强富水砂砾地层盾尾刷更换施工技术

盾构机在富水砂砾地层中连续长距离掘进时,一旦出现因尾刷失效导致盾尾漏浆漏水,将严重影响连续掘进进度和管片拼装成型质量及盾构施工安全,此时必须在隧道内更换盾尾刷.为保证隧道内更换盾尾刷的可行性、安全性、经济性,提出了采用管片壁后注浆快速固结土体技术应对强富水砂砾地层自稳性差、水压力大等问题的解决思路.尾刷更换前对盾尾15...     

饱和砂层泥水平衡盾构隧道开挖面稳定研究

饱和砂层盾构隧道掘进过程中,不当的开挖面支护可能导致开挖面坍塌或挤出破坏.为保证开挖面稳定,压力泥浆通常用来平衡开挖面上的土压力和水压力.因为压力仓中的泥浆压力大于地层中的静水压力,泥浆会向开挖面周围地层入渗.在这种情况下,部分有效支护力转化为超孔隙水压力,导致开挖面上的有效支护压力减小,从而降低开挖面的稳定性.因此,设计支护压力时必须考虑泥浆入渗作用和超孔隙水压力的影响.另外,地层成层情况也会影响开挖面稳定性.结合饱和砂层盾构掘进引起的超孔隙水压力计算模型和室内泥浆入渗试验结果,分析泥浆入渗和超孔隙水压力对开挖面稳定的影响,并讨论地层的分层情况和开挖面水力梯度对开挖面微观稳定的影响.研究结果表明:在设计支护压力必须附加额外压力以弥补泥浆入渗过程中有效支护压力的损失;通过对比均质承压水层和半封闭承压含水层中开挖面上的水力梯度发现,相较均质承压含水层而言,盾构隧道在半封闭承压含水层中掘进时开挖面更加稳定;在没有泥浆支护的情况下,开挖面上的水力梯度很难维持开挖面上土颗粒的稳定,因此建议压力泥浆用于饱和砂层盾构隧道开挖面支护.     

断裂爆破技术在洞室开挖工程中的应用

讨论岩石室定向断裂控制爆破原理，分析洞室边定向断裂控制爆破的裂缝贯穿形成过程，以及ABS塑料管聚能药包爆炸成缝机理，并以洞室爆破掘进开挖工程为例，介绍新型的洞室周边爆破开挖技术在工程实践中的应用，定抽断裂控制爆破技术在岩体条件比较复杂的情况下，更能体现其优越性，减少洞室周边炮眼数量、提高炮眼利用率、而且能够提高洞室周边成形的平整度，增强围岩的稳定性，为衬砌支护及后续工创造了便利的条件。该施工技术，可以对同类型的施工提供理论依据和借鉴。     

高标贯中粗砂地层盾构法施工应对措施研究

西安地铁2号线北端盾构施工过程中全断面穿越中砂、粗砂层,其中中砂的标贯击数达到150击,砂层极为密实,且需严格控制地面沉降;盾构掘进出现极限参数,不能正常运转,同时螺旋、刀盘甚至是盾体磨损加快。通过增加开挖面积、主动铰接辅助推进、渣土改良、压缩空气辅助建压等措施来解决超密实地层盾构掘进问题,使用效果比较明显,提高了土压平衡盾构对密实砂层的适应性。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异：明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

盾构通过基岩凸起地段综合施工技术

在花岗片麻岩复合地层施工中,由于存在孤石或基岩凸起,对盾构施工造成很大的困难和风险。结合广州地铁21号线中新站至中间风井盾构区间实例,介绍了土压平衡盾构机在片麻岩复合地层施工中的应用技术,遇到基岩凸起、"上软下硬"情况,采用地面爆破施工,通过对爆破时药包设计、安装及布孔方式、爆破安全距离的控制,对基岩进行预处理,爆破后检测处理效果并通过地面注浆固结裂隙。盾构机掘进时,在不同路段,通过控制盾构机的掘进参数,顺利完成盾构区间掘进任务,减少盾构开仓风险。     

花岗岩地层中盾构掘进效率影响因素研究

为了定量对比盾构掘进花岗岩地层时的掘进效率,提出一种表征掘进效率的特征参数,并依托深圳市城市轨道交通8号线一期工程进行掘进试验和地层参数现场量测,分析了各影响因素和掘进效率的相关性,提出了针对不同地层的掘进效率控制措施.研究结果表明:岩石的单轴抗压强度和岩体的完整性系数均与掘进效率负相关,可用幂函数近似表达地层参数和掘进效率之间的经验关系;可用反比例函数近似表达掘进效率与总推力之间的经验关系,总推力对掘进效率的影响程度随地层坚硬程度的升高而降低;低推力高转速的掘进参数组合在微风化地层中效率较高,中等风化地层中总推力、刀盘转速分别为14000±1000 kN、1.6±0.1 rpm时掘进效率较高,可以通过牺牲掘进效率的方法来在该掘进速率水平上短期内提高掘进速率.     

护盾式硬岩掘进机在引洮供水工程中的应用

引洮供水工程隧洞地质条件恶劣,主要以上第三系N2L3砖红色互层状泥质粉细砂岩为主,含水量较少,围岩类别属Ⅳ、Ⅴ类。本工程采用1台单护盾和1台双护盾硬岩掘进机掘进,在开挖过程中遇到流沙、突泥突水、冒顶、大面积塌方、断层等不良地质,这种地质使用开敞式掘进机风险很大。护盾式硬岩掘进机通过盾体能够对围岩进行临时支护,防止围岩坍塌,采用管片快速支护来开挖围岩松软地层。2台硬岩掘进机在盾体防卡技术上也进行特殊设计,在引洮工程中得到成功应用,为TBM设备选型提供借鉴。     

爆破施工安全防护技术措施探究

在工程施工过程中难免会遇到一些用挖掘机无法开挖的地质层,这时必然得进行爆破施工,就是用炸药炸松无法开挖的地段,这也就是工程施工中人们常常说的施工爆破,在爆破中必然会用到炸药,因而必须要做好安全防护工作。本文主要就爆破施工中安全防护措施在汕昆高速公路板坝至江底T11合同段K48+160～K48+420爆破施工中的应用进行了探析,提出了解决爆破施工中外来电流、爆破震动、爆破飞石等常见问题的方法。     

富水砂卵石地层盾构刀具两幅检修技术

盾构在砂卵石地层施工过程中,刀具不可避免的会产生较大磨损,为了保证盾构的持续掘进能力直至完成区间施工任务,需要结合工程情况合理维修刀具。以北京地铁16号线肖家河站～西苑站区间盾构施工为例,盾构机下穿特级风险源前在联络通道处设置检修井。检修井采取倒挂井壁法施工,开挖到刀盘中心以下1m处,接收后首先检修上半部分刀具,然后旋转180°再检修剩余部分刀具。采用这种刀具两幅检修技术,减小了富水砂卵石地层检修井降水施工风险,保证了工程的顺利进行以及周边环境的安全。     

超深埋高承压水复合地层土压盾构下穿西溪湿地保护区建筑物施工技术

杭州地铁机场快线隧道采用盾构法施工,其中最大埋深区间隧顶埋深达到40 m以上,最深位置需穿越上软下硬地层,且需下穿保护区建筑物.因隧道上部圆砾地层和砂层储水丰富且渗透性强,土压盾构掘进随着埋深越来越深,水压也逐渐增大,掘进出现地下水干扰导致螺旋机喷涌,容易超方造成地表建筑物沉降和隧道被淹埋等重大风险.介绍了施工中采用的...     

浅埋隧道下穿高速公路地表震动监测研究

以大顶山隧道下穿沈丹高速公路工程为背景,对现场爆破试验进行震动监测,分析现场爆破试验实测振动数据,研究浅埋隧道掘进爆破时三向震动特性;利用最小二乘法对实测数据进行回归分析,拟合数据确定大顶山隧道地震波衰减参数k,α值,得出下穿地段隧道开挖爆破地震波传播规律;并对实测数据FFT分析,得出下穿地段隧道开挖爆破地震波的波谱特性。     

软弱富水地层盾构掘进引起的地表变形控制

以苏州地铁5号线某区间盾构隧道为研究对象,以施工期间掘进参数及隧道地表实测监测数据为依据,分析盾构掘进工程中地质条件、土仓压力、推进速度等因素对地表变形的影响。结果分析表明:盾构掘进面前方一倍洞径处,地表易隆起,地表隆起量随着推进速度、土仓压力、同步注浆压力的增大而增大;随着盾构掘进,地层受施工扰动及水土损失影响,地层开始出现沉降,并不断增大,在距离盾尾两倍洞径位置附近趋于稳定。文中针对盾构在富水砂层、粉土、粉质粘土段掘进存在的问题,提出了地表变形控制措施。     

微震活动对岩质开挖边坡影响研究

针对贵州省贵安新区清杨路某岩质开挖边坡,为揭示其在开挖过程中内部岩体微震活动的影响,以岩石破裂过程分析系统RFPA2D-SRM为研究手段,分析了静应力作用下的边坡失稳破坏机制;并采用IMS微震设备建立了爆破震动下的边坡微震监测系统。研究结果表明:静应力作用下边坡具有较高的稳定系数;爆破诱发了边坡内部岩体呈长条带分布的大量微震事件产生,最大位移为2.56×10-4m,出现在四级台阶岩体内部,RFPA模拟出的潜在滑移面与微震事件空间分布特征整体上具有良好的一致性。     

石方爆破在路基开挖中的应用

随着公路建设的全面发展，公路里程的延伸，公路工程中各种施工工艺及施工方法有了进一步的发展和更新。石方开挖随着施工机械的更新、功率的增大、施工方法的更新也取得了一定的发展。但对机械及人工无法直接开挖的石方，就必须采用爆破开挖。石方爆破仍是路基石方开挖施工中保证工程质量和进度的有效施工方法。     

公路隧道差异化爆破施工与损伤控制研究

莆炎高速公路隧道YA18标段钻爆法施工时,针对该区域地质条件复杂、岩性变化大的特点,提出差异化爆破设计与施工方案。对于Ⅲ级围岩采用二级楔形掏槽、周边光面爆破的形式,分台阶开挖;Ⅳ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,环形开挖预留核心土;Ⅴ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,中隔壁法开挖。通过采用差异化爆破施工方法,有效控制围岩爆破损伤并减小超欠挖现象,开挖轮廓平整,Ⅲ级围岩半眼痕保留率在90%以上,从而降低隧道支护及相关成本。隧道爆破振动强度位于合理区间范围内,保证周围建(构)筑物的安全。实践证明差异化爆破施工方法对地质条件的适应性强,具有显著的经济效益和社会价值,值得在类似工程中推广应用。     

地铁盾构隧道施工对地层变形影响的三维数值模拟

以南京地铁玄武门—新模范马路区间隧道盾构施工工程为背景,使用FLAC3D软件在考虑盾构隧道施工中的开挖、排土、衬砌等步序的前提下,进行盾构隧道掘进施工对地层变形影响的三维数值模拟.结果表明,在盾构掘进施工过程中,地层沉降具有明显的时间效应;地表沉降量随之逐渐增大;地层横向沉降变形随着地层埋深的增加,最大沉降值逐渐增大,沉降槽宽度逐渐减小;地层沉降历时曲线呈现出反"S"形.     

箱基荷载对隧道开挖塑性区影响的理论预测方法研究

随着现代城市的快速发展,交通问题日益严重,地铁逐渐成为缓解交通压力的最主要手段。在城市环境中修建地铁,由于受城市空间的制约,地下隧道往往不得不从一些既有建筑物附近穿过。为了保证隧道施工安全,有效预测隧道周边塑性区显得尤为重要。应用Verruijt&Booker解和山口升解对自由地层中隧道开挖产生的塑性区进行了计算。然而,与自由地层相比,承载地层情况下隧道开挖产生的塑性区不可避免的受到基础荷载的影响。针对箱基荷载特点,在假设地层为理想弹塑性体的前提下引入Mindlin解,得出了箱基荷载作用下隧道开挖产生的塑性区边界方程,并通过Matlab软件对解析解进行了分析,分析表明:(1)在箱基荷载作用下,当使用Verruijt&Booker解时,隧道周边塑性区较自由地层在邻近荷载一侧上部增大,下部减小,远离荷载一侧上部减小,下部增大;(2)对于山口升解情况,隧道周边塑性区较自由地层在邻近荷载一侧上部减小,下部增大,远离荷载一侧上部增大,下部减小,变化规律与Verruijt&Booker解情况正好相反;(3)无论Verruijt&Booker解还是山口升解,隧道周边塑性区的影响程度都随荷载与隧道水平距离的增大而减小。     

双线近距叠交地铁盾构隧道施工技术

依托北京某地铁区间上下叠交隧道的特殊工况,从基坑降水技术、地层加固措施、掘进参数设置以及掘进技术控制四方面详细论述了此类复杂工程的施工关键技术。通过对掘进过程中地表沉降以及下行隧道结构的变形分析可知,所提出的盾构掘进方案有效地控制了上部隧道施工对下部隧道以及对既有构建物的影响,同时也为相关类似工程的建设提供了技术支持。     

兰青复线虎头崖隧道微振动爆破技术研究

新建兰青复线虎头崖隧道出口段（DK60＋590～DK60＋710）与既有隧道线间距11．6～40m。为保证既有隧道正常行车安全,对新建和既有虎头崖隧道进行支护加固并采用微振动爆破技术施工。同时采用4C型振动测试仪对隧道爆破振动进行监测,根据监测结果并结合新建隧道确定下一次爆破的参数,对爆破设计进行优化。通过合理选择爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等5个方面的振动控制技术措施,使该隧道开挖施工爆破中的既有隧道振动速度值控制在安全范围以内。最后,利用微振动爆破技术保证了虎头崖隧道开挖作业安全、顺利地进行。