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.     

武汉越江隧道障碍物处理技术探讨

在掘进过程中如遇到地下障碍物将对盾构掘进造成较大影响,需要谨慎恰当处理。针对泥水平衡盾构在 掘进过程中遇到障碍物的技术难题,通过常规带压进仓和液氮冻结加固后带压进仓两种障碍物处理方案的比 选,采用液氮加固后带压进仓方案成功地进行障碍物的处理;冷冻加固处理障碍物的关键在于冻结体的形成质量, 工程施工中冷冻体温度保持在–10℃以下,整个冻胀融沉控制在 7 mm 以内,采用该工艺可取得良好的效果,以供 类似工程参考。     

砂卵石地层衡盾泥辅助盾构带压开仓技术研究

本文主要阐述盾构在兰州地区砂卵石地层掘进过程中遇到刀盘卡死、刀具磨损严重、土仓大卵石沉积固结、刀盘结泥饼等情况影响盾构正常掘进时,在富水地层中需人员带压进仓作业,利用衡盾泥辅助施工泥模护壁带压进仓作业。实践表明:"衡盾泥"泥膜护壁其气密性和隔水性强,保压效果好,耐久稳定,且对周边地层起到一定的固结作用,可极大程度地减小盾构恢复掘进后对周边地层的影响,加大了开舱作业的安全性并提高了工作效率。     

卵石层中长距离大直径盾构换刀地面加固研究

研究目的:卵石层中长距离大直径盾构掘进是盾构施工的世界性难题。某工程采用一台12 m的大直径盾构独头掘进5.2 km,卵石地层中盾构掘进,刀具(盘)磨损严重,须有计划地设置盾构停机点和对盾构刀盘进行全面检修并更换刀具,为确保施工安全,需对配套的地面加固措施进行研究。研究结论:无论是带压进仓作业,还是常压进仓作业,为确保施工安全,都需采取辅助的地面加固措施,以提高盾构机周围地层的稳定性和密实性;带压进仓换刀,可采用后退式分段注浆地面加固措施;常压进仓换刀,可采用钻孔桩+桩间注浆地面加固措施。     

全断面富水砂层“衡盾泥”辅助带压进仓施工技术研究

以广州八号线8标亭岗站~石井站全断面富水砂层"衡盾泥"辅助带压进仓施工为背景,针对盾构机在上软下硬地层刀具磨损严重需借助"衡盾泥"进行辅助带压进仓的施工技术进行研究,并对技术全程进行总结。实践表明:依靠"衡盾泥"辅助带压进仓,可有效解决上软下硬地层带压进仓难题,并确保了盾构机刀具更换全程安全、可靠,为盾构机顺利完成亭岗站~石井站盾构施工提供了有力支持,也为今后相似地层盾构施工提供了宝贵的经验。     

盾构带压进舱安全系统的研制

研究目的:为解决盾构施工的风险,安全可靠地在非常压下快速进行刀具的检查、更换及其它部件的维修或地下障碍物的排除,研究一种用于人员带压作业的安全可靠的带压进舱安全系统.研究结论:在消化吸收国外先进技术的基础上,对盾构带压进舱安全系统进行了国产化研究,该系统通过采用具有气压过渡舱结构的双气路双室人舱和配套的控制系统以及安全保障系统,来确保人员带压进舱的安全.经过研究,掌握了带压进舱所必需的安全控制系统的配置技术,开发出了具有自主知识产权的盾构气压过渡舱及其配套的安全控制系统.     

全黏土地层泥水盾构环流系统泥浆处理关键技术研究

不同盾构工程对泥水系统的处理能力有不同要求,通常盾构直径越大、掘进速度越快,对泥水处理能力要求越高。在大直径盾构的施工中,若要全断面对膨胀性黏土地层进行穿越,那么就很容易产生大产量且难以分离的泥浆,还会使黏土块在刀盘上黏附,此外,也会产生排泥系统的堵塞等问题,施工效率也会被以上问题所影响。针对扬州瘦西湖工程地质特性,针对环流系统施工面临问题,对冲刷、环流系统进行改进,对盾构穿越泥水进行计算,并提出保证泥浆处理采取的各种措施,保证了超大直径泥水盾构穿越全黏土地层顺利实施。     

大直径泥水盾构滞排预警模型研究及应用

本文根据大直径泥水盾构施工平衡原理,基于泥水系统压力数据对滞排现象进行分析并得出结论：正常情况下,气泡舱压力值与开挖舱内各项压力值呈相对平行关系;开挖舱滞排时,开挖舱各项压力值均会明显变大;泥水循环系统格栅拥堵时,盾构机排浆泵吸口压力下降明显。依据气泡舱压力与开挖舱轴部压力及排浆泵吸口压力差值变化情况构建滞排预警模型,并在实际工程项目中进行应用验证,滞排预警准确、效果良好,可为大直径泥水盾构施工提供参考和借鉴。     

超大直径泥水平衡盾构 潜水作业系统配套

当盾构需要在4.0bar下进行带压作业时,选择哪种作业方式,整体效率取决于有效的工作时间与必需的减压时间。饱和作业突破了大深度条件下停留时间的限制,显著提升了带压作业的效率。本文着重介绍超大直径泥水平衡盾构饱和作业系统配套包含有盾构带压作业舱、地面居住舱、移动穿梭舱、氦气回收系统等严格按照国内外相关标准配套,保证人员带压作业施工安全。     

全断面黏土地层泥水盾构改造及高效环流出渣技术研究

扬州瘦西湖隧道采用旧泥水盾构设备全断面穿越膨胀性黏土地层,施工过程中泥浆产量大、难以分离,并且容易引发黏土块黏附刀盘、堵塞排泥系统等问题,从而影响施工的正常进行。针对扬州瘦西湖隧道工程环流系统面临的难题,对盾构刀盘的刀具进行重新选型和配置,对冲刷系统和环流管路进行一系列改造,通过室内模拟实验揭示黏土块溶崩破碎规律,实现了黏土块的块状切削和泥浆减量化,防止了刀盘结饼、泥水管路堵塞,形成了全断面黏土地层高效环流及出渣技术,保证了工程的顺利实施,产生了极大的经济效益。     

富水砂卵石地层中常压开仓加固技术

地铁盾构施工过程中,因设备故障必须开仓处理时受到诸多不利因素的影响,特别是在不具备带压进仓富水砂卵石地层的条件下,只能从地面进行地层加固处理来达到设备检修或进仓条件。以某市地铁盾构区间盾构机因中心回转体脱落造成隧道涌水涌砂事故为背景,研究采取地面三轴搅拌桩加固、化学注浆止水、降水等技术措施,在常压进仓作业条件下顺利完成了设备检修,解决了富水砂卵石地质条件下不能常压开仓的技术难题。     

硬质膨胀性黏土地质泥水盾构掘进施工技术

依托扬州瘦西湖隧道盾构段工程,通过施工过程和试验结论,列举了盾构机在下穿全断面硬质膨胀性黏土地层时所碰到的一系列施工难题,解析了出现这些施工难题的原因;再结合施工过程中的一些实际做法,来重点说明是如何应对盾构机结泥饼、气压仓大块黏土堆积以及泥水环流系统堵塞等问题;最后提出在硬质黏土地质,盾构机选型时要注意的问题。     

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。     

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

盾构施工经常遇到体积较大的孤石,因其强度较高且与周围地层特性差异较大,造成盾构施工困难,易引发地层沉陷等安全事故。为解决盾构穿越孤石难题,对全回转套管钻处理孤石施工及带压开仓换刀技术进行研究。主要结论如下:(1)盾构施工前应系统考虑孤石探测、预处理、盾构机开仓换刀方案,为安全掘进提供保障;(2)采用全回转套管钻法清除孤石后,大大降低了掘进风险,并通过控制盾构机掘进参数顺利穿越孤石区域;(3)充分利用已有基坑围护结构,采用旋喷桩加固盾构周围地层,并结合采用盾尾止水环、降水等措施辅助带压进仓,解决刀具更换问题。     

辅助气压模式超大盾构掘进防泥饼及风险控制

随着超大直径盾构在软硬复合地层的广泛应用，刀盘刀具结泥和刀筒内部积渣问题较为突出。本文结合深圳春风隧道超大直径泥水盾构穿越F9断裂带糜棱岩-板岩地层，分析了掘进过程遇见的主要问题，通过采取辅助气压模式掘进，同时辅以严格控制泥浆指标、加大环流流量和刀盘中心冲刷流量、加强刀具管理以及分阶段洗仓、高压水刀冲洗溜渣口等手段，消除了泥饼的不良影响，并提出控制辅助气压模式掘进风险的措施，保证了较稳定的掘进状态，为后续类似工程提供一定的参考。     

兰州地铁1号线黄河隧道盾构施工难点及应对措施研究

兰州地铁黄河隧道为国内首条交通工程类下穿黄河隧道,地质条件极为独特。为解决盾构连续性长距离在大粒径高压富水弱胶结高硬度的砂卵石地层中如何安全顺利掘进下穿黄河,采用理论分析与现场施工反馈紧密结合的方法,研究盾构下穿黄河施工难点及应对措施。研究表明:土压盾构在穿黄施工中相继遇到刀盘卡机、刀具磨损、螺旋机喷涌、固结泥饼、地面塌陷等问题;泥水盾构相继遇到掘进困难、卵石积仓滞排堵管、破碎机故障频发、刀盘刀具管路磨损、泥浆击穿河床等问题,通过设备改造,优化掘进参数,做好区间降水、工法辅助、泥浆制配、渣土改良、刀具改进、气压稳定等工作,有效解决盾构在砂卵石地层中掘进的相关问题,确保黄河隧道顺利建成。     

大直径泥水平衡盾构适应性改造技术研究

研究目的:盾构完成一个工程项目后转移到另一个项目应用时,由于工程地质条件发生变化,为增强适应性,应进行相应的改造。为提高盾构设备使用率、降低工程成本、保证施工顺利进行,结合天津地下直径线工程,本文对黏性土层中大直径泥水平衡盾构适应性改造技术进行研究,并结合工程应用情况对改造效果进行分析。研究结论:(1)泥水平衡盾构适应性改造应结合工程地质情况和工程条件来进行,重点考虑刀盘及刀具、主驱动配置、泥水循环系统、冲刷系统的适应性;(2)在刀盘中心区域增加泥水冲刷系统,可有效防止泥饼的形成;(3)根据天津地下直径线工程经验,黏性土层中应保证盾构进泥泵可泵送泥浆密度不低于1.3 t/m3,排泥泵可泵送泥浆密度不低于1.4 t/m3;(4)该研究成果可为大直径泥水平衡盾构在黏性土层盾构选型及改造提供工程借鉴。     

沿海复合地层泥水盾构施工适应性分析

以沿海广深港客运专线狮子洋隧道为工程依托,分析软土地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层、断层破碎带4种典型地层条件下,大直径盾构隧道掘进中遇到的问题。结果表明:软土地层适合采用泥水平衡盾构掘进,掘进速度较快;在软硬不均地层中掘进时须对边刀间距进行优化并适当调整刮刀与滚刀的高差;全断面硬岩地层中掘进速度较慢,刀具磨损严重;在断层破碎带施工时须加强刀盘驱动系统和推进系统的最大承受荷载,根据地层变化不断优化掘进参数,维持掌子面的泥水压力,保证复杂地质条件及恶劣工况下盾构的掘进。研究结果对类似工程特别是沿海地区盾构隧道施工有借鉴意义。     

超大直径泥水平衡盾构设备选型及应用

本文针对豫机城际铁路工程线路设计、工程及水文地质特点,全面分析了盾构设备选型情况,重点介绍了超大直径泥水平衡盾构泥水压力控制模式、刀盘刀具、物料运输系统、泥浆环流系统、耐磨性等针对性选型设计,最后介绍了在豫机城际铁路工程的应用,为具有类似工程的盾构机选型设计提供参考依据。     

泥水盾构水平直管压力损失特性研究

为保证泥水盾构环流系统安全运行和降低能耗,基于计算流体力学和离散元法建立泥水盾构环流系统水平直管内卵石运动仿真模型,研究卵石浓度、卵石粒径和卵石比重对管道压力损失的影响。仿真研究结果表明:管道压力损失随卵石浓度增大呈近似线性增大;随卵石粒径的增大呈先增大后减小的趋势;随着卵石比重的增大几乎不变。