大直径泥水盾构刀盘刀具应用技术

长大隧道地质情况变化较大,盾构施工中刀盘刀具面临较多问题,尤其刀盘的磨损及刀具损坏是施工中经常遇到的一大难题,加强刀盘刀具技术管理成为大直径复杂地层泥水盾构施工管理的重要环节。文章以广深港客运专线狮子洋隧道盾构施工为例,从影响刀盘磨损及刀具损坏的原因分析至对刀盘的技术管理进行了分析研究,总结出了大直径复杂地层泥水盾构施工刀盘应用技术,对类似项目的盾构施工具有一定的借鉴和参考价值。     

贵阳岩溶地层地铁盾构隧道工程中新型球状碳化钨刀具的研究与应用北大核心CSCD

在贵阳轨道交通3号线盾构隧道施工中,采用普通刀具易出现滚刀多边形磨损、偏磨、刀刃崩裂等异常磨损和刀圈脱落现象。为改进滚刀刀圈的耐磨、耐冲击性能,提高刀具的综合寿命,提出采用球状碳化钨刀具替换普通刀具,并介绍了激光熔覆焊工艺以及宏观磨损检测工艺。经过施工现场的实际应用,发现球状碳化钨刀具具有更好的耐磨性,新型球状碳化钨刀具平均磨损量为0.00255 mm/延米,相邻普通刀具平均磨损量为0.01655 mm/延米。在第338~736环掘进中,新型球状碳化钨刀具最大磨损量为0.015 mm/延米,刀具无崩刃现象,滚刀轴承、密封等均无异常,有效解决了普通刀具易磨损、磨损不均的问题,为喀斯特地质条件下盾构刀具的选型提供参考。     

广州地铁复合地层盾构掘进施工技术

本文概要介绍了广州地铁复合地层盾构掘进施工技术及施工工序,通过对方案的具体实施一系列过程的阐述,让读者对复合地层盾构施工技术有一定的了解,对从事盾构施工的技术人员有一定的参考作用。     

复合地层中盾构滚刀磨损原因分析及对策

通过系统地总结和分析约40台次混合式盾构机在复合地层中掘进近100 km的滚刀磨损情况,对滚刀磨损做了定性分类,并根据滚刀磨损的影响因素,提出滚刀磨损的对策,以期指导今后复合地层施工中盾构机刀盘刀具选择、配置及盾构掘进。     

复合式土压平衡盾构刀具切削扭矩的研究

为了准确地估算盾构刀盘的切削扭矩,文章通过对刀具切削扭矩影响的研究,提出了对复合式盾构应同时考虑切刀和盘形滚刀对切削扭矩的影响.为此,对滚刀和切刀切削产生的地层抗力扭矩进行了计算公式的推导,并通过实例进行了切削扭矩计算和切削扭矩的影响因素分析.本研究为盾构的选型和设计提供了理论参考.     

复合地层盾构隧道对硬岩的处理方案

文章结合广州地铁在复合地层硬岩中大量的盾构施工实践,从复合式盾构机的角度,重新区分“硬岩”、“软硬不均地层”,并总结出针对不同硬岩地段的处理方案,对今后的盾构隧道建设有一定借鉴作用.     

复合地层中盾构开舱作业风险分析与防范

在复合地层中土压平衡盾构机开舱是一项比较危险的作业。文章系统地介绍了开舱作业风险源,并提出了相关的风险控制方法;分析了深圳地区的地质、水文情况对开舱条件的适宜性,以及对各种条件下开舱点选择的风险防范;最后介绍了深圳地铁2222标侨-香区间的7次开舱经验,并对其开舱进行分类、总结。     

高压富水碎裂状岩层小半径曲线盾构隧道施工技术北大核心CSCD

在不良岩土工程条件下,盾构施工将会遇到刀具切削效果差、掘进参数设置不合理以及喷涌等技术难题。文章针对福州地铁高压富水、碎裂状岩层和长距离小半径曲线等施工难点,通过对滚刀切削力的理论计算,分析了刀具的力学性能,提出了合理的刀具配置、掘进参数和刀具更换时机;通过实践探索,采用了螺旋输送机改造、出碴控制和地面降水相结合的防喷涌措施;通过数值模拟方法分析了小半径曲线段盾构掘进开挖面稳定情况,并总结出了长距离小半径曲线段盾构掘进以及姿态控制措施。结果表明:(1)盾构机在碎裂状岩层中掘进时,岩块对于刀具的侧向冲击力很大,需对滚刀采取加固措施;(2)在总推力上升4 000～7 000 kN、扭矩上升1 000～1 500 kN·m、掘进速度小于10 mm/min时,应结合碴样情况,考虑在合适的时机进行换刀;(3)采用所研发的螺旋输送机防喷涌装置,结合地面降水和出碴控制措施,可有效减少喷涌的发生;(4)本工程盾构机在小半径曲线上长距离掘进过程中,轴线最大偏移量、管片安装高程偏差均满足盾构施工规范要求。     

富水复合地层土压平衡盾构渣土改良试验研究

针对南昌地铁4号线富水复合地层,对饱和砾砂和中风化泥质粉砂岩进行渣土改良试验,选择合适的改良剂,并开展改良剂性能测试,基于坍落度试验、渗透性试验、直剪试验确定饱和砾砂和中风化泥质粉砂岩的改良剂合理添加比。将室内渣土试验成果应用于现场渣土改良,验证室内渣土改良试验的合理性。结果表明,采用泡沫剂溶液浓度为3%和膨润土泥浆配合比为1∶8时,改良剂性能满足工程要求。对于饱和砾砂渣土,合适的改良剂添加方式为泡沫与膨润土泥浆比4∶1,添加比为5%～7%;对于中风化泥质粉砂岩,合适的改良剂添加方式为泡沫与膨润土泥浆比为1∶4,添加比为10.8%～12.6%,或者全膨润土泥浆,添加比为9.9%～12%。     

以色列复合地层盾构土舱压力计算方法分析

以色列特拉维夫"红线轻轨"项目盾构隧道穿越以粉细砂、粉土质砂、库卡(砂岩)为主的复合地层,针对复合地层盾构土舱压力难以合理计算的问题,将在建盾构区间的地层组段划分为4个岩土组,在确定每个岩土组物理力学参数的基础上,将普氏理论结合欧洲规范下常用的经验法、J&S法和A&K法,对4个岩土组的土压力进行计算,并对计算结果进行了...     

复合地层盾构侧穿邻近桩基隔离桩防护效果分析

文章以南昌地铁四号线某盾构区间隧道侧下穿邻近既有建筑物桩基为研究对象,采用Plaxis 3D数值模拟方法研究了上软下硬复合地层中隔离桩的变形防护效果,并对未设隔离桩及14种不同工况隔离桩进行三维数值对比分析。结果表明：隔离桩与盾构隧道水平距离越近,与邻近建筑桩基水平距离越远,其对邻近桩基变形的防护效果越为明显;隔离桩底部最优设置深度为隧道底部以下1/4隧道直径与3/4隧道直径之间;隔离桩底部深度确定时,其顶部插入地面以下7 m深度范围均能起到较好的防护效果。     

盾构分体始发技术总结

介绍了盾构分体始发控制措施及实施过程中遇到的问题和解决方法。     

复杂工况下盾构机刀具修复方案的适应性选择

结合南京长江隧道盾构机在复杂工况下刀具修复方案的成功实施,对有关问题进行探讨。     

复合地层盾构刀具磨损控制技术研究

文章以杭州地铁2号线杭发厂站—人民路站盾构区间隧道工程为背景,首先对盾构穿越上软下硬复合地层段的刀具磨损情况进行了分析,揭示了刀具严重磨损所导致的一系列施工异常现象,包括盾构掘进参数异常、盾构出土异常、地表严重沉降等;其次,针对盾构刀具非预见性严重磨损的工况,提出了地基加固结合常压换刀的处理方法,以及后续盾构掘进过程中土体改良、设备配置优化、参数控制等措施。结果表明,通过对复合地层的盾构施工措施进行优化,刀具磨损量控制在允许范围内。     

复合腔体加固盾构隧道衬砌力学行为的宏观分析模型

文章以复合腔体加固盾构隧道极限承载力足尺试验为背景,提出一种可用于模拟盾构隧道结构加固工况的非线性叠合模型,用不同的材料定义复合腔体和管片,用双向弹簧单元模拟未加固隧道与复合腔体间的粘结,并通过对比足尺试验结果,对模型的有效性进行了验证;同时详细地描述了一些关键参数的取值,并通过数值模拟结果形象地描述了结构的受力性能和破坏机理,为运营地铁盾构隧道的工程加固提供了优化建议。     

盾构施工“滞排”成因分析和对策研究

文章在总结国内外复合地层盾构施工经验的基础上,首次明确并定义了"滞排"的概念,对"滞排"现象进行了科学的分类,并对其成因和风险进行了分析研究,提出了"破"、"和"、"排"的系统解决方案,并给出了盾构设计阶段、制造阶段和施工阶段的相应对策;最后从新理论、新设备、新方法和新材料等方面对"滞排"的解决对策做了进一步的展望。     

运用盾构掘进参数跟踪判断滚刀损坏的研究

目前盾构滚刀磨损的判断通常是经验性的。文章在文献[6]运用盾构掘进参数判断刀具损坏的分析计算方法基础上,进一步考虑了土舱压力的影响,对掘进速度和刀盘扭矩计算模型进行了修正;依托具体工程实例,运用修正计算模型分别对土压平衡盾构、泥水平衡盾构以及TBM等在硬岩中的掘进数据与滚刀情况进行了跟踪判别研究。结果表明,计算结果与滚刀磨损情况比较吻合,该方法对判断滚刀损坏具有可行性、参考性。     

不同间距下盾构先行刀在砂卵石地层中耕松模式的数值研究

为研究在砂卵石地层掘进过程中盾构刀盘上不同间距先行刀耕松前方土体的机理,文中基于二维离散单元法,通过PFC2D颗粒流软件建立了先行刀切入土体的仿真模型,并设计了多组实验模拟出刀具前方的接触力链走向及变化过程;根据刀具间土体颗粒接触力的变化,总结归纳出了三种典型的土体耕松模式,三种耕松模式可根据切深和间距不同相互转化,耕松土体面积也因耕松模式的变化而改变;提出了耕松效率的概念,结合相关参数的比较,选择出了最优刀间距.     

第四届中国盾构工程技术学术研讨会暨复合地层盾构施工技术国际论坛会在广州举行北大核心CSCD

2018年11月28日至29日,第四届中国盾构工程技术学术研讨会暨复合地层盾构施工技术国际论坛会在广州举行,本届会议以“创新、安全、智能”为主题。会议由北京盾构工程协会、广州地铁集团有限公司、中国建设基础设施有限公司、中铁工程装备集团有限公司、中铁十六局集团有限公司联合主办。中国工程院院士钱七虎、周福霖、谢先启,盾构隧道资深专家王振信、鞠世健以及来自全国各地的近600名专家学者齐聚广州,就水下盾构隧道、超大直径盾构的设计与风险管控,复合地层盾构技术,盾构技术应用创新,盾构信息化,盾构智造等方面进行了交流。这次会议与论坛展示我国了复合地层盾构技术、水下隧道与大直径盾构技术的最新成果。     

盾构工程孤石及基岩侵入体爆破技术研究

复合地层中,盾构工程拟开挖断面内局部高强度岩体(孤石、基岩侵入体等)是工程中的重大风险源之一。在这种地层条件下,盾构自身刀具无法有效破岩,传统的开舱或地面处理方法往往有较大局限性。实践证明,采用地面引孔下药施爆的控制钻爆法,严格控制破碎碴块体量可保证盾构正常掘进,同时可满足环保和安全卫生要求,从而取得盾构工法在复合地层中的技术突破。