盾构法隧道端头井地层加固方法及其应用研究

研究目的:盾构始发或接收是控制盾构法隧道工程的关键节点之一,鉴于盾构法隧道端头井地层加固风险高、投资大,且近年来由于端头井地层加固处理不当引起的工程事故屡见不鲜,因此需要针对不同的地质条件与加固要求,明确合理的地层加固方式与相应的加固范围,以及环境保护要求相对苛刻条件下的特殊工法。研究结论:通过研究得出:(1)由土体稳定性与止水性要求共同确定的纵向加固长度为盾构机长度与(1~2)倍管片环宽之和,而由土体稳定性确定的加固长度仅需3~4 m;(2)受橡胶老化与密封压力较低的影响,铰链板结合止水橡胶板密封装置的使用受到限制,箱体密封装置由于密封压力高、密封性能可靠且施工便捷,在泥水盾构工程中比较适用;(3)盾构密闭始发装置在风险控制、工期保障、环境保护与循环利用等方面具有明显的优势;(4)盾构密闭始发装置可应用于各类盾构隧道工程,尤其是周边环境控制要求高、不允许进行地面管线改迁的工程。     

大直径泥水盾构曲线接收技术

1工程概况天津西站至天津站地下直径线工程盾构隧道采用大直径泥水加压平衡式盾构机进行施工,盾构机直径φ12m,盾构机总长约为57m。隧道采用9块管片(6A+2B+K)错缝拼装,管片外径φ11.6m,隧道内径φ10.6m,管片厚0.5m,环宽1.8m。2小半径曲线接收技术2.1盾构姿态控制盾构按照设计轴线掘进,要不断纠偏。若要严格控制     

混凝土管片冬季养护措施

盾构管片是一种混凝土预制衬砌环(通常由多片按一定的方式拼成圆环状),主要用于建造地下隧道工程,在盾构机开挖隧道过程中,管片主要起支护和防水作用. 1工程概况 天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)盾构隧道长度2146m,采用圆形钢筋混凝土管片衬砌,共计1182环,其中浅埋段103环,特殊段79环,标准段1000环(包括3段特殊风险点地段90环),并根据隧道地质状况设计管片规格.     

天津地铁3号线盾构法施工技术

天津地铁5号线第10标段位于天津市繁华地段,交通繁忙,地质复杂,工程大部分地段是软土地层。根据地质勘察资料,确定隧道盾构总体施工方案。论述隧道盾构施工主要工艺、联络通道及端头冻结加固、盾构法施工变形控制,提出对地面隆陷、建筑物下沉及倾斜、地下管线及隧道管片变形进行监测,提出采用盾构前方隆陷控制、盾构掘进沉降控制和固结沉降控制等措施控制地面变形量。采用盾构法施工具有较高的技术经济性。     

北京地下直径线工程盾构隧道平行既有地铁2号线施工管理

<正>1工程简介北京地下直径线工程盾构隧道全长5175m,采用φ12.04m泥水平衡盾构机施工,盾构隧道管片内径φ10.5m,管片外径φ11.6m,环宽1.8m。盾构机由天宁寺桥4#盾构井始发,自长椿街向东与既有地铁2号线平行掘进,平行长度约3990m。     

南京地铁盾构隧道结构设计

盾构法施工具有安全、环保、高效的优点,在地铁隧道中被愈来愈多地采用。但目前盾构法施工成本相对较高, 其中管片制作费占盾构施工费的45%,因此,管片结构设计时选择合理的设计方法是降低盾构法施工成本的关键。结合南京地铁的地质和水文条件,分析了软土中盾构隧道结构计算方法,以及隧道内径、衬砌类型的选择;介绍了盾构隧道断面裂缝、直径变形、纵环向接缝验算方法。     

石家庄无水砂层盾构选型分析

研究目的:随着盾构法施工隧道技术在城市地铁建设中的推广和应用,盾构选型成为盾构施工过程中的关键环节。本文针对无水砂层土压平衡盾构施工中的盾构选型问题,研究盾构选型对地表沉降的影响,并总结选型规律。基于石家庄地铁的无水砂层盾构施工数据对几个区间的盾构选型作出评价,从而找出关键影响因素。研究结论:(1)在该地区选用面板式刀盘、40%开口率的小松盾构机所造成地表沉降值为11~14 mm;(2)在该地区选用复合式刀盘、35%开口率的海瑞克盾构机所造成地表沉降值为7~10 mm;(3)当进行盾构选型时应选择合适刀盘型式,优先考虑小开口率和小刀盘扭矩的盾构机型,以此提高开挖面的稳定性,减小盾构开挖所造成的不良影响;(4)本研究成果可为类似隧道工程的盾构选型提供参考依据。     

大直径盾构小半径曲线段接收技术探讨

盾构法隧道在城市地下工程中的应用越来越广泛,由于受周边环境或规划的影响限制,城市隧道中往往有大量的小半径平曲线线路,也会出现在曲线地段设置盾构到达接收工作井的情况。盾构机出洞接收是盾构隧道施工中的一个重要环节,出洞接收过程具有较大的风险。结合大直径盾构、小曲线半径到达接收工程实例,对大直径盾构曲线接收技术进行探讨,希望能为同类工程提供一些参考。     

软土盾构隧道横断面变形规律及控制限值研究

研究目的:盾构隧道横断面变形对结构安全具有深刻的影响,变形过大会导致隧道接缝张开及渗漏、管片开裂,甚至导致横断面限界不足、隧道结构承载能力散失等,而盾构隧道修复加固代价高昂,为了确定合理的管片修复时机,在保证隧道安全性的同时兼顾经济性,需对隧道横断面变形规律及限值展开研究。研究结论:本文在隧道变形影响因素分析的基础上,得出如下结论:(1)横断面变形的根源在于隧道竖向和水平荷载比的增大;(2)以南京地铁二号线盾构隧道管片结构为背景,采用数值模拟的方法研究了隧道横断面变形规律,建立了不同拼装方式下隧道水平直径变形量与接缝最大张开量、最大螺栓应力、最大混凝土应力之间的关系,进而提出了隧道横断面变形控制限值:对于通缝隧道,水平直径变化量大于123 mm时螺栓达到极限强度值,对于错缝隧道,大于127 mm时螺栓达到极限强度值,此时隧道安全性将受到极大威胁;(3)本研究成果可为隧道横断面变形管控措施及修复时机的确定提供参考。     

大直径泥水盾构始发技术

1隧道概况天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)为单洞双线隧道,圆形隧道采用通用管片,盾构隧道长2146m。始发段位于缓和曲线上(始发推进约12m后进入直线段),以22.7‰下坡坡度始发,以最小转弯半径600m的曲线接收,隧道最大埋深约43m,平均约20m。采用开挖直径为11.97m的盾构机,设2个     

大直径盾构隧道在北京地铁工程中的应用

介绍北京地铁14号线某段采用内径9 m大盾构隧道的情况,阐述隧道直径确定、线路选取、管片设计、盾构机选型的依据,结合已完成段的大盾构沉降规律、车站区间结合方法等实际施工经验,总结北京地铁采用大直径盾构的成功经验和需要改进之处,对地铁大盾构的推广应用提出建议。     

复杂地质海底隧道设计

研究目的:台山核电海底隧道工程是我国首条盾构海底隧道,隧道外径9 m,穿越中风化岩层、软土、砂层及土石交界面,地质条件复杂且位于海底。主要工程特点:大直径、长距离、复杂地质条件下盾构施工。存在难点包括:隧道工法选择、纵断面设计、结构设计、盾构选型及刀盘设计、盾构穿越土石分界及孤石群处理方案。通过理论分析研究和工程类比,确定安全合理设计方案。研究结论:(1)本工程海底隧道设计采用复合式泥水平衡盾构,钻爆法结合盾构法施工,通用管片+二次衬砌的复合式衬砌模式,能有效解决复合地层长距离水下掘进难题;(2)复合式盾构刀盘设计、水下孤石爆破处理能有效地解决盾构在土石交界面掘进高风险、低效率的难题;(3)通过实践证明本工程设计能有效地解决海底隧道相关技术难点,施工风险得到有效控制,可为今后同类工程及海峡隧道研究建设提供借鉴。     

佛莞城际铁路狮子洋隧道的几个关键技术问题

研究目的:佛莞城际铁路狮子洋隧道结构外径13.1 m,是国内目前最大直径的铁路盾构隧道。工程具有大直径(13.1 m)、高水压(最大水压7.8 bar)、地质条件复杂(土岩复合地层,穿越三处破碎带和两处水下断层)、行车速度高(时速200 km)、盾构机类型新(土压-泥水双模式盾构)等特点。为保证施工与运营安全,必须妥善解决总体设计、施工组织设计、结构抗灾与防灾疏散设计等关键技术问题。研究结论:(1)复合地层水下隧道宜埋置于基岩中,岩石覆盖厚度可按"满足施工进舱作业安全,且围岩松弛压力与形变压力之和相对较小"的原则确定;(2)隧道长度不大时可采用单孔双线结构,并在隧道底部设置疏散廊道,同时采用中间箱涵预制的方式实现同步施工;(3)为减少局部岩层破碎带对施工的影响,可采用土压-泥水双模式盾构掘进;(4)为提高结构的抗灾性能,在钢筋混凝土管片内双掺钢纤维和聚丙烯纤维是一种可行的方案;(5)该研究成果可应用于复合地层盾构法水下隧道的设计。     

地铁车站与综合管廊结合设计研究

研究目的:轨道交通和综合管廊为城市基础设施和地下空间的重要组成部分,为提升城市综合品质及可持续发展,避免城市道路反复开挖、架空线网密集、管线事故频发等问题,从工程经济性、实施安全性、后期使用便利性的角度出发,研究轨道交通工程如何与城市综合管廊结合设计,合理利用地下空间资源,保障建设市政基础设施智慧化和绿色发展水平。研究结论:(1)分析轨道交通与综合管廊建设特点及道路地下空间建设存在的问题,得出结合设计研究的意义;(2)西安幸福林带综合改造工程,从规划布局、道路改造优化、建设综合管廊、预留地铁路径和地下开发空间一体化方面进行研究,解决了地铁过街和地下管线的突出问题,提升了城市地面景观;(3)介绍管线入廊原则,规范了综合管廊建设技术标准;(4)总结出地铁车站与综合管廊结合设计的多种布局模式,对增强地下空间利用效率、提高城市综合承载能力具有参考价值。     

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。     

二衬厚度对盾构隧道双层衬砌纵向力学性能的影响

盾构隧道作为一种复杂的三维线性地下结构,容易受围岩特性不均等因素影响产生不均匀变形,引发结构局部破坏等病害。为研究双层衬砌盾构隧道在运营过程中的纵向力学行为,结合武汉地铁8号线越江隧道工程,建立纵向三维壳-弹簧力学分析模型,结合工程实际探讨二次衬砌厚度对盾构隧道双层衬砌力学性能的影响,以期获取合理的二次衬砌厚度取值。研究结果表明:(1)盾构隧道双层衬砌结构的纵向等效弯曲刚度随二次衬砌厚度增加呈线性增加;(2)施作二次衬砌可降低隧道纵向不均匀沉降量及管片间的错台量,二者随二次衬砌厚度增加而减小,但幅度不大;(3)在隧道纵向出现极端不均匀变形条件下,施作二次衬砌会导致位移突变点附近部位的管片局部内力及环缝张开量增大;(4)综合分析盾构隧道管片衬砌变形及受力,同时考虑工程造价和二衬是否设置配筋等因素,对于直径12 m级盾构隧道,其二次衬砌厚度建议取20~35 cm。     

大直径盾构机穿越海河监理控制

1概述 在天津地区,地铁小直径盾构机穿越海河不乏先例,但12m大直径盾构机在覆土厚度不足一倍盾构直径的条件下还是首例,无经验借鉴.天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)盾构机穿越海河风险点施工涉及到最为齐全的拔桩技术,为国内首次对河底淤泥进行盾构掘进前预注浆的工程,采取多种加固措施和风险处理,为今后大直径盾构机穿越江河施工提供借鉴和参考. 天津地下直径线盾构隧道斜下钻海河段的里程为DK3+415-580,长165 m,隧道与海河交角约为30°.     

地面出入式盾构开挖对邻近地下管线的影响分析

基于Winkler地基模型,对地下管线的受力模型进行简化,建立地面出入式盾构法隧道施工中土体损失引起的土体沉降计算式,推导出地面出入式盾构法隧道施工引起的垂直交叉地下管线弯矩、应力和应变的计算公式。考虑盾构掘进时上仰β角,通过算例分析,探讨土质条件、管线埋深以及管线直径改变对地下管线弯矩的影响。研究结果表明:随着β增大,盾构开挖面后方的管线弯矩呈逐渐减小趋势,而开挖面前方则变化很小;β角、管线埋深和管径改变只对横向管线最大正、负弯矩附近影响较大,对其余部分影响非常小;硬黏土中管线的最大正、负弯矩均要大于软黏土中管线的最大正、负弯矩,但影响范围则是软黏土中的管线大。     

天津地铁工程采用1.5m盾构管片的探讨

国内在建城市地铁工程地下区间段大部分采用盾构法施工,随着盾构隧道施工技术的不断成熟和进步,盾构管片形式及分块也趋于多样化。此文以天津地铁4号线设计为例,从管片受力、推进速度、工程造价等方面对1.5m环宽与1.2m环宽盾构管片进行比较和探讨,得出1.5m环宽管片在天津地铁建设中具有更大的推广价值、可行性更高这一结论。     

盾构法修建正交下穿地铁隧道对上覆隧道的影响分析

在地铁工程中,常采用盾构法修建正交下穿隧道,新隧道的掘进不可避免地对既有隧道产生影响。采用三维有限元方法对正交下穿盾构隧道施工进行模拟,分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌的相互作用,以及管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明,新隧道施工时既有隧道将产生不均匀沉降、不均匀侧移和扭转,且在对称面上出现最大值。对称面上管片的变形与受力出现先“加载”、后"卸载"、再“加载”的特点,同时该处的纵向弯矩不断增大,并在隧道底部产生较大拉应力。本文所研究的内容可为类似工程的施工提供参考。