地铁工程中盾构钢套筒接收的施工技术

在地铁工程施工过程中,盾构接收是一个施工风险高、施工难度大的环节。在施工过程中,由于环境复杂,盾构在接收的过程中容易出现涌砂、漏水等风险,为了保证盾构可以安全出洞,需要选择合理的盾构接收方案。本位以实际工程为例,首先对盾构钢套筒接收过程中反力架受力安全性进行了分析,然后从钢套筒进场、钢套筒组装、反力架和支撑安装等几个方面对地铁工程中盾构钢套筒接收施工技术进行了探讨。     

盾构钢套筒始发和接收关键技术研究

为实现无端头加固条件下盾构钢套筒的始发和接收问题,解决盾构始发和接收过程中存在的安全和经济问题,针对目前盾构钢套筒始发和接收过程中存在的问题,采用类比分析、仿真计算和工程试验等手段对钢套筒的刚度、密闭性、保压性和施工关键技术进行分析研究,并对钢套筒设备进行改进,将反力调节装置和三通管装置应用于盾构钢套筒中。工程实践表明:1)采用3个长弧形+3个半圆形组块对钢套筒进行改进设计后,施工更加便利、整体性更强;2)反力调节装置能有效减少钢套筒与洞门环板连接处以及钢套筒拼装缝处的变形和位移,提高钢套筒的密闭性能。     

盾构到达钢套筒辅助接收施工技术研究

盾构接收施工是隧道施工中的关键点,也是盾构隧道施工中极易出现事故的阶段。文中以长沙市地铁1号线黄兴广场站—南门口站区间隧道盾构到达钢套筒辅助接收为工程背景,介绍了钢套筒接收施工方案;采用FLAC~(3D)构建钢套筒模拟原始地层进行盾构机接收三维数值计算模型,研究了盾构接收过程中土层、钢套筒及加固区的变形规律,结合数值计算结果提出了盾构接收施工控制措施。     

盾构隧道下穿邻近污水管施工方案研究

以成都地铁18号线一期工程ZDK15+242.34施工断面为研究对象，采用外加厚度为0.02 m的钢套筒加固超近距离（与盾构隧道净距0.324 m） DN800污水管，运用MIDAS/GTS软件对盾构掘进过程进行数值模拟，分析了钢套筒对DN800污水管的加固效果。结果表明:钢套筒可以保证该污水管的安全。在施工过程中，盾构机与钢套筒的距离小于5 m时，钢套筒应力变化最为明显，且在左隧道施工完成时，钢套筒的应力值最大。盾构机在污水管前12 m到后8 m范围内施工时，距离隧道越近，污水管的沉降变化越大。污水管横穿废弃污水管及其内部填充的混凝土，会使污水管的沉降增大，与不穿越废弃污水管相比，污水管最大沉降差值增大1.5倍。     

钢套筒始发技术在地铁盾构施工中的应用

伴随着现代城市建设的不断进步,地铁交通以其安全性、效率和环保性在社会实践中的应用越来越广。在进行地铁建设时,由于地质环境的复杂性和多变性,施工难度大,存在很大的不确定性,采用盾构法来进行隧道施工,有利于提升地铁工程的安全性和质量。当地铁施工位于城市闹市区,因地面管线复杂影响盾构区间端头加固时,采用钢套筒始发施工工艺,可以保障盾构机在不进行端头加固的前提下顺利安全完成始发任务。从钢套筒始发施工角度出发,对施工基本原理、施工工艺、施工控制进行研究分析,结合并安西区间钢套筒成功始发的案例,对工序进行深入分析,结果表明该技术能够节约成本,经济和社会效益良好。     

滨海地区富水粉细砂层大直径泥水盾构钢套筒接收关键技术——以孟加拉卡纳普里河底隧道工程盾构段为例

孟加拉卡纳普里河底隧道工程盾构段为双线公路隧道,采用"一机双隧"掘进模式,左线接收段处在滨海地区强透水粉细砂地层,采用常规的盾构接收工艺时极易造成涌沙涌水而导致盾构接收失败。为确保盾构安全高效接收,也为了衔接盾构接收后平移转体再始发的施工工艺,采用钢套筒接收工艺,同时针对该施工技术的较大风险点进行预判并制定相应防控及应急措施,保证大直径泥水盾构钢套筒接收的顺利实施。孟加拉隧道施工现场不断优化大直径泥水平衡盾构接收工艺,从套筒设计和变形防控、工作井端头加固、洞门凿除、盾构进洞施工监测、掘进参数控制、洞门封堵和进洞段管片稳定性控制等方面进行理论分析、模拟试验和工法优化,最终形成一套滨海地区富水砂层大直径泥水平衡盾构钢套筒接收的关键施工技术。     

南京地铁3号线成功采用钢套筒盾构接收技术

<正>日前,南京地铁3号线TA09标盾构隧道施工过程中,首次采用钢套筒盾构接收技术并取得成功。该技术为新型工艺工法,具有安全性能高、节省底面加固空间、施工方便并可以多次重复使用等优点,同样也有定位安装精度高、掘进参数控制、洞门封堵要求     

富水砂卵石地层土压平衡盾构钢套筒接收应用实例

盾构接收作为盾构施工过程中的一个关键工序,具有高风险性。在接收端头无法加固的情况下,如何实现富水砂卵石地层环境下盾构安全接收,是急需解决的一个重大难题。依托长沙地铁一号线黄兴广场站盾构钢套筒接收工程,对该工程中采用的玻璃纤维筋地下连续墙结合钢套筒接收方案技术特点进行剖析,深入研究了在富水砂卵石地层接收端头无加固情况下的盾构接收技术,以期为今后类似工程提供参考。     

复杂环境条件下盾构接收井的设计

针对在城市复杂环境条件下,无法设置常规盾构接收井的情况,以北京地铁六号线花园桥站—白石桥南站区间为例,提出设置单井+暗挖横通道的组合接收井方案;并依据海瑞克 EPB6 250土压平衡盾构机的尺寸控制,详细介绍拆卸螺旋输送机、盾构机旋转、平移、吊出等接收方案,为以后类似工程的设计提供参考。     

冷作钢7Cr5Mo2MnVSi在盾构机滚刀中的应用研究

文章介绍了德国和瑞典两种不同品牌钢在盾构机滚刀上的工程应用试验,结果表明,瑞典材料7Cr5Mo2MnVSi(冷作钢)表现出优良的耐磨性能,突破了盾构机刀圈用热作钢的工程惯例,是制造硬岩刀圈的理想材料之一。当然,冷作钢7Cr5Mo2MnVSi呈现出的优良的力学性能与其材料成分、加工工艺和热处理工艺是密切相关的,论文详细介绍了瑞典材料7Cr5Mo2MnVSi独特的热处理工艺和加工工艺,为我国制造刀圈提供了参考和借鉴。     

城市地铁盾构通过暗挖隧道施工案例

以西安地铁盾构通过地裂缝暗挖段区间为实例,通过对“先通过”方案及“后通过”方案之过站小车、弧形导台加钢板、弧形导台加钢轨3种方法综合对比,最终选择了“后通过”方案之弧形导台加轨道法。并重点介绍通过狭小已施作二次结构的暗挖隧道时,盾构接收控制、空推步进、二次始发施工技术与控制要点,以期对类似工程起到借鉴作用。     

软土地区地铁盾构施工端头土体加固要求探讨

 软土地区土压平衡盾构施工中，端头土体加固要求目前基本上都是参照日本经验,设计为始发端头6m、到达端头3.5m，加固土体强度0.8~1.5MPa。根据现场施工经验总结，基于一般的土体加固强度均会大于1.5MPa，提出了一般情况下始发端头和到达端头的合理加固长度为3.5m，针对砂性地层的特殊情况提出了端头加固的形式；同时根据加固土体的防水目的和目前现场施工实际所使用的方法,建议更改现有的加固土体防水要求。     

盾构始发与到达设计与施工决策分析系统研制

为了控制盾构施工的风险和提高盾构设计与施工的决策效率,采用资料分析、理论计算和软件开发的方法,对盾构始发与到达施工决策相关基础与应用问题进行了全面研究。得到以下研究成果:1)提出盾构始发和到达的风险分类,并以此为基础,研究了不同加固方案下盾构始发与到达施工存在的风险问题;2)通过对端头地层稳定性的研究,提出端头地层稳定性分析与判别方法,构建始发与到达加固方案知识库;3)建立一个包含100个工程的案例数据库,为决策系统提供了数据库支撑;4)基于工程案例数据库,研制具有地层稳定性判别、加固方法选择、加固范围确定、反力架支撑验算、风险分析、施组设计标准化等功能的盾构始发与到达设计与施工决策辅助系统,有助于工程设计与施工方案的科学分析与决策。     

水泥系与垂直冻结法在武汉地铁盾构接收中的组合应用

为解决在武汉长江一级阶地且极复杂的施工环境下进行盾构接收的高风险问题,结合地铁7 号线王家墩东站—新华路站盾
构区间工程实例,通过方案比选及优化,盾构接收端头土体采用高压旋喷桩+玻璃纤维筋灌注桩的水泥系加固与垂直冻结法相结合
的加固方式,并辅以钢套筒完成盾构接收。通过对冻结效果进行验算,并按照施工时序归纳盾构接收流程、接收阶段主要施工参数
及盾构二次进洞施工方案,阐述组合方案在盾构进洞施工中的实践应用。实践证明组合方案技术性高、实施可行性强,无需进行地
面交通疏解和管涵改移,能有效地避免盾构接收过程中涌水、涌砂等风险,节约工程成本近500 万,综合效益显著,以期为今后类似
工程方案的设计与应用提供参考。     

FFU在盾构施工中的应用

随着盾构施工技术的不断发展和完善,越来越多的地铁区间隧道采用了盾构法施工。对于盾构始发和到达端头地层通常要进行加固处理,并且需要事先机械或人工破除围护结构;但若采用其他材料代替盾构穿越范围围护结构,盾构机则可直接切削该种材料,且地层加固范围可大大缩小。结合广州地铁五号线大坦沙南-中山八站区间盾构始发井设计,探讨SEW工法以及FFU在盾构始发施工中的应用。     

软土地区盾构下穿施工对铁路路基影响分析——以杭州地铁2号线某区间现场监测为例

盾构隧道下穿施工,将对既有铁路路基产生一系列不利的影响。当盾构引起的路基位移超过承载能力,将导致铁路轨道产生过大的弯曲及扭曲变形,从而影响列车运行的平顺性和安全性。结合杭州地铁2号线某区间隧道下穿既有铁路路基工程现场监测数据,分析在盾构下穿施工过程中列车轨道、路基坡脚及路肩的位移变化规律。实测结果发现： 1）监测点沉降变化与盾构的相对位置密切相关,可划分为盾构到达前、盾构穿越及盾构通过3个阶段; 2）盾构到达前,当盾构土压力大于静止侧向土压力将引起地表隆起,反之,则产生地表沉降; 3）盾构穿越过程中将导致地表隆起位移; 4）盾构通过后,地表沉降持续发展。由于碎石路基具有一定的调节作用,使路肩隆起值小于坡脚。铁路轨道隆起整体小于同一平面路肩,是因为具有一定抗弯刚度的轨道对土体位移有一定的抵抗能力。     

泥水盾构深井下组装始发与到达施工技术

盾构组装始发与到达施工是整个盾构施工的重点环节之一,盾构始发与到达掘进必须保证盾构机顺利、安全、快速地通过预留洞门,并为下一步施工提供较好的施工条件。重庆主城排水过江隧道工程采用泥水盾构施工,结合现场施工过程中泥水盾构的始发与到达施工技术,对泥水盾构深井下组装始发与到达施工各工序进行介绍。     

盾构到达突发涌水处理及水中到达方案分析

盾构到达时易出现涌水、涌砂、上覆土体坍塌等事故,是盾构施工的重大风险点之一。通过盾构到达突发涌水事故解决实例,介绍事故发生后采用钢筋混凝土接收洞室进行盾构水中到达的施工经验。钢筋混凝土接收洞室基于平衡到达理念,采用密闭的箱型混凝土结构与隧道洞门密闭连接,并在箱体内灌入填充物,以达到与土层压力平衡,模拟盾构在土体中的掘进状态,使盾构安全进入接收洞室内。     

黄土隧道马蹄形盾构工法选择及应用

目前铁路隧道施工以矿山法为主,但在黄土等软弱围岩隧道施工时风险大、进度慢;而盾构法已在地铁、水下隧道等软弱地层中得到了广泛应用。针对蒙华铁路砂质新黄土隧道:1)通过矿山法与盾构法比较确定采用盾构法施工。2)从开挖内轮廓、刀盘开挖特点、管片拼装方式、管片受力及配筋4个方面对马蹄形盾构隧道和圆形盾构隧道进行对比分析,得出马蹄形盾构隧道的断面利用率更高,马蹄形管片与圆形管片受力有所差别而马蹄形管片配筋量更低。3)介绍马蹄形盾构设备概况,并对马蹄形管片设计进行研究。4)例举马蹄形盾构掘进过程中遇到的防寒防冻、管片底部开裂和遇到含姜石的老黄土掘进困难等问题以及相应的处理措施。经过1年多的施工实践证明,在黄土隧道马蹄形盾构施工风险低,质量高,安全可靠。     

大直径泥水盾构始发钢套筒的防扭施工技术——以孟加拉卡纳普里河水下隧道为例

为更好地控制超大直径泥水平衡盾构始发阶段的施工风险，依托“一带一路”孟中印缅经济走廊大型基础设施项目孟加拉卡纳普里河水下隧道，采用开挖直径12.16 m超大型气垫式泥水加压平衡盾构密闭始发钢套筒进行始发。为解决当地吊装资源和远洋航运的限制，钢套筒采用分片设计。盾构在套筒内破除洞门围护结构前，须严格控制盾构掘进转矩，避免盾体及钢套筒整体扭转。对钢套筒始发整体扭转进行分析，并运用有限元仿真技术分析始发施工中的盾构钢套筒抗扭性能。研究结果表明： 钢套筒可以满足始发前后所需的抵抗转矩，最大应力为16.6 MPa，最大位移为0.52 mm，最大水平位移为0.02 mm，最大竖向位移为0.51 mm，满足盾构始发钢套筒的受力和变形验算条件。基于仿真计算结果，制定对应的超大直径盾构始发钢套筒的抗扭措施。