浅谈黏土地层中的盾构施工技术

盾构机在黏土地层中掘进施工会遇到较多困难,本文以武汉地铁8号线二期工程马房山站～洪山区政府站区间施工为例,从盾构机选型与设计、螺旋机改造、掘进参数控制、渣土改良等方面介绍黏土地层盾构施工的一些相关技术,为类似工程施工提供参考。     

渣土泵送技术在土压平衡盾构机分体始发中的应用

为解决地铁隧道盾构机分体始发阶段空间狭小、无法按常规方法进行渣土运输的难题,以吉隆坡地铁MRT2号线地下段B标区间为研究对象,对土压平衡盾构机始发阶段渣土泵送技术的设备选型、工艺流程、施工工效、地层适应性,以及实施过程中遇到的问题进行了分析,提出了针对性的优化改进措施,形成了一整套具有可操作性的土压平衡盾构机始发阶段渣土泵送关键技术.利用该技术成功完成了MRT 2号线地下段B标区间盾构机分体始发掘进阶段共计71环的盾构掘进出渣任务.     

Φ0.92 m微型土压平衡盾构机设计与研究

为满足市政管道建设不断增长的需求,提高市政管道施工技术,设计并制造了Φ0.92 m微型土压平衡盾构机。对微型盾构机的总体方案设计进行了介绍与说明,重点分析了液压系统中刀盘驱动系统的功能特性与工作原理,并进行了详细计算与元件选型。设计并编写了微型盾构机的控制与数据采集系统,能够完成对微型盾构机掘进、排土等功能的控制,将传感器采集到的刀盘转速、螺旋机转速、土仓压力等数据实时显示在控制界面上,并将数据进行存储以便进一步分析与研究。     

圆砾泥岩复合地层泥水盾构下穿建筑物

泥水盾构机在圆砾、泥岩复合地层中掘进时,容易发生泥浆管、盾构机前仓进渣口堵塞(堵管堵仓)的现象,引起前仓压力波动,施工风险急剧增加。通过对盾构泥浆性能进行优化,降低堵管堵仓发生的概率;通过设定合理的前仓压力,优化掘进参数,保证开挖面的稳定,有效控制建筑物变形;之后选取正确的材料和施工工艺,利用同步注浆和二次补浆,有效控制地层和建筑物后续变形;同时利用信息化管理技术,采用自动化监测和信息化管理平台,使地下与地上联动,及时调整施工参数,更加有效地控制了建筑物沉降,为盾构机安全顺利下穿建筑物提供有力保障。     

高强度基岩深孔控制爆破预处理盾构掘进技术研究

盾构在高强度基岩突起的上软下硬地层中掘进时,面临换刀及带压进仓等风险。本文以广州地铁21号线中新站至中间风井盾构区间为工程背景,对盾构穿越片麻岩复合地层施工技术展开研究。深孔控制爆破是解决盾构在复杂地质条件下无法正常掘进的重要方法,尤其在地面环境复杂、周围建(构)筑物多、存在基岩凸起且伴有大量孤石的地层条件下更为有效。通过药包设计、安装及布孔方式、爆破安全距离控制等措施对基岩进行爆破预处理,最后对盾构机掘进参数进行优化调整,顺利完成盾构区间掘进任务,减少了盾构开仓风险。     

高富水复杂地层中泥水平衡盾构机穿越风井施工关键技术

为解决泥水平衡盾构机在高富水复杂地层工况下盾构机直接穿越风井技术难题,以长沙市轨道交通3号线一期工程SG-5标段阜埠河站～灵官渡站区间为例,将砂浆回填法应用于现有地层下的盾构机风井施工技术方案中。通过进一步工程实践,从盾构机风井砂浆回填施工方案、盾构机姿态控制以及管片拆除等三方面展开相应的实践研究。设计了符合现有地层下的盾构机风井砂浆回填结构,确定了回填方量以及回填高度;制定了砂浆回填过程中盾构机掘进参数控制策略,确定了盾构机切口压力以及掘进速度控制范围;分区间距离提出了盾构机掘进过程中姿态测量方案以及砂浆回填后管片拆除的施工方法。通过上述策略安全顺利地完成盾构穿越中间风井施工,以期为今后类似工程施工提供借鉴。     

复合地层中土压平衡盾构机掘进状态评估

针对复合地层中土压平衡盾构机掘进状态复杂多变而难以评估的问题,以珠海市三灶隧道工程为背景,基于盾构机掘进过程中的监测数据,运用证据理论和隶属度函数方法,对土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态进行研究.结合实际隧道工程案例,确定了盾构机掘进状态的8个影响因素,并将监测数据划分为4个等级,提出了基于证据理论的盾构掘进状态等级综合评价模型.在建立的模型中,证据理论有效地融合了现场的监测数据,使得评估结果更加可靠,该模型原理清晰,具有可操作性.评估结果显示,该模型能够有效地评估土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态,可为盾构机在复合地层中的掘进状态提供一定参考价值.     

直控式泥水盾构 江底浅埋段施工技术

南宁地铁 3 号线青市区间越江隧道工程,盾构机在泥岩地层施工中存在刀盘结饼、渣土滞排等技术难题, 不仅降低盾构施工效率,更因渣土滞排导致江底段施工时易出现隧顶覆土击穿、盾尾密封失效等施工风险。通 过施工前对盾构机选型,针对泥岩地层段施工技术难题,对盾构机进行针对性设计、改造,在施工中控制及优 化掘进参数等,已有效缓解泥水盾构泥岩地层施工中刀盘结饼、渣土滞排等技术难题,提高泥水盾构泥岩地层 的施工效率,降低江底段泥水盾构的施工风险,对类似工程特别是泥水盾构江底浅埋段泥岩地层施工具有一定 的参考价值。     

狮子洋隧道下穿珠江大堤注浆加固技术研究

研究目的:新建铁路广深港客运专线狮子洋隧道下穿珠江主航道,在隧道进口方向穿越珠江大堤下方的不均匀地层时,地面发生大面积塌陷,危及珠江大堤安全,同时盾构机被困,不能正常掘进.为解决此难题,针对该工程的最佳地层加固方案和实验采用50 m以上深孔袖阀管注浆工艺进行研究,提出可行办法和措施,保证施工的顺利进行.研究结果:通过研究提出的地层加固方案和深孔袖阀管注浆工艺,解决了深孔袖阀管注浆的"卡、掉芯管"问题;解决了在盾构机前方注浆施工可能发生的"包裹、固结"盾构机的问题.通过注浆改良地层,保证了盾构机施工的正常.     

复合地层盾构姿态纠偏与隧道成型质量控制

盾构法施工时盾构机的姿态控制是确保盾构法隧道成型质量的关键。盾构机在均一地层地质中掘进时盾构掘进控制较为容易,但在上软下硬的复合地层中掘进时容易出现刀具偏磨、地面沉降不易控制、盾构姿态纠偏困难等问题。本文依托盾构机在典型的上软下硬复合地层中遇到姿态出现向下纠偏困难的情况为背景,通过对地层地质、盾体姿态、盾构掘进参数及隧道管片成型姿态等数据进行综合分析,采取多种纠偏措施以及质量控制措施,使得盾构机姿态得以顺利完成纠偏且隧道质量得到良好控制的效果。此案例可为类似地下工程施工提供借鉴经验。     

兰州地铁穿黄工程泥水盾构掘进技术优化

文章以在建的兰州地铁1号线穿黄工程段为基础,对兰州地铁1号线世纪大道站—马滩站区间穿黄工程的特点进行了深入研究,重点分析了泥水盾构机的主要系统设计、盾构机掘进功效以及盾构机设计优化等,阐述了在富含水、砂卵石及漂石地层中盾构机设计应注意的事项和施工应对措施。     

浅谈隧道施工盾构机的选型

盾构施工法在隧道与地下工程的掘进中应用越来越多 ,然而盾构机的选型涉及到许多复杂的因素 ,文章就盾构选型的一般原则以及盾构选型时几种特殊情况的考虑进行论述     

基于盾构掘进参数的LVQ神经网络地层识别

以苏州4号线2标及2号线东延伸线5标地铁工程为背景,分析了盾构机的掘进参数:千斤顶推力、推进速度、刀盘扭矩、螺旋机转速和同步注浆量在不同地层条件下的变化规律。提出了基于盾构机掘进参数的学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络地层识别方法。建立了以盾构机五个掘进参数作为输入,地层特性编码为输出的数学模型,通过每种地层100组训练样本对模型进行训练,通过57步训练,训练样本误差控制在0.1以内,并用每种地层50组检验样本进行检验,地层总体识别率达到82.7%。     

杭州地铁1号线盾构选型探讨

盾构法隧道的施工已广泛应用于城市地铁建设中.由于城市地下空间的工程地质和水文地质条件复杂、地层的工程性质差异大、环境和施工条件恶劣,盾构机的选型正确与否,在很大程度上决定了工程施工的成败.针对杭州地铁1号线所遇的特殊复杂工程条件,结合盾构选型的原则与方法,提出适用于地铁隧道施工用的盾构机机型及其配置的特殊技术要求,从选型的角度探讨适合本工程的施工盾构机.     

北京地铁4号线砂卵石地层盾构机选型

在盾构工程中盾构机选型是重点工作之一，盾构机型选择的正确与否是盾构隧道工程施工成败的关键。文章以北京地铁4号线四标段盾构工程为例，介绍了盾构机选型原则与依据，针对4号线四标段所处砂卵石地层特点，系统阐述了北京砂卵石地层盾构机选型的技术路线和过程。     

北京地区山前冲洪积扇复杂地层盾构施工技术

北京地铁4号线20标盾构隧道位于永定河冲洪积扇,岩石不均匀出露,在掘进过程中遭遇水下、软硬不均岩石地层和全断面极硬岩等不良地质情况。介绍了盾构机在该复杂地层的施工方法及施工中的注意事项。对于复杂地层的盾构施工提出了建议:施工前应详细勘察地质情况,制定合适的掘进参数;做好设备的维护保养,对刀具积极管理;对地面加强监控量测等。     

土压平衡盾构机穿越珠江施工重难点分析

针对盾构机过江施工中洞穿河堤,江底地质条件复杂,易出现喷涌现象,地层软硬不均,刀具磨损大等难度大、技术新、风险系数高等重难点问题,提出了盾构机类型的经济比选,给出了江底施工掘进参数和施工中出现的主要问题及解决的措施方法。     

复合地层盾构机推进速度SVM预测模型研究

在复合地层盾构法隧道施工中,如何提高盾构机推进速度一直是盾构机设计、施工人员研究的重点。以长沙轨道交通1号线五一广场到营盘路隧道工程为研究背景,现场采集盾构机掘进参数,应用SVM,建立了"五营"区间复合地层盾构机推进速度的预测数学模型,并对模型进行检测,检测结果表明该预测模型对推进速度预测的平均相对误差≤7%,验证了该模型对推进速度预测的有效性。     

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.     

砂卵石地层下盾构过浅覆土路段施工措施

以成都地铁区间隧道工程为实例,阐述了富水砂卵地层条件下盾构机通过浅覆土路段时地层破坏机理,同时用有限元软件PLAX IS进行了数值模拟分析,研究发现盾构机过浅覆土路段对地层扰动性较大,施工安全系数低,必须采取加固土体、改善盾构掘进参数等一系列施工控制措施。