富水粉砂地层盾构机尾刷更换技术

盾构在长距离隧道掘进过程中,盾尾刷因过度磨损会逐渐失去密封作用,导致盾尾位置漏浆漏水,而在不良地质地层更换盾尾刷存在着很大的风险。为了解决在不良地质条件下,尤其是在富水粉砂地层中更换盾尾刷的难题,采用注聚氨酯对盾壳周边止水、注聚氨酯、水泥-水玻璃双液浆对盾尾后方止水,并检查止水效果后逐块拆除管片后,再进行第1道尾刷更换施工的方法取得了在富水粉砂地层中更换盾尾刷时,充分利用盾构自身结构来确定管片位置情况等对盾壳、盾尾部位进行止水,就可保障管片拆除后盾尾安全的工程实践措施,解决了不需要在挖检修竖井的前提下,在富水粉砂地层中更换尾刷难以确保盾尾安全的问题,获得了在富水粉砂地层中安全快速更换盾尾刷的良好效果,供类似工程参考。     

软土地层土压平衡式盾构盾尾有限元分析及优化对策

盾构在施工时,盾尾往往要承受大量的水土压力和自重载荷,这些载荷作用在盾尾产生一定的形变量。当形变量超过设计要求时,会造成一定的工程事故。针对软土地层中盾构的工况进行分析,确定盾构掘进过程中盾尾所受载荷。建立三维有限元模型,然后进行计算分析。根据分析结果对盾尾结构进行改进:盾尾采用6点注浆法代替传统的4点注浆法,并对有限元软件进行分析计算,对比6点注浆法和4点注浆法盾尾的分析结果。结果表明,6点注浆法能很好地减少盾尾的形变量,提高了盾构施工质量。     

盾尾密封全过程管理要点与实践

为解决盾尾密封损坏导致的工程安全和进度问题，通过跟踪、统计多项盾构隧道工程盾尾密封使用和更换情况，总结盾尾密封的失效形式，并分析盾尾密封失效的原因，主要表现在盾尾密封设计缺陷、盾尾刷制造与安装质量差、油脂填充质量不高、施工过程控制不严以及应急预案准备不充分等方面。提出基于全过程管理理念的盾尾密封管理方法，从盾尾密封设计、盾尾刷制造和安装、初装油脂、施工管理、应急管理5个阶段，对盾尾密封的全过程管理要点和对策进行系统研究。该方法在中俄东线天然气管道长江盾构穿越工程得到成功应用，保障了盾构施工中盾尾密封安全，为盾尾密封的科学管理提供了新的思路和举措。     

小半径曲线地铁隧道盾构施工技术

针对上海市轨道交通9号线一期工程R413东西出入线的小半径盾构隧道施工的综合难题,采用数值模拟分析、文献调研等方法,对盾构机选择、管片选择、管片壁后注浆加固、临时纵向加强肋、加强螺栓复紧、盾构推进轴线预偏、盾构测量与姿态控制、盾构施工参数选择、土体损失及二次注浆、盾构纠偏量及盾尾与管片间的间隙控制等问题进行研究,并提出详细的施工和设计措施;进而对盾构进入缓和曲线后,盾构卡壳、盾尾管片外弧面碎裂、盾尾衬砌管片角部碎裂等施工难题给出解决措施,保障了小半径盾构隧道施工的顺利进行,对今后类似工程施工有一定的借鉴作用。     

基于三维精细模拟的盾构施工引起地层位移动态变化规律研究

基于ANSYS通用有限元软件,利用应力释放理论对盾构法施工的全过程进行了动态的三维数值模拟,数值模型中构筑了盾构机壳体单元、管片结构单元、盾尾注浆单元等,考虑了盾构到达前的扰动、盾壳对地层的临时支护效应、盾尾注浆的固结效应等施工过程中的因素,探明了地层位移在盾构施工中的动态变化规律。     

盾构穿越花岗岩球状风化孤石群的施工关键技术

为解决盾构穿越孤石群地层的难题,对花岗岩风化孤石的形成机制及盾构穿越孤石群产生的地面沉降、姿态控制、设备安全的风险进行研究,并分析传统孤石处理方法在孤石群地层中运用的局限性。主要结论如下:1)盾构穿越孤石群施工应系统考虑孤石预处理、掘进和开舱换刀方案;2)采用地下隐蔽岩体爆破技术对孤石进行爆破破碎后能降低盾构掘进风险,并且盾构通过期间须严格控制掘进参数;3)采用压密注浆改良刀盘周边地层,盾尾止水和舱内制作泥膜措施辅助带压进舱,能提高开舱成功率,解决刀具更换的问题。     

富水地层三菱盾构机尾刷更换技术

以广州市轨道交通四号线[车-万]盾构区间为例,介绍了三菱盾构机在富水地层盾尾刷更换的技术.     

软土地层盾尾注浆压力引起的地面隆起分析

目前已有盾尾注浆压力引起地面隆起的研究均假定盾尾注浆压力均匀分布,这与实际工程中盾尾注浆压力上小下大的形式不符。为更准确预测盾尾注浆压力引起的地面变形,在现有均匀注浆压力引起地面隆起分析的基础上,考虑软土地层盾构隧道施工中盾尾注浆压力上小下大的分布形式,将盾尾注浆对地层的压力效应视为半无限土体中柱形孔的扩张过程,利用镜像法和Mindlin解,推导出软土地层盾尾注浆压力引起的地面隆起计算公式,并通过工程实例,将本文解答、叶飞解答、林存刚经验公式解答、Vesic解答与数值解进行对比分析。结果表明:盾尾注浆压力引起的地面隆起横向曲线总体上呈高斯分布。在预测软土地层地面沉降时,忽视盾尾注浆压力引起的地面隆起是不合理的;用推导出的公式计算上小下大分布形式下盾尾注浆压力引起的地面沉降是可行的,Vesic公式和林存刚经验公式在应用时需要根据具体工程进行相应修正。     

富水砂层盾尾密封修复技术

南昌轨道交通1号线秋水广场站-中山西路站区间隧道为首条穿越赣江的隧道,其始发与接收段均处于富水砂质地层中。在盾构始发过程中,出现盾尾漏浆。为解决盾构推出洞门端头加固体后盾尾漏浆问题,采取泥水舱及盾壳上注入优质膨润土泥浆封闭、盾尾注入水泥砂浆封堵周边水系等措施,根据管片长度与盾尾密封的位置,选择合理的推进长度进行管片拆除,用塞焊的方法对3道盾尾刷处的注浆管、注脂管与盾尾之间的间隙进行焊接封堵,顺利解决了盾尾漏浆问题,完成了盾尾密封的修复工作,可为类似工程的盾尾密封修复提供借鉴与参考。     

液氮冻结技术在承压水地层盾尾密封刷检修中的应用

结合杭州庆春路过江隧道工程的实际施工经验,介绍了液氮冻结技术在承压水地层盾尾密封刷检修中的应用,重点论述了冻结孔设计、制冷设计、温度监测、冻结孔施工等问题。实践证明,液氮冻结技术成功地解决了盾构机检修盾尾密封刷的地层固结封水难题,可为类似承压水地层的盾构施工提供借鉴。     

浅谈海瑞克S244与三菱1638盾构机在使用中的不同

介绍了广州市轨道交通三号线区间所用的海瑞克S244盾构机与四号线区间所用的三菱1638机在隧道施工使用中的不同,体现在盾构始发负环第一环的拼装、盾构掘进转弯的控制、壁后同步注浆的控制、掘进刀具的更换、盾尾内管片的输送等方面.同时还指出了各自的优缺点,从而为盾构法施工盾构机的选型提供一些参考.     

下穿黄河盾构隧道“结构-壁后注浆-土体”结合部渗流研究

盾构隧道结构与土体间存在"衬砌结构-壁后注浆-土体"结合部,黄河下游"悬河"段河水水位高于两岸地表,修建于"悬河"下的盾构隧道"结构-壁后注浆-土体"结合部是否会形成渗流通道,使黄河水体涌入两岸从而影响两岸安全,是穿黄盾构隧道工程与其他穿越江河盾构隧道工程的最大不同之处,也是关系到工程建设是否可行的关键问题。对盾构隧道结构-壁后注浆-土体结合部进行理论简化和数值计算,并模拟了不同工况条件下沿结合部渗入两端的的渗流量,结果表明:壁后注浆对于减小结合部渗流具有重要作用,盾尾间隙厚度对渗流安全影响较小;随着壁后注浆体渗透系数减小,两端涌水量显著减少;盾尾间隙的减小对于降低两端渗流量作用不大。据此提出相应的工程建议:为防止"衬砌结构-壁后注浆-土体"结合部渗流通道形成,衬砌设计中增设注浆孔,施工时适当增大注浆量及注浆压力,防止无注浆空隙的产生,降低壁后注浆体渗透系数是首选措施;通过控制盾构掘进姿态、减少超挖,从而减小盾尾间隙厚度可作为辅助施工措施;施工过程中在隧道内进行壁后注浆开孔检漏试验并根据试验结果进行补充注浆可作为结合部渗流安全的检验、补充措施。     

盾构快速掘进下同步注浆材料优化配合比设计

在台山核电取水隧洞施工过程中,管片监测结果显示1#隧洞前期上浮和错台较大,为防止管片上浮挤压破坏盾尾刷,同时解决上浮量较大时管片成型质量较差的问题,从同步注浆浆液配合比入手,采用配合比设计、试验改进配合比的方法,研究减水剂、聚丙烯纤维及絮凝剂对同步注浆浆液性能的影响。通过调整胶凝材料组分、水胶比,添加絮凝剂、有机纤维和减水剂,制备出可减少管片上浮、抗水分散性好、抗渗性好于一体的高性能同步注浆材料。根据实践情况,优化后的配合比能有效地减小管片上浮,满足盾构快速施工条件下的管片成型质量要求及盾尾抗渗水性能。     

南昌市老城区盾构施工技术研究

为解决南昌老城区盾构施工存在因地表建筑密集、沉降控制不良导致的建筑物倾斜和管线破损、地层长期受污水管及化粪池渗漏侵蚀地下掏空导致的喷涌后地面快速下沉、隧道掘进处于强度软弱不均地层盾构姿态的控制及小曲线半径施工、全隧道下坡且盾构接收处于岩面交界处导致洞门漏水等一系列难题,对南昌地铁老城区已完成土建五标、六标盾构施工过程中实际出现施工案例进行系统化的研究分析,得出老城区建筑物及管线主要控制要点为地面沉降。控制地面沉降指标主要体现在对出土量及同步注浆量的控制;对于软弱不均地层施工及曲线小转弯半径施工,主要以纠偏措施为主,纠偏主控指标为慢速、小推力、纠偏趋势控制,并调节至与破岩能力相匹配的刀盘转速,盾体与盾尾形成纠偏夹角,在特殊情况下可采用钢扁担替代铰接油缸进行纠偏;对于喷涌施工,引进新型材料高分子聚合物对土舱液态物进行迅速固化,形成土塞有效抑制喷涌,并对施工过程固液态聚合物选择进行性能分析;在富水砂层与岩层有交接面接收施工时,需要考虑隧道坡度对水流的变化,做好止水环箍施工,为了同时满足盾构防抱死及止水效果,可采用磷酸+水玻璃按1∶1比例配置的化学浆液注入土体,形成果冻状包裹体进行止水,有效防止盾体裹死。     

中铁隧道集团自主创新形成完整的盾构产业链

<正>近日,中铁隧道集团公司自主研发的国内首台盾尾密封刷耐磨性测试平台投入使用,自此我国盾构盾尾密封刷有了国产专业性检测设备。实验检测和现场实际使用情况表明,国产盾尾密封刷性能达到国内领先水平,而造价只有国外同类产品的1/3。中铁隧道集团专用设备中心于2012年成功研制出国产盾尾密封刷,采用全自动钢丝压花机、钢丝切断机、液压剪板机、钻铣床、开式可倾压力机等专业化成套设备,实现标准化流水线作业,年产盾尾密封刷1万个以上,设计合理,造价低廉,性能优异,类型     

盾构隧道围岩压力的现场监测试验研究

介绍了某工程盾构隧道围岩压力的现场监测方法和测试结果,包括测量元件的选择及埋设、测试方法、测试结果及分析等.通过对试验数据的分析,得到了盾构隧道围岩压力随时间的变化规律,并对围岩压力监测值与理论值进行了对比.研究表明目前设计中常用的惯用设计法土压力计算模型是合理的,计算土压力与实测土压力基本接近.盾尾注浆压力比实测土压力大,是施工过程管片外表面受到的最大外部荷载,设计时外荷载取值应考虑盾尾注浆压力.     

京都市地铁超近距离的4座并设盾构隧道工程

本文介绍在日本的京都市内地下采用超近距离的4座盾构隧道的施工技术，此项技术在日本尚属首例，在施工中主要是控制围岩扰动管理值和设法对盾尾的注浆加固问题。     

盾构瓦斯隧道掘进技术

根据武汉地铁2号线范汉区间直接穿越瓦斯储气层的情况,分析瓦斯对盾构隧道施工的影响及危害,以及国家规范尚未对地铁盾构隧道的掘进技术做出量化的情况下,对在瓦斯隧道掘进中施工参数做出主动调整,重点研究控制盾构螺旋出土、盾尾密封、同步注浆及二次注浆质量等方面的技术措施,总结出了1套较为成熟的盾构瓦斯隧道掘进技术方法。     

盾构两次近距离下穿既有运营地铁的施工技术

介绍广州地铁城市集运系统2标盾构2次成功近距离下穿运营中的地铁一号线(盾构开挖面顶部距地铁一号线仅2.275 m,且盾构下穿既有线过程中又面临着隧道贯通和贯通后刀盘已经推进接收车站但盾尾仍在既有线下方)。通过对一号线隧道结构以及现状的调查和梳理、盾构下穿前的方案多方审查,下穿施工过程中巧妙地动态地把盾构划分为3个施工段,并将盾构贯通断面进行延长,果断地提前对既有线引进自动化信息监测技术,指导施工。应急决策小组以及应急措施的及时跟进,盾构贯通后监测工作的延长以及稳定指标;对盾构机的提前维护和及时更换刀具的技术及采用超前注浆、钢花管注浆及延长隧道的方法等也是这次顺利近距离通过既有线的保障。     

泥质砂岩地层盾构掘进施工扰动效应与地表纵向变形预测方法

盾构掘进扰动引起的地表变形是施工控制的关键参数。在明确盾构施工不同阶段扰动机制与影响因素的基础上,基于半无限空间体Mindlin解,给出考虑盾构附加推力、盾壳摩擦力、同步注浆压力和地层损失多因素作用下的地表纵向变形计算公式。并通过长沙地铁6号线朝芙区间地表纵向位移实测数据验证了该文计算方法的可靠性。采用该方法分析不同施工参数对地表变形的影响。结果表明:盾构附加推力和摩擦力均造成前方地表隆起后方地表沉降,同步注浆压力使地表发生隆起并在盾尾处出现最大值,地层损失引起地表沉降占比最大;在盾构经过阶段因地层损失、盾构摩擦力和盾构推力的影响,引起的地表纵向位移最大。根据盾构掘进扰动机理及变形影响因素,对盾构掘进过程不同阶段的相关施工控制参数与措施提出了适当建议。