大漂石高富水地层土压平衡盾构施工控制策略

对成都地铁4号线某区间隧道穿越大漂石高富水地层易出现的"卡"、"磨"、"塌"等典型施工问题进行了系统分析.结合现场测试数据,建议大漂石地层盾构施工采用动力配置较高的复合式盾构机,盾构施工过程每环超挖率控制在3.3％左右.     

富含大粒径漂石复合地层中全套管钻机施工技术

北京地铁9号线东钓鱼台站位于首体南路与阜成路丁字路口,处于城市主干道,在进行基坑围护桩施工时,需要解决如下问题:施工区域地层下部含有大量的大粒径卵石和漂石;地下管网密集,管线种类繁多;周围建筑物数量和种类多;对围护桩的垂直度要求较高等问题。通过选用全套筒冲抓钻机进行围护桩施工,解决了上述问题,并将施工费用、施工工期控制在合理范围内。通过总结全套筒冲击钻机的关键工序、在施工中遇到的问题及解决方法,为相似地层的围护结构桩施工提供了一种新方法。     

富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道施工技术研究

[目的]富水卵漂石地层盾构下穿既有地铁线路施工过程中,易导致既有地铁线路上方土体不规则沉降超出控制范围,进而可能引发地下水喷涌和地面塌陷问题。为此,需要对富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道的施工技术进行研究。[方法]以新建成都地铁17号线凤溪大道站盾构下穿既有地铁4号线为案例,在阐述工程概况的基础上,选取了4个地面沉降测点和4个深层土体沉降测点,分析了盾构掘进过程中地层的沉降变化规律。采用MIDAS GTS软件建立了三维有限元模型,对采用38 m超长管棚与斜向注浆相结合的加固施工进行模拟,对4号线隧道预加固效果进行了分析。基于此,明确了地面跟踪注浆的时机,进一步分析了地面跟踪注浆的效果。[结果及结论]该加固措施有效提高了4号线结构底部土体的整体性,改善了4号线结构的受力状况,有效控制了4号线的结构沉降。     

土压平衡式盾构施工中"理想状态土体"的探讨

提出了土压平衡式盾构施工"理想状态土体"的概念:较低的渗透性,相对适中的压缩性,较小的抗剪强度,一定的流动性.使用外加剂最好的效果就是使开挖下来的天然土体经过改良后接近"理想状态土体".应将盾构掘进中喷涌、结泥饼、开挖面失稳、排土不畅等因为土体性质不良导致的施工故障发生可能性降到最低.还对非理想状态土体引起的常见盾构施工问题进行了概述.通过理论和实践的研究,确立了评价理想状态土体的物理力学指标,并认为只要有效、有针对性地使用外加剂,将土体的物理力学性能调整到分析范围,可将施工难题控制在最小的发生概率之内.     

砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究

盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上,极易出现地表沉降超限、塌方等事故.为此,以北京地铁9号线盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫十膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;在土体改良过程中应根据出土量、土压力、盾构推力及刀盘扭矩等参数的控制情况,及时调整土体改良剂的注入时间、注入量等参数;在确保盾构出土量可控的前提下,采用满舱欠压掘进模式可以提高砂卵石地层盾构掘进的效率.     

基于正交试验的盾构施工渣土改良研究

研究目的:我国东南沿海地区盾构施工过程中常常会出现全风化花岗岩地层,盾构在该地层中推进时可能会出现刀具磨损、刀盘结泥饼和螺旋输送机口堵塞等问题,因此必须对其进行改良.其次,盾构机推进速度对泡沫改良效果影响较大,该方面尚未形成简单易行的研究方法及结论.基于此,本文以福州地铁4号线某盾构区间全风化花岗岩地层为背景,采用正交...     

富含大粒径漂石的砾岩层隧道开挖技术研究

针对砾岩层中大粒径漂石开挖及外运的难题,分别从大漂石的开挖及破除两个方面采取了具体的施工措施:对不侵结构的大漂石用网兜兜住直接凿除;对侵结构的大漂石采用断格栅,对漂石加固后进行初支施工,待过大漂石2 m后再进行处理;对粒径大于80 cm的大漂石进行爆破后再外运。实践证明该处理措施既能保证安全又能保证进度。     

北京地铁砂卵石地层土压平衡盾构施工刀盘扭矩研究

根据砂卵石地层力学特性,结合北京地铁4个标段工程,分析土压平衡盾构刀盘扭矩各组成部分所占的比例,提出简化的刀盘扭矩计算公式.分析计算结果表明:刀盘开口率与刀盘扭矩成反比,开口率每增加10％,刀盘扭矩降低8％～10％;土体的流塑性对刀盘扭矩影响较大;土体的摩擦系数每降低0.1,刀盘扭矩相应降低约35％～40％.在北京地铁10号线二期工程现场进行盾构掘进试验,分别通过刀盘改造(开口率增大至40％)及土体改良,使刀盘扭矩保持在2 500～3 500 kN·m,盾构推进速度明显得到改善.试验结果进一步验证了增大开口率及土体改良是在砂卵石地层降低刀盘扭矩的2项非常有效的措施;也验证了刀盘扭矩计算公式是合理的、可靠的,满足工程实际需求.     

卵漂石地层盾构机刀具磨损研究

北京地铁9号线06标段军事博物馆站～东钓鱼台站区间工程,盾构穿越的地层为含大粒径漂石的砾岩层和富水卵漂石⑦层。此种地层在国内外均无类似工程实例,掘进施工过程中盾构机刀具磨损非常严重,通过分析和总结盾构实际掘进参数及刀具磨损规律,对盾构机的刀具配置进行有效改进,确保盾构的掘进施工顺利进行,延长盾构刀具的使用寿命。     

在软弱地层中采用泥浆盾构与土压平衡盾构的比较

感谢隧道工程机械工艺的进步，隧道可以在非常困难的地层中以机械进行开挖。在机械施工的隧道工程中，两个最重要的目标是：（1）在开挖时可靠地支承地层；（2）当衬砌建造时以灌浆保持盾尾以后周围地层的平衡。作比较了两种已建立的隧道机械施工方法-泥浆盾构和土压平衡盾构-以及关于这两种方法怎样实现这两个目标。     

土压平衡盾构在复合地层中带压进仓施工技术

结合南京地铁土压平衡盾构在复合地层中带压进仓的具体情况,通过采取带压进仓压力计算、现场试验压力确定以及实施过程,成功地解决了土压平衡盾构进行带压进仓作业,了解掘进面存在的问题以及解决方式等技术难点.通过对监测数据的对比、分析,说明该方法的可行性及合理性,为土压平衡盾构在复合地层中带压进仓的施工提供参考与借鉴.     

土压平衡盾构穿越土砂复合地层控制技术

以北京地铁10号线二期工程为背景,详细分析土压平衡盾构穿越土砂复合地层过程中诱发的地层变形规律,同时分析盾构土压力、同步注浆压力及同步注浆量的控制情况,研究结果对指导施工及反馈隧道设计具有重要理论与实际意义,也可为类似研究提供参考。     

土压平衡盾构水下始发段掘进参数对地表沉降的影响分析

以广佛环线沙堤隧道为工程依托,利用有限差分软件FLAC~(3D)研究了土压平衡盾构水下始发段掘进参数对地表沉降的影响,并结合现场实测数据分析盾构掘进过程中地表沉降和邻近建筑物变形的变化规律。结果表明:地表沉降与土压平衡盾构掘进参数密切相关,增大土舱压力与注浆压力可以减小地表的沉降,但掘进参数的调整存在合理范围,超合理值后过沉降的控制效果变化不明显;现场实测数据表明:土压平衡盾构施工引起的地表沉降及建筑物变形行为由前期扰动、通过扰动、停机影响、后期扰动4部分组成,其中停机对地表沉降影响很大,因此施工中需尽量避免停机并提前做好防范措施;实际采用的掘进参数仍有一定的调整空间,施工中应根据地层情况及时调整相关的掘进参数以减小施工影响。     

富水砂砾地层盾构液氮冻结常压开仓施工技术

为了解决富水砂砾地层中盾构区间前盾范围的土体加固,使得盾构机具备常压开仓换刀的条件,考虑到液氮气化时剧烈吸热的原理,提出了采用液氮冻结技术快速冻结土体的解决思路。通过地面施工垂直钻孔,并下放液氮冻结管,液氮气化吸热,直至冻结面及周围土体,对盾构机前盾1.5 m范围的土体加固。实践证明,在富水砂砾地层中其它封水措施效果达不到安全要求的情况下,液氮快速冻结技术取得了理想效果。