建盾构隧道

<正>2019年9月20日,被誉为"万里黄河第一隧"的济南黄河隧道工程正式盾构掘进,隧道开挖直径15.76m,为目前国内在建的最大直径公轨合建盾构隧道。该工程位于济南城市中轴线上,北连鹊山、济北次中心,南接济泺路,隧道全长4760m,其中盾构段长2519.2m,管片外径15.2m,内径13.9 m。隧道设计为双管双层,上层为双向6车道公路,下层为城市轨道交通预留。     

世界最大断面矩形盾构成功下线

正2020年4月10日,世界最大断面矩形盾构(宽14. 82 m×高9. 446 m)"南湖号"在中铁工程装备集团有限公司上海基地成功下线,标志着我国矩形盾构设计制造技术再次刷新世界纪录。该设备即将应用于浙江省嘉兴市区快速路环线下穿南湖大道隧道工程。该隧道工程采用双向6车道设计,两条隧道间距1. 2 m,单条隧道长100. 5 m,断面尺寸宽14. 8 m、高9. 426 m,穿越地质为素填     

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。     

汕头市苏埃海底盾构隧道工程设计方案比选研究

汕头市苏埃海底盾构隧道是国内首条位于8度地震烈度区的特长超大直径海底盾构隧道。为总结该工程的设计过程，首先，列出工程可行性、初步设计、施工图设计各阶段完成的各项专题研究，并从中总结经验； 然后，介绍苏埃隧道线位方案比选、施工工法比选、抗震设计的主要内容，给出设计方案比选中考虑问题的思路、抗震设计的具体做法、防水标准的具体取值等； 最后，概括该工程设计的得失，并提出建议，以期为以后的高地震烈度区水下盾构隧道设计提供有益的参考。     

水下盾构隧道运营期沉降稳定性研究

根据南京应天大街长江隧道运行10余年的结构沉降及隧址区河床的监测数据,分析水下盾构隧道在运营期的沉降变化规律。研究表明：盾构隧道的总体沉降主要发生在江底以外的部位,包括明挖段和大堤段等,且80%以上的沉降发生在开通运营后的6 a之内;盾构隧道上方河床的局部冲刷（5 m以内）及水位变化能够引起隧道沉降反应,但不足以产生大的影响,且随着河床回淤能够恢复之前的稳定状态。     

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.     

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。     

从无到有的大国重器 国产盾构首次出口北欧

<正>2019年8月21日,由中铁工程装备集团有限公司(简称中铁装备集团)设计制造的2台土压平衡盾构成功下线。这2台设备将出口丹麦,实现中国盾构首次进入北欧。这2台盾构将应用于丹麦哥本哈根CITYRINGEN-Branch off to Sydhavnen CRSH1地铁项目(简称CRSH1项目)。据中铁装备集团介绍,CRSH1项目是哥本哈根Sydhavnen地铁线的延伸线,为双洞双线隧道,隧道单线4.3 km,主要穿越的地层为石灰岩