黄土隧道马蹄形盾构工法选择及应用

目前铁路隧道施工以矿山法为主,但在黄土等软弱围岩隧道施工时风险大、进度慢;而盾构法已在地铁、水下隧道等软弱地层中得到了广泛应用。针对蒙华铁路砂质新黄土隧道:1)通过矿山法与盾构法比较确定采用盾构法施工。2)从开挖内轮廓、刀盘开挖特点、管片拼装方式、管片受力及配筋4个方面对马蹄形盾构隧道和圆形盾构隧道进行对比分析,得出马蹄形盾构隧道的断面利用率更高,马蹄形管片与圆形管片受力有所差别而马蹄形管片配筋量更低。3)介绍马蹄形盾构设备概况,并对马蹄形管片设计进行研究。4)例举马蹄形盾构掘进过程中遇到的防寒防冻、管片底部开裂和遇到含姜石的老黄土掘进困难等问题以及相应的处理措施。经过1年多的施工实践证明,在黄土隧道马蹄形盾构施工风险低,质量高,安全可靠。     

马蹄形盾构的工程应用解析

相较于圆形断面,马蹄形隧道有空间利用率高的优势,浩吉铁路白城隧道在国内首次采用马蹄形土压平衡盾构施工,具有安全、快速、环保的特点。通过梳理盾构施工的统计数据,发现其月平均施工效率达203 m,且每环拼装效率为38～43min,但突遇姜石地质给施工带来很大的困难。本文阐述了盾构4个施工阶段的应用效果,解析了开挖盲区对多刀盘开挖和推进系统的影响、渣土改良和双螺旋输送机对陕北黄土地质施工的应对措施、马蹄形管片拼装机在应用中的优势与不足。为拓宽马蹄形盾构适用地质领域和提高施工效率,建议盾构今后的技术突破方向：全断面仿形刀盘的开发和管片拼装系统的智能化,前者可实现盾构无盲区开挖、提升出渣系统效果和降低总推力的需求,后者有利于减少人员操作难度,提高拼装工艺的精准度。     

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。     

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     

黄土盾构隧道膨润土泥浆渣土改良技术研究

为了解决黄土地层中土压平衡盾构施工地铁区间隧道时出现的出土困难、土仓压力难以建立以及刀具温度过高等问题,采用膨润土、泡沫对渣土进行改良才能保证盾构掘进效果。采用正交试验法进行了膨润土泥浆优化试验与泡沫优化试验。通过膨润土泥浆优化试验找到了适合黄土地层的膨润土改良剂及膨润土泥浆的最优体积分数。通过泡沫优化试验找到了泡沫性能与发泡剂溶液最佳体积分数的关系,本文研究成果在实际工程中得到了成功应用,以期为类似工程提供借鉴与参考。     

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     

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     

皮带运输系统在盾构隧道建设中的应用

盾构法隧道施工中,后配套出土运输系统的非优化配置,将直接制约盾构施工进度。本文介绍了一种 较为先进的运输系统--皮带运输机连续出土系统,着重阐述了系统的工作原理、组成、应用要点等。     

超大断面马蹄形盾构盾体系统研究设计及应用

为探索超大断面马蹄形盾构盾体载荷分布特性,解决超大马蹄形盾体设计关键技术问题,针对适用于单洞双线铁路隧道的超大马蹄形盾构护盾薄壳体轴向、周向载荷分布特性和传递规律展开研究,构建了盾体受载数学模型。基于上述载荷分析与功能需求详细探究了超大断面马蹄形盾构盾体的结构设计,明确了马蹄形盾体受力的薄弱环节,通过三维建模和有限元分析优化了盾体结构:壳体结构采用多半分体组合式结构,并通过法兰连接,满足了吊装和运输要求;壳体箱型环梁结构设计,在保证结构强度要求的同时节省了材料、减轻了质量;此外,进行了盾体的梭式结构、帽檐设计和超前注浆通道设计等针对性设计,有效提高了马蹄形盾构的适应能力。该马蹄形盾构的应用和盾体变形工业性监测试验表明,马蹄形盾构盾体结构满足整机平稳掘进、盾体微变形的要求,也印证了该数值模拟分析方法的正确性。     

世界第一大盾构隧道——上海上中路隧道动工兴建

上海上中路越江隧道系由上海市隧道工程轨道交通设计研究院设计，其规模与“荷兰绿色心脏”隧道并列世界第一。     

盖挖法在黄土隧道塌方处理中的应用

以连霍国道主干线黄土隧道为例,介绍了盖挖法在三车道新黄土塌方处治中的应用,提出了通过设置超前大管棚等措施保证隧道继续掘进时的安全,并对塌腔回填采用了泡沫轻质土,实践证明上述措施能够有效地对塌方段进行处理并确保了隧道的安全掘进。     

大断面马蹄形盾构施工关键技术——以蒙华铁路白城隧道工程为例

为解决大断面马蹄形土压平衡盾构施工面临的姿态难控制、泥饼、掘进困难等难题,以蒙华铁路白城隧道工程为依托,研究大断面马蹄形土压平衡盾构施工关键技术:1)针对盾构始发难题,采取始发基座、洞门密封装置安装、始发参数控制、加强段明洞提供反力等措施,保证盾构顺利、安全始发。2)在盾构掘进时,采取分区控制油缸推力或往纠偏泥浆孔注入泥浆的措施,解决姿态难控制问题;通过在砂质黄土地层添加高分子聚合物,解决渣土改良不到位和出渣不畅问题;通过制定合理有效的掘进参数和精准测量方案,保证盾构安全下穿包茂高速。3)针对盾构刀盘底部开挖盲区问题,采取在刀盘底部增设圆锥形分渣器和增长刀盘辐条的措施,解决刀盘底部盲区导致的掘进困难问题。4)针对盾构到达技术,采取接收基座及接收端墙的正确安设措施,确保盾构安全接收。     

孤石爆破预处理技术在盾构隧道中的应用

以某地铁盾构区间为例,介绍盾构穿越风化岩地层时遇到孤石的处理经过,着重论述网格法进行孤石探测、由地面实施点对点孤石爆破处理施工技术,为盾构穿越孤石群打出一条绿色通道,降低开舱换刀风险,保障盾构顺利掘进。     

地质雷达在黄土隧道地质预报中的应用

地质雷达技术在公路隧道工程中得到了广泛的应用。作为一种高效,先进的物探方法,探地雷达能够对隧道围岩进行快速扫描,获得形象的探测图形,加上其具有探测精度高,测线范围易调整,工作效率高等优势,成为公路隧道地质超前预报的最主要方法之一。然而公路隧道中的黄土隧道,由于黄土的特殊工程性质,如其孔隙比大,无明显层理,不均匀致密或均匀疏松特性,使得利用电磁波反射原理的方法会出现预报距离短,反射特征弱构造难以识别等问题。本文以陕西黄陵至延安高速公路扩能工程中黄土隧道地质超前预报工作中采集的地质雷达数据为基础,通过预报与实际开挖的比对,总结经验优化了黄土隧道地质雷达预报中的相关参数和分析了影响因素,并利用希尔伯特变换的技术方法对前方地质异常情况及岩性变化进行识别,以及提出基于黄土隧道的频谱特征的辅助分析方法。     

敞口式盾构在国内地铁首次成功应用

<正>北京地铁6号线二期15标郝—东区间左线全长1 064.789 m,区间隧道埋深8.7~10.2 m,其中388.294 m采用敞口式盾构施工。该盾构于2013年11月4日始发,在刚开始掘进时,曾出现土体自稳性较差、出渣量无法控制、严重超方、地表塌陷、盾构叩头等问题,通过及时改造盾构设备构造,采用分仓技术控制了掌子面塌坍问题,并通过调整每个仓室的渣土流动情况,将推力由28~30MN降至25~26 MN,实现了推进可控,逐步实现了盾构正常顺利掘进。这是敞口式盾构在中国国内地铁建设中的首次应用,以往     

长仰拱栈桥在黄土隧道施工中的应用

为确保黄土隧道施工安全,初期支护结构尽快封闭成环,解决隧底仰拱及填充施工质量通病,利用黄土隧道开挖非爆破作业的特点,在黄土隧道施工中利用长大仰拱栈桥。通过在长仰拱栈桥上配置仰拱模板和混凝土捣固整平装置,有效减少了仰拱立模时间,提高了仰拱混凝土振捣质量。该工装能保证隧道开挖、初期支护、仰拱开挖及二次衬砌作业有序开展,极大地提高了施工工效,经济和社会效益明显提高。     

世界首座湿陷性黄土超大断面铁路隧道在河南贯通

设计时速达350km的郑州至西安铁路客运专线重点控制性工程——张芭隧道2008年2月24日晚顺利贯通，该隧道位于河南省三门峡地区，是目前世界上首座在湿陷性黄土上建设的，最大开挖面积达164m^2的超大断面富水特长铁路隧道，隧道全长8483m，它标志着中国高速铁路客运专线隧道施工技术的科研攻关取得了重大的突破。     

泥水处理技术在泥水盾构隧道施工中的应用

 根据相关工程施工实践经验，介绍泥水平衡式盾构机的泥浆作用机理和泥浆处理技术，阐述泥水处理系统的工艺流程及综合信息管理系统， 并针对不同地层，提出了泥水指标的控制原则。