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。     

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。     

全断面黏土地质条件下超大直径盾构泥浆绿色处理技术

扬州瘦西湖隧道工程穿越国家5A级景区风景区核心地段,环保文保要求高,超大直径盾构机在全断面黏土地质中掘进产生了颗粒极细、黏度极高的泥浆,如何实现该种黏土细颗粒的绿色有效分离,成为该领域的一个全新课题。对扬州瘦西湖隧道在全断面黏土地质条件下超大直径盾构隧道产生的泥浆分离方法进行研究,经过实践得到一种泥浆绿色处理技术。     

超大直径泥水盾构机始发技术

以扬州市瘦西湖隧道工程为例,详细阐述了在老黏土地层条件下,超大直径泥水平衡式盾构机始发详细流程、重点技术控制措施,并介绍了针对黏土地层对泥水平衡式盾构机刀盘刀具的改造情况,可供类似工程借鉴。     

泥水盾构长距离砂卵石地层穿河施工中不换刀技术

针对沈阳地铁9号线一期土建工程泥水平衡盾构在砂卵石及黏土地层中下穿500 m宽浑河隧道工程,对可能遇到的刀盘刀具严重磨损及结泥饼现象进行了预判,通过对地质颗粒成分组成及浑河水位变化情况进行分析研究,优化创新了刀盘结构形式和刀盘刀具耐磨设计,增强了环流系统泵送能力,改进了防结泥饼冲刷管路设计,再辅以施工辅助技术,不但实现了泥水盾构在该工况下不结泥饼和不换刀,还节约了施工成本。该技术的成功运用可为今后类似工程提供参考。     

京张高铁清华园隧道复合地层盾构机械配置研究

依据清华园隧道盾构区间的隧道参数和工程地质条件,分析盾构机刀盘和刀具对卵石土、砂、粉质黏土互层的适应性。从地层渗透系数、颗粒级配、地下水压、周边环境影响、隧道规模等方面进行综合考虑,选取泥水平衡盾构作为最终选型。考虑到刀盘跨度较大和中途换刀对盾构稳定性的影响,结合渣土特性和既有工程经验,决定采用辐条面板式刀盘,并确定了开口率和开口尺寸;此外,还给出了以切削型为主且可常压更换的刀具配置方案。最后简要介绍了常压换刀的技术流程和泥水环流系统的设计方案,总结了卵石土、砂、粉质黏土互层的盾构机械配置方案。     

狮子洋隧道泥水盾构穿越上软下硬地层施工技术

总结狮子洋隧道φ11.2 m泥水盾构穿越上软下硬地层的施工技术,从刀盘刀具配置、掘进参数、姿态控制、同步注浆等方面提出了大直径泥水盾构穿越上软下硬地层施工中应注意的主要方面,确保盾构进度指标从4.2 m/d提高到6.2 m/d,隧道质量达到验收标准。     

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。     

泥水盾构在长距离砂卵石地层穿河施工中的不换刀技术

针对沈阳地铁9号线一期土建工程泥水平衡盾构在砂卵石及黏土地层中下穿500 m宽浑河隧道工程,对可能遇到的刀盘刀具严重磨损及结泥饼现象进行了预判,通过对地质颗粒成分组成及浑河水位变化情况进行分析研究,优化创新了刀盘结构形式和刀盘刀具耐磨设计,增强了环流系统泵送能力,改进了防结泥饼冲刷管路设计,再辅以施工辅助技术,不但实现了泥水盾构在该工况下不结泥饼和不换刀,还节约了施工成本。该技术的成功运用可为今后类似工程提供参考。     

穿越湘江地层裂隙密集区域大直径泥水平衡盾构掘进参数控制

依托长沙市南湖路隧道工程,统计分析了大直径泥水盾构穿越地层裂隙密集带的掘进参数,并从理论方面分析参数变化的原因,最后对盾构穿越地层裂隙密集带掘进参数进行了控制。研究结果表明：地层裂隙密集带内裂隙的存在和不均匀分布导致岩体的整体性下降,强度降低,从而使得泥水盾构的总推力值和刀盘扭矩值降低;刀盘每转切深值参差不齐;泥水损失量比较大,裂隙密集区域内的泥浆损失量比正常区域内的大78％左右。在穿越地层裂隙密集区域时,盾构机应提高盾构总推力,防A：．2／盘每转切深的减小,从而使盾构机快速穿越裂隙带;增加泥水进浆量,弥补泥浆的损失,以保证掌子面的稳定性。这对今后泥水盾构越江穿越裂隙密集区域时掘进参数的控制有一定的指导意义。     

高黏度泥岩中盾构掘进 综合技术研究

武汉地铁6号线十标琴台站～武胜路站区间是联系汉阳和汉口两个主城区的关键纽带,并下穿汉江。该区间盾构下穿汉江段具有地层复杂的特点,其开挖断面有强风化、中风化、微风化泥岩,泥岩矿物中黏土矿物含量高,这导致了在盾构掘进过程中刀盘易结泥饼,且由于微风化泥岩存在,进一步加剧了已结泥饼的刀盘的磨损,严重影响盾构掘进。本文以此为依托背景,针对在高粘度泥岩土层中掘进时遇到的掘进参数恶化、刀盘过载跳停、仓压波动大等问题,采取了泥岩的X衍射实验报告分析和电子显微镜分析其组成成分等一系列手段,并结合整个施工过程系统地分析了这些问题产生的原因;之后在实验基础上提出了一套关于泥水平衡盾构施工的物理方法+化学方法的高效组合方法,比如增加刀盘面部冲刷和优化泥浆的流变特性等。实践证明,这些措施有效的提高了掘进速度并节约了很多费用,这对类似盾构施工工程提供了一定的参考价值。     

泥水平衡顶管机在拱北隧道曲线管幕工程中的应用

依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程,介绍在复杂地质条件下长距离曲线管幕顶管设备选型,以及选用德国海瑞克AVN1200TC泥水平衡顶管机的顶进、UNS导向、操作控制、泥水处理等四大系统,通过曲线顶管工艺试验和已完成的隧道中板处4根顶管的成功实践,从顶进精度控制、顶管施工对周边环境的影响和顶进工效等方面,对设备应用情况进行分析和评价,能够满足拱北隧道管幕工程施工需要。     

复合地层下超大直径泥水盾构 刀具寿命分析及预测

在复合地层中采用盾构法进行隧道施工,由于缺少有效、直观的刀具磨损检测方法,存在着刀具使用不足或磨损严重的问题,而刀具更换是否及时合理,直接关系到施工进度及工程经济效益。结合武汉三阳路长江隧道复合地层的地质特点和所使用盾构具备常压换刀功能的特殊性,对盾构刀具寿命进行分析计算,得出各类刀具在不同工况条件下使用的环数,以此对盾构刀具更换提供合理依据。     

开敞式TBM在管涔山隧道施工的适应性研究

研究目的:根据朔准铁路穿越管涔山脉的关键控制性工程—管涔山隧道,受地形条件控制,不宜采用斜井,从而需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。研究方法:结合隧道的地质、长度、断面、场地、运输组织等条件,研究TBM的适应性、施工方案、施工工期及施工风险。研究结果:管涔山隧道具备实施开敞式TBM条件。研究结论:(1)开敞式TBM能够适应管涔山隧道施工。(2)管涔山隧道可以采用TBM洞外组装、软岩地段矿山法施工、步行进洞后掘进施工方案或TBM洞内组装、直接掘进、软岩地段矿山法施工方案。(3)采用开敞式TBM施工最短工期为42.5月。(4)虽然可以采用开敞式TBM施工,但仍然存在一定的风险。     

程儿山隧道第三系砂岩施工地质问题研究

针对新建铁路原州区至王洼线程儿山长隧道工程通过第三系砂岩时出现的施工地质问题,在全面分析隧道区域地质、工程地质、水文地质条件的基础上,比拟在建兰渝线条件相近隧道工程、结合我国隧道勘察、设计现状和取样试验资料,深入分析第三系砂岩的工程特性,叙述砂岩黏粒含量、易溶盐含量2个因素对砂岩工程性质的控制作用和两者与含水率的关系,对地下水对砂岩稳定性影响及作用机理进行深入研究,针对性地提出工程处理措施,为隧道设计提供依据,为在第三系砂岩中的隧道施工安全奠定了基础。     

粉质黏土层大直径泥水盾构掘进地层扰动分析

针对盾构机在粉质黏土层中推进引起的地层扰动进行分析尤为重要。以新建京张高铁JZSG-1标段清华园隧道2号～1号盾构区间为例,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究大直径泥水平衡盾构隧道穿越粉质黏土层引起的地层扰动,得到土体横向水平位移及地表沉降的变化规律。需对横向1.5D范围内地表及建(构)筑物进行地层加固、加强监控量测;在盾构掘进过程中,应根据沉降数据实时调整盾构掘进参数及加固方案,以期更好地控制地表沉降。针对掌子面释放系数和注浆层软化模量进行参数分析数值计算,提出地表沉降的有效控制方法,在条件允许情况下适当提早管片的拼装及适当加快注浆层的硬化速度,可有效控制地表沉降。     

太中银铁路上圪崂隧道开挖方法

针对目前全国高速铁路提速的特点,为了避免列车高速行驶时空气造成的不利影响,隧道断面不断加大,要求不同岩层与合理的选择开挖方法相匹配。结合太中银铁路上圪崂隧道施工实例,阐述了围岩对各种开挖方法的优缺点、技术参数、施工工序及施工注意事项等,对今后同类型隧道工程的施工具有很好的借鉴意义。