盾尾同步注浆常见问题及控制措施

在盾构法施工过程中会出现相当复杂的隧道围岩变形现象,为此从工程地质情况、管片结构、同步注浆材料性质及注浆参数等方面分析了同步注浆施工中常见的问题,并针对问题提出相应的控制措施,旨在为盾构同步注浆施工提供一定的指导和借鉴。     

大型泥水平衡式盾构施工技术初探

本文以延安东路复线隧道２００ｍ构试推进试验为工程背景，着重介绍了大型泥水平衡式盾构在软弱地中层中掘进隧道的施工技术，并就该类盾构的开挖面稳定机理展开讨论。文章根据试推进试验结果，提出了泥水平衡式盾的最佳参数匹配方法，同时浅论了盾构推进系统、泥水处理系统和同步注浆系统的管理技术。     

城市地下工程盾构施工风险分级管控平台研发与应用分析

为有效解决城市地下工程盾构施工风险事件高发、预警响应不及时等问题，基于风险分级管控理念，结合盾构掘进参数智能化预报警机制研究，研发了城市地下工程盾构施工风险分级管控系统平台，平台主要包括盾构掘进设备参数及监控数据全维度采集、综合信息集成、GIS图层展示、盾构掘进参数智能监控、监控量测数据智能采集、风险预测及预警管理、系统管理等模块，能够实现对盾构掘进数据超限智能预警、风险智能监控、施工风险动态管理以及成型隧道结构工后风险状态管控等功能。该平台的研发与应用，为有效解决当前盾构施工监管难度大、风险响应滞后等问题，以及对各类城市轨道交通及大型市政类工程盾构施工风险信息化智慧化管控平台建设提供参考样例。     

大直径盾构掘进非对称同步注浆地层扰动规律研究

为了研究大直径盾构施工过程中非对称同步注浆对土体扰动的影响规律，基于钱江隧道南岸始发段超大直径泥水平衡盾构施工，通过有限元方法重点模拟了盾尾同步注浆过程，并与现场监测数据进行对比分析。在既有解析解的基础上通过二次开发实现有限元模型同步注浆压力的非均匀分布模式，使其充分反映非对称注浆工况。模拟中考虑了非对称注浆压力比、注浆率和注浆缺陷分布模式（即局部注浆压力不足位置）等因素对周边地层扰动的影响。研究表明，不对称注浆压力导致沉降槽呈不规则状，注浆压力较大的一侧易发生地表隆起；不对称注浆压力比与地层损失率呈线性负相关；随着注浆率增加，深层土体沉降值不断增加，当深度增加时，这种趋势会更加明显；不同注浆缺陷分布模式对地表沉降有不同程度的影响，顶部注浆孔压力对地表沉降量的影响较大，而腰部注浆孔压力对地表沉降槽宽度系数影响较大，底部注浆孔压力对地表沉降的影响相对较小。     

全断面富水砂层浅埋盾构隧道下穿平房群施工参数研究

盾构在富水砂层中掘进时,容易出现喷涌、地表沉降大、流砂等现象,给掘进施工带来很多问题和困难,尤其是在全断面富水砂层中掘进时,如何控制盾构施工参数显得极其重要。文章结合广州地铁21号线水西站—长平站盾构区间隧道工程实例,考虑了工程实践中盾构穿越全断面富水砂层且下穿薄弱基础的水西村民房建筑的情况,进行了盾构施工措施及试验段掘进参数分析,确定了盾构下穿水西村民房建筑的施工参数。监测结果表明:参数实际控制值与分析拟定值接近,地表沉降可以控制在5 mm内,房屋沉降可以控制在10 mm内,验证了参数选取的正确性。盾构在全断面富水砂层中下穿平房群时,实际土舱压力高于静止土压力,同步注浆量不低于1.6倍的理论值,提高土压力和推力可以有效降低平房群的沉降值。     

基于PSO算法的盾构掘进参数寻优方法及应用

为了辅助盾构机司机驾驶盾构机，提供相应的操作建议，依托9座盾构隧道工程，选取5 075 101条盾构掘进状态的时间步数据，分别以盾构耗能最小和施工工期最短为决策目标，基于PSO算法对盾构机司机主动操作的刀盘转速和总推力两种掘进参数进行寻优，从而根据不同种类土的寻优范围给予司机实操建议，并对比优化前后的效果。研究发现：（1）以盾构耗能最小为决策目标优化后，刀盘转速和总推力的分布范围大幅度缩小，分布范围由大到小依次是砂层、土层和砾石层，掘进速度也有一定的提升。（2）以施工工期最短为决策目标优化后，刀盘转速的分布范围由大到小依次是土层、砂层和砾石层；总推力和掘进速度的分布范围由大到小依次是砂层、土层和砾石层。优化后能显著提高掘进速度，缩短工期。（3）以工期最短为决策目标的刀盘转速、总推力和掘进速度总体上大于以耗能最小为决策目标的刀盘转速、总推力和掘进速度。适当增加刀盘转速和总推力可以增加掘进速度，缩短施工工期。     

盾构竖向姿态预测模型参数的全局敏感性分析

盾构姿态偏离设计轴线是施工中常见的问题,因此确定影响盾构姿态的敏感性因素对于盾构姿态控制具有重要意义.为定量分析影响盾构竖向姿态的敏感性因素,以成都卵石下伏膨胀泥岩地层盾构施工为工程背景,将主要掘进参数、地质参数和几何参数作为输入变量,盾构竖向趋向作为输出变量,采用支持向量回归(SVR)算法建立盾构竖向姿态预测模型;在...     

盾构法施工水下隧道控制管片上浮施工技术

文章以广州轨道交通某盾构法施工的过江隧道为背景,详细阐述了盾构法施工水下段管片上浮的问题。从地质、盾构掘进、同步注浆、二次补充注浆等几方面分析原因,总结出一套控制复杂地层水下隧道管片上浮的施工技术措施。实践证明,这些技术措施是行之有效的,并成功解决了管片上浮在盾构法施工中普遍存在的技术难题。     

城市地铁穿越岩溶地段盾构掘进技术

岩溶专项勘察报告揭示岩溶发育区溶洞形状复杂且不规则,为确保盾构机通过岩溶区的施工安全及盾构隧道以后的安全运营,研究岩溶发育区轨道交通工程隧道建造技术具有较重要的理论价值和工程意义。岩溶探测方法采用孔间层析成像(CT)和高密度电阻率法,勘察钻探揭示本场地溶洞情况;建立隧道三维有限元模型模拟盾构地铁掘进施工过程,研究不同埋深处溶洞对隧道稳定性的影响;施工前对溶洞做注浆加固预处理,盾构掘进中重点监测排泥量,同时加强同步注浆工作。岩溶注浆加固效果显著,盾构隧道施工中未出现塌陷、坍塌等情况。研究结果表明：(1)随着埋深的增加,隧道在竖直方向的沉降位移逐渐变大,施工初期应该密切监测隧道的变形量。(2)对岩溶区实施合理的加固处理措施,满足盾构掘进安全及隧道结构稳定。(3)盾构机选型充分研究分析地质、水文和周围环境情况,考虑掘进地层有黏土和风化岩,选用土压平衡盾构机进行施工。(4)盾构顺利通过岩溶区,盾构姿态控制良好,根据监测数据显示,地表沉降控制到位,地表最大沉降量满足规范及设计要求。(5)根据隧道三维有限元模型数值分析结果,结合盾构施工实际控制值比较,隧道拱顶沉降变化受埋深影响较大,预加固后的岩溶...     

大直径泥水盾构机穿越复杂环境分区施工控制技术

地质条件、周边环境保护、隧道线形等是盾构机施工参数设定的控制性因素。结合南京轨道交通某大直径泥水盾构越江隧道分区施工控制的理念,总结了各区段的特点并提出针对性的施工控制技术;提出了考虑分区适应性的泥水管路技术参数计算方法;根据各区段的特点和特殊节点的技术要求,提出了泥水压力、同步注浆填充率、推进速度等关键盾构机掘进参数。分区施工控制技术可降低复杂环境下盾构机施工风险,对类似工程整体施工控制具有一定的参考和借鉴意义。     

上海崇明越江通道长江隧道工程综述（二）——长江隧道工程实施

本工程选用两台直径15430mm的超大型泥水平衡式盾构机（见图11）进行7．5km长的圆隧道施工,一次掘进完成。 5．1盾构设备性能和特点 盾构机包括本体和后配套系统,全长约134m,总重约3250t,包括刀盘、盾体、盾尾、推进、拼装、同步注浆、运输、导向、数据采集和泥水输送等部件和系统。     

深圳地铁软硬不均复杂地层盾构施工对策

深圳地区地处沿海丘陵台地,地形、地层复杂,有杂填土层、填海块石层、淤泥层、冲洪积层和冲洪残积层等.地铁线路的迅猛增加,使得盾构隧道穿越更多的软硬不均、硬岩、孤石、断裂破碎带和水底浅覆土等复杂地层,施工进度和安全经常受到影响.在这些复杂地层中推进,将大大增加盾构机土舱压力、掘进参数、同步注浆、姿态调整和地表沉降的控制难度,并导致刀具磨损加快等一系列技术问题.文章介绍了深圳地铁5号线在各类复杂地层中盾构施工的经验和做法,对其工程特点和影响进行了分析.本工程通过采用一些辅助工法优化掘进参数,使得盾构机安全顺利地通过了该类区域.     

大直径双模盾构浅覆土无障碍始发变形控制研究

为探究浅埋环境下大直径双模盾构无障碍始发过程中的变形控制策略，依托新建成蒲铁路紫瑞隧道盾构掘进区间工程，利用FLAC 3D软件建立可视化数值模型，并结合现场监测数据和施工参数，对双模盾构无障碍始发全过程进行模拟，研究刀盘切削洞门围护桩时所施加刀盘推力的数值特征对于桩后土体位移的影响；通过对比不同加固范围的位移控制效果，验证传统加固理论及其改进方法在无障碍始发下的应用可行性。结果表明：（1）刀盘推力的数值特征对于桩后土体位移的影响存在地层差异性，黏性地层下的影响效果要显著于圆砾、砂卵石这类非黏性地层；（2）不论何种地层，刀盘推力梯度对于桩后土体位移的影响效果均要显著于推力数值大小；（3）传统加固理论及其改进方法在无障碍始发下仍可应用，其中横向加固宽度的理论计算值偏于保守，纵向加固长度则基本满足土体稳定性要求；（4）始发段盾构模式转换位置的选择对于后续施工引起的地表竖向位移有着显著影响，建议选在加固区域内或靠近加固区边界处。     

超大直径泥水平衡盾构断层破碎带掘进关键技术研究

为研究超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带施工技术，以深圳某隧道工程为依托，对超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带工程特点及难点进行分析，重点分析了泥水平衡盾构掘进过程中滞排、结泥饼、刀具磨损严重等问题产生的原因，并研究了泥水平衡盾构穿越断层破碎带的关键技术。针对滞排、结泥饼问题，在盾构机选型阶段优化刀盘结构设计，并采用大格栅+双破碎机排渣破碎系统、气垫直排式及主机段小循环模式等针对性措施，提高泥浆携渣能力、输送能力，降低渣土滞排和结泥饼的风险；针对刀具磨损严重问题，提出强化刀具状态监测及“逢红必检、有损必换”、杜绝刀具“带病作业”的刀具管理方针，确保刀具状态监测的可靠性和准确性，提高刀具使用寿命；最后，结合现场实践总结出“预防为主、防治结合、综合治理”的施工原则，采取辅助气压掘进模式穿越断层破碎带；通过对施工过程的研究分析，得到盾构掘进参数、泥水参数建议值以及各项针对性解决措施。     

软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接施工加固方案优选研究

为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全，以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景，研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明：采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%，被动失稳位移减小17.65%，轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%，被动失稳位移减小29.41%，轨道沉降减小42.31%；现场监测表明，采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm，超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路，人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。     

博斯普鲁斯海峡公路隧道开始掘进

博斯普鲁斯海峡隧道工程于2014年4月19日开始盾构掘进作业。工程建于伊斯坦布尔欧洲区的Kazlicesme和亚洲区的Goztepe之间。隧道段全长约5．4km，为单管双层4车道盾构隧道（见图1）。     

地铁双护盾TBM隧道穿越富水断裂带管片壁后回填注浆技术研究

城市地铁双护盾TBM在富水断裂带地层掘进时易面临涌水、围岩自稳性差等问题，而对管片壁后与围岩的间隙进行同步注浆既能够起到止水，又能够起到加固和及时支护围岩的作用。基于此，设计TBM盾尾封堵板结构，提出豆砾石吹填与同步注浆回填的新型施工工艺。首先通过室内试验确定同步注浆浆液的最优配比，然后依据管片预留孔点位及围岩与管片之间的间隙体积提出“三步吹填豆砾石”和“三次注浆”的回填工艺，最后进行现场应用。结果表明：同步注浆浆液的最佳A液配比为粉煤灰∶水泥∶水=2.5∶1∶2，其结石率可达95%,A液∶B液=1∶1的双液浆初凝时间短、抗水稀释能力强；现场采用该工艺后，豆砾石吹填饱满，回填体结构完整，成型隧道结构稳定，管片沉降控制效果良好，无渗漏水现象。     

绿色高性能同步注浆干混砂浆的研究与应用

正在建设的上海北横通道工程主体部分采用直径15.56 m的泥水平衡盾构机掘进施工,沿线要经历连续急曲线、大规模穿越各种建(构)筑物,对隧道的稳定以及环境扰动控制提出了极为苛刻的要求。为较好地抑制隧道上浮和控制地层沉降,满足城市中心区高标准绿色施工的要求,研究了同步浆液绿色干混化技术,优化浆液配合比提升浆液剪切屈服强度,并结合监测信息对注浆参数及时进行动态调整。工程实践表明,现场文明施工水平、浆液质量的稳定性和供应保障度均大大提高。盾构成功穿越89栋房屋建筑,2次下穿运营地铁隧道,北横隧道的稳定性以及施工对环境的影响均控制在规定范围内,确保了工程安全与质量。     

环保型同步注浆浆液的施工实践

介绍了应用于上海青草沙原水过江管工程盾构隧道施工的一种新型环保型同步注浆浆液。该浆液具有大比重、高抗剪、低稠度等优良性能以及更加良好的抗地下水及抗稀释性能,特别重要的是,该浆液还解决了该工程对周围环境（原水地周边地下水质）保护的技术难题。     

深埋富水黄土隧道地表深孔袖阀管注浆加固机理及效果分析

黄土具有“强度低、变形量大、自承能力小、工程性质差”的特点，且对水特别敏感，一旦遇水，强度明显降低，工程性质急剧恶化。因此，富水黄土隧道的施工难度极大、安全风险极高。银川至西安高铁上阁村隧道穿越富水黄土地层，埋深102 m。施工中，通过降水试验无法取得明显的降水效果，同时隧道围岩变形大、进度缓慢。鉴于此，开展了地表深孔刚性袖阀管注浆试验研究。研究结果表明：（1）地表深孔袖阀管注浆可以有效加固地层，提高其自稳能力。加固机理主要表现为浆液对竖向原生节理的填充阻水作用、浆液结石体的空间骨架作用；（2）注浆后隧道拱顶累计沉降量明显减小，变形速率降低，仰拱闭合时间提前，隧道开挖进度可达到60～80 m/月。与未注浆工况相比，施工进度提高了3倍以上；（3）通过注浆，隧道基底黄土地层承载能力可提高3倍以上，从而可保证高铁隧道的长期运营安全。