海瑞克盾构机盾尾刷更换技术研究

结合珠江三角洲城际快线轨道交通广州佛山段南洲站~中间风井区间海瑞克盾构机在掘进施工期间更换盾尾刷的实际,从盾构机盾尾刷的密封工作原理、盾尾管片拆除时盾构机推进油缸长度的确定、盾尾管片拆除的程序以及更换盾尾刷时的注意事项等方面,阐述了盾构机施工过程中盾尾刷的更换技术,对今后遇到类似施工问题具有指导意义。     

关于泥水平衡盾构机盾尾保护的控制技术

在泥水平衡盾构施工过程中,盾构机的盾尾保护是盾构施工中的关键点和生命线,一旦发生大的盾尾泄漏,将会给盾构施工带来灾难性后果：主要结合南京长江隧道的施工经验,对盾构机盾尾保护提出了预控、预警和（应急）预案的3个控制环节,并对3个环节的风险控制技术进行全面分析。     

马蹄形盾构机研制关键技术及工程应用

为提高马蹄形隧道机械化施工水平,以蒙华铁路白城隧道项目为依托,研制马蹄形盾构机。其关键技术包括:提出低扰动多刀盘、多驱动协同开挖技术,推导小刀盘扭矩系数计算公式;研究马蹄形管片分块方式,设计1种多自由度变曲率管片拼装机,解决变曲率、大重量管片的拼装难题;研究双螺旋输送机联合出渣技术,基于Fluent仿真分析对开挖面进行流场仿真,通过压力监控及反馈实现双螺旋输送机土仓压力实时控制;设计梭式盾体结构,给出无铰接盾构机最小转弯半径计算方法,并提出相应的纠滚措施。研制的盾构机在施工过程中掘进性能良好,能满足安全、快速、环保施工的要求。针对出现的排渣不畅问题,提出利用高压水射流技术对渣土进行切割冲刷,在螺旋输送机上部设置2个推土器装置;而对出现的顶推力过大问题,则采取增大下部3个刀盘的直径等改造措施。改造后的马蹄形盾构机在蒙华铁路白城隧道的成功应用,使得马蹄形隧道使用盾构法施工成为现实。     

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。     

海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策

结合深圳地铁罗宝线土建六标区间隧道的施工,详细介绍海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法,盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素,该工程中盾构机盾尾漏浆的主要原因是由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成了漏浆通道,采用在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆管道,取得了较好效果。     

盾构隧道施工引起的地基土超孔压特性模拟与分析

考虑盾构机盾壳与自重、开挖面正面推力、盾尾空隙、千斤顶推力和同步注浆等因素,利用有限元软件模拟研究了盾构施工过程引起的周边土体超孔压,并与实测值进行对比分析,以此验证了模拟方法的可靠性。基于单层软土、中等埋深条件下的盾构施工有限元模拟,分析了超孔压随施工过程的分布特性。研究表明,施工过程中周边土体的超孔压变化明显,随着盾构机的推进先不断增大,盾构机头到达或盾尾脱出时达到最大,盾构机离开后又逐渐减小。软土层中125 d后隧道四周超孔压的衰减率约为92%。     

土压平衡盾构机的改造更新与部件再制造

针对盾构机设计制造的专用性及结构的特殊性,在盾构机再次使用前,需根据具体施工项目的水文地质、隧道施工条件、环境条件等实际情况,对欲投入的盾构机的某些部件或系统进行针对性的改造升级,或对某些系统设备(部件)进行更新再制造以满足工程的需要,从而达到减少设备投入,降低施工成本的目的。     

盾构重叠隧道施工力学行为分析

我国地铁建设的快速发展,就涉及地铁建设中上下重叠隧道的相关问题进行研究。利用三维有限元方法并结合广州某重叠盾构施工的地铁工程实例分析了下洞(左线)隧道受上洞(右线)开挖产生的影响范围、上洞盾构在不同推进力下对下洞位移、应力和应变产生的影响和下洞局部范围在有临时支护条件下随上洞开挖产生位移和内力变化。分析表明:下洞隧道结构受上洞盾构施工的影响表示形式为上洞盾构前方的下洞结构存在向下桡曲,而在后方则向上隆起,直至趋于一个定值,其中下洞盾构机的盾尾需在上洞盾构机盾头前方的50 m;上洞隧道在推进过程中,推进力是控制下洞结构变形的主要因素。此时,应严格控制上洞盾构隧道施工时盾构机推进力大小并仔细对下洞结构变形进行监测;对下洞隧道施作临时支撑可以有效减小位移和结构的受力特性;分析计算得出的结论对于盾构重叠隧道设计和施工有一定指导意义。     

盾构机盾尾油脂孔整体加工工艺技术研究

目前大直径泥水平衡盾构机盾尾一般为分块制作,通常分布有15~20路油脂板,每块油脂板分布有4个孔径Φ26/Φ28深度为2 000~3 000 mm范围的油脂孔,现存的加工方案中普遍存在盾尾圆度难以保证、盾尾成形尺寸公差难以控制和材料浪费较大等问题。为了提升盾尾整体制作精度和质量,本文以盾尾筒体油脂孔加工为例,对其加工难点进行工艺分析后,针对其加工难点,设计了一种新的工艺方案和专用工装,然后通过对现有设备进行改造,完成了盾尾油脂孔的整体加工,同时为类似结构的零件加工提供了借鉴和参考。     

通用环管片点位确定条件下千斤顶行程差范围计算及其对盾构机推进过程的控制

为保证已计算出点位的待拼装管片可以顺利安装,基于盾构机与当前环管片和待拼装管片的空间位置关系,建立盾尾间隙改变量的计算模型;通过计算1环管片推进结束后盾构机千斤顶行程差和待拼装管片点位导致的盾尾间隙改变量,结合当前环管片拼装后盾构机的实际轴线与设计轴线的位置关系,给出管片点位确定条件下设定"盾尾间隙允许值"的千斤顶行程差范围计算方法;根据计算结果控制盾构机的推进过程。以宁波城市轨道交通2号线1期工程为例,验证了计算方法的可行性。根据工程实例,进一步给出了点位确定条件下保持盾尾间隙不变这种特殊情况下的行程差计算方法和计算结果;在实际工程中,可参考特殊情况下的计算结果选择合适的千斤顶行程差,控制盾构机的推进过程。     

泥水盾构长距离穿越高水压破碎带施工技术

以青岛地铁8号线大洋站—青岛北站东侧过海段区间的高水压长距离泥水盾构工程为案例,针对盾构长距离穿越富水断裂破碎带施工的特点,从盾尾密封、高压换刀、破碎带稳定、岩层软硬不均、盾构姿态调整等方面,分析其施工难点,并提出了相应的刀盘配置、盾体保压及盾尾密封等盾构机改造措施。阐述了破碎带施工高压换刀、开挖面稳定控制、盾构掘进姿态控制等施工措施,总结了刀盘推力、刀盘扭矩、刀盘转速及掘进速度等现场掘进参数的变化规律。     

盾构掘进施工中盾构机盾尾密封更换关键技术研究

土压平衡式盾构机盾尾密封是保证盾构机与地下水隔离的一道非常重要的安全屏障。文章结合广州地铁三号线珠江新城站—客村站区间盾构机穿越珠江的实际情况,对盾构机洞内盾尾密封刷的更换进行了全面的技术总结。更换后,盾尾密封止水、止浆效果良好。     

盾构机机体严重扭转原因分析及其修正技术

在盾构机初始掘进施工过程中,盾构机的机体发生近85°大扭转是极为罕见的情况。根据某地铁隧道发生的盾构扭转的案例,分析了盾构机扭转发生的原因,介绍了盾体机修正的实施方案,并成功将盾构机扭转复位,恢复了正常的掘进施工,为盾构施工的风险处理积累了宝贵经验。     

盾构施工有毒或可燃气体"不明"来源的探究

通过采集盾构机大轴承中的润滑油、滚刀轴承中的润滑油、盾尾密封油脂、聚氨酯及岩心样品进行试验,说明油脂会裂解为有毒、可燃气体.盾构机密封舱中的所谓不明气体,实际上是在复合地层盾构施工过程中油脂的裂解产物.     

富水圆砾地层盾构短套筒接收施工关键技术

富水圆砾地层因其含水量高、渗透系数大、化学注浆加固成形率差,增加了盾构接收进洞的施工难度。以南宁轨道交通1号线10标白苍岭—火车站站区间盾构接收进洞施工为例,运用"接长补短"理念,创新性地提出盾构短套筒接收施工工艺。在洞门环板前端通过增加短套筒的方式延长盾构机接收长度,使盾构机接收位置前移,盾构机在短套筒的保护下能够完全进入端头加固区,结合对盾构机主机尾部已脱出盾尾的管片二次注浆封堵或者地面降水措施,保证在盾构机接收过程中端头加固体内部水系与外界处于隔离状态,确保盾构机在接收过程中不发生涌水、涌砂,达到安全接收的目的。     

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。     

南京地铁盾构隧道盾尾刷更换过程地表变形分析

盾尾密封刷是盾构机的主要组成部分。完好的盾尾密封刷是保证盾构机不发生漏浆的前提条件。当盾尾密封刷出现磨损、盾尾严重漏浆时,必须及时更换。以南京地铁土压平衡盾构机盾尾密封刷更换为背景,介绍盾尾密封刷的更换过程;采用泊松曲线沉降预测的研究方法,分析盾尾刷更换期间地表变形,说明盾尾刷更换方法合理、盾尾0.6～0.8MPa的注浆压力科学合理,保证了盾尾密封刷安全更换。     

富水砂卵石地层盾尾刷更换技术

盾构长距离掘进过程中因多种原因导致盾尾刷不可避免的损坏,盾尾刷损坏后容易造成盾尾漏水漏浆,进一步使脱出盾尾后的管片位移变形、地面下沉,若遇地下水较大,围岩较差的地层甚至会形成地面塌陷。通过总结长沙地铁1号线施工中海瑞克土压平衡盾构机在围岩较差的富水地层中安全顺利地进行盾尾刷更换的经验,为类似环境下盾尾刷更换提供参考。     

盾构机夹轨自进式过站及回填式始发施工技术

在地铁盾构隧道施工中,盾构机过站及二次始发是盾构施工常见重要环节,盾构机到达接收后,盾构机过站,然后二次始发盾构掘进,不同的环境中,有不同的过站形式和方法,在软弱地层暗挖隧道内始发风险极大。本文以昆明地铁6号线为例,采用锁紧装置将油缸锁固在轨道上,通过泵站及千斤顶,实现盾体"自行走"过站;在软弱地层暗挖隧道内始发采用回填式盾构始发,提前封堵洞门,提前建立土压,有效地防止始发时土压力降低而产生的提前沉降,为同类工程施工提供借鉴。     

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.