小曲线半径盾构管片拼装质量控制

目前,不少大中城市的轨道交通系统已经进入快速建设阶段,盾构施工也如火如荼。本文通过对武汉地铁六号线一期工程第三标段小曲线半径盾构隧道施工技术进行分析和总结,提出控制措施来指导施工,以期减少管片拼装质量问题的产生,提高隧道施工质量,对今后小曲线半径盾构施工提供借鉴。     

小曲率半径隧道盾构推进的轴线控制

盾构沿小半径曲线掘进,难度最大的问题是隧道轴线控制。该文通过小半径曲线隧道盾构掘进土压的分析,采取小半径曲线隧道盾构掘进措施,提高了小曲率半径盾构隧道施工质量。其重要途径是采用铰接盾构;勤测勤纠;合理控制盾构推进参数。     

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。     

小半径曲线段盾构施工管片破损原因分析

由于盾构隧道的不断发展,盾构管片的病害也越来越多,尤其在小半径曲线段的盾构施工中,管片破损极其严重。本文通过对某地铁隧道小半径曲线段的盾构施工衬砌管片破损情况进行分析,阐明管片破损原因,为今后的盾构施工提供有效的参考。     

瘦西湖超大直径盾构隧道施工对周边环境影响分析

大直径曲线盾构隧道中,盾构掘进时盾构对其两侧和拱顶上方的土体作用不同,不同位置土体表现出不同的变形规律。为了保证曲线盾构隧道施工安全进行,并针对变形的差异性提出相应的解决方案,采用现场监测和FLAC 3D数值模拟相结合的方法,对超大直径曲线盾构隧道施工中周边土体变形进行分析,监测项目包括地表沉降、分层沉降、土体深层水平位移。研究结果表明:1)随着隧道掘进,地表沉降呈现反"S"形变形趋势,与3个变形阶段对应,即盾构切口到达时缓慢隆沉,盾构通过时沉降较快,盾尾脱出时沉降趋于稳定;2)横向沉降槽曲线中,掘进时隧道掘进方向曲线内侧沉降量比外侧对称位置沉降更大;3)土体水平位移在隧道掘进方向曲线内侧变形量小于外侧变形量。     

富水砂层土压平衡盾构小半径曲线始发掘进参数控制研究

盾构始发是盾构施工的关键环节，也是盾构施工时的高风险环节。为给南昌地区富水砂层条件下盾构曲线始发施工提供掘进参数设置样本，以南昌市轨道交通3号线绳金塔站—六眼井站盾构始发工程为背景，对富水砂层盾构小半径曲线始发段主要掘进参数进行统计分析，确定相关参数的优势区间，并基于盾体姿态控制参数和地表沉降进行掘进参数控制效果评价。结果表明： 1）盾构水平方向2组油缸推力在曲线段和直线段变化差异明显，线路平曲线半径越小，差值越大，在左右线曲线段和直线段水平方向2组油缸推力分别相差872%和758%； 2）线路平曲线半径越小，所需的总推力和刀盘转矩越大，而掘进速度略有降低，左右线总推力均值为1 3976 t和1 6717 t，刀盘转矩均值为3 1011 kN·m和3 7239 kN·m，掘进速度均值为388 mm/min和351 mm/min； 3）由于始发段掘进断面地层相对均一，土舱压力基本随隧道埋深呈线性增加，而由于右线曲线半径更小，因此右线土舱压力离散程度相对较高； 4）左右线盾尾注浆量差异不大，优势区间均为3~6 m3，均值约为4 m3； 5）左右线曲线始发段水平方向盾体姿态超限率分别为2%和4%，地表累积沉降最大值仅为625 mm，表明本工程小半径曲线始发段掘进参数控制效果较好，掘进参数对地层条件和线路线型具有良好的适应性。     

盾构过小半径曲线段施工质量控制

本文针对广州地铁六号线盾构四标海—东项目部盾构在小半径曲线段施工中遇到的质量问题,通过认真分析研究管片渗漏水、错台、崩缺等质量缺陷成因,总结得出一些关于提高盾构隧道施工质量的纠正及预防措施,以便日后类似工程建设提供借鉴与参考。     

隐覆溶洞对地铁盾构隧道稳定性影响的数值分析

为研究岩溶区隐覆溶洞对盾构地铁隧道区间稳定性的影响，依托位于高原岩溶发育区昆明轨道交通4号线联大街站—吴家营站区间盾构地铁隧道工程，应用物探钻孔法和电磁波CT法勘探盾构地铁隧道区间的溶洞分布； 采用三维有限元数值分析方法，分别研究盾构隧道不同埋深时隧道下侧溶洞对隧道稳定性的影响，以及隧道周边溶洞半径、溶洞填充状态、溶洞位置、溶洞隧道间距对盾构隧道开挖稳定性的影响，分析岩溶发育区盾构法地铁隧道施工过程中隧道结构的稳定性。研究结果表明： 1）综合应用钻孔法和电磁波CT法，可较好地判断岩溶强发育区内的溶洞分布； 2）当隧道周边溶洞尺寸和位置不变时，盾构隧道围岩塑性区和变形量随溶洞埋深的增大而增大； 3）当隧道周边溶洞半径增大时，溶洞与隧道围岩间的应力集中区域变得分散，盾构隧道围岩变形量减小； 4）隧道周边溶洞内填充物及数量对盾构隧道围岩的变形量基本没有影响； 5）隧道周边溶洞位置对盾构隧道围岩变形的影响程度分别为盾构隧道围岩左、右侧的溶洞大于盾构隧道围岩下侧的溶洞，盾构隧道围岩下侧的溶洞大于盾构隧道围岩上侧的溶洞； 6）隧道周边溶洞仅在距隧道一定范围内才对盾构隧道施工稳定性有较大影响。     

双孔隧道中后掘进盾构对地表沉降的影响

受地下空间限制,城市地铁双线隧道间净距较小,后掘进盾构隧道施工将引发地层二次扰动,导致额外地层变形,对临近构筑物安全威胁尤甚。当前研究主要基于地表横向沉降曲线研究双线隧道掘进引起地表的沉降规律和地层扰动特点,但地表横向沉降曲线不能全面反映前、后掘进盾构隧道施工引起的地表沉降发展过程及规律。以杭州地铁某区间双线盾构隧道地表沉降长期监测数据为依托,采用地表沉降时程曲线和地表横向沉降曲线相结合的方法,分析双线盾构隧道前、后掘进引起的地表沉降规律。研究表明,后掘进隧道引起的土体损失率在0.6%～0.8%之间,地表最大沉降量在15.2～20.7 mm之间,均大于先行隧道引起的土体损失率和地表最大沉降量;由于后掘进盾构对地层的二次扰动,导致最终地表沉降槽曲线并不严格关于双线隧道轴线中点对称分布,地表沉降最大值略微偏向后掘进隧道轴线。通过地表沉降时程曲线发现,先行盾构通过监测断面后,地表沉降迅速发展,主要沉降范围在隧道轴线6 m范围内;由于先行盾构隧道掘进扰动,在后掘进盾构到达前2天(约3倍盾构直径距离)地表开始发生明显的沉降;在后掘进盾构施工影响下,所引起其轴线处地表沉降量大于先行掘进盾构所对应的轴线处沉降值。     

武汉长江隧道科研施工取得多项突破

为解决武汉长江隧道施工中的难题,中铁隧道集团先后投人500万元科研经费,重点开展了13个课题的科研攻关,并取得了多项突破：1．首次自主完成了4．5巴高压进仓作业,解决了高水压下刀具检查与更换等难题。2．加强了盾构的姿态控制与管片选型的技术研究,解决了大断面、小曲线半径的隧道施工中管片易破损的难题。3．刀盘刀具优化设计,解决了盾构穿越软硬交错地层的技术难题。4．实现了掘进距离超过2500m不换刀,采用高分子聚合物泥浆体系解决高水压富水砂层隧道开挖面的稳定问题。     

盾构隧道施工质量缺陷浅谈

介绍地铁盾构隧道施工中出现的主要质量缺陷,对造成这些质量缺陷的原因进行了分析,并提出了预防和克服质量缺陷的措施.分析表明盾构隧道施工过程中的质量缺陷大多数是很常见的,并且相互影响,其中施工技术和施工操作是引起盾构隧道质量缺陷的最主要原因.     

曲线盾构隧道施工数值模拟及稳定性分析

因受地质条件和施工条件的限制,超大直径小半径曲线连续盾构隧道在施工过程中带来的剧烈围岩扰动可能致使地面发生较大的隆沉现象。主要原因与隧道开挖面难以保持平衡稳定息息有关,因此,研究隧道开挖面的稳定性对确保超大直径小半径曲线盾构隧道的施工安全十分必要。依托武汉两湖隧道超大直径小半径曲线盾构隧道工程,采用ABAQUS有限元分析软件进行三维数值模拟,分析标准工况下隧道掘进产生的地层变形,总结开挖面支护压力的变化对隧洞周围围岩的影响规律,计算得其最小极限支护压力为47.34 kPa。     

浅析盾构隧道无轨行走全断面维修平台施工技术

在大型工程项目的建设过程中,盾构隧道施工设备至关重要,设备技术的性能如何直接对盾构隧道施工质量和施工安全产生直接影响。本文围绕一种盾构隧道无轨行走断面维修平台架技术进行了探讨,论述了盾构隧道无轨行走断面维修平台的技术方案和实施方式,供相关人士参考。     

双线地铁隧道泥水及土压平衡盾构施工地层变形特征研究

为分析圆砾地层双线地铁隧道分别采用泥水和土压平衡盾构施工时的地层变形特征，以南宁地铁3号线东葛路站-滨湖路站区间盾构施工工程为背景，采用现场监测数据分析2种盾构施工时的地表横向沉降特征和监测点纵向沉降历程特征。利用FLAC3D软件对2种盾构工法进行简化模拟，验证模拟方法的可行性； 设计双线地铁隧道分别采用土压平衡盾构和泥水平衡盾构、全部采用泥水平衡盾构、全部采用土压平衡盾构3种工况的模拟方案，研究3种工况下的地层变形特征。研究结果表明： 1)双线地铁隧道采用2种类型盾构施工时，地层沉降曲线偏向土压平衡盾构施工的隧道一侧； 采用同种类型盾构施工时，地层距离隧道越近，沉降曲线呈“W”特征越明显； 2)双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时各地层沉降较大，地表横向沉降影响范围约50 m； 采用泥水平衡盾构施工时各地层沉降相对较小，地表横向沉降影响范围约30 m； 3)3种工况下，双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时引起的地表水平位移最大。     

急曲线盾构隧道近接施工研究

城市急曲线盾构隧道工程的近接施工,会引起复杂的地层效应和隧道结构内力,施工难度大。广州城市轨道交通5号线动物园～杨箕区间隧道为典型的近接急曲线盾构隧道,具有大坡度、急曲线、上下重叠、近接施工等特点,为了确保工程的顺利开展,需正确理解和评估两隧道的相互作用。基于有限元分析,对此急曲线隧道区段上下重叠、45°平行与水平平行三种典型近接施工进行了数值模拟,分析研究了后建隧道对先建隧道的相互影响,对隧道结构内力与变形以及地层位移的变化规律分别进行了总结分析,所得结论指导了工程现场施工,为同类工程积累了经验。     

超大直径盾构小半径转弯技术研究

以上海市北横通道的具体工程实施为背景,从设计与施工两方面对超大直径小半径曲线盾构隧道的相关技术进行研究,解决小半径曲线盾构隧道中所出现的技术难题。     

小断面长距离盾构隧道施工通风技术

结合城陵矶长江穿越盾构隧道施工段通风方式,对小断面长距离隧道盾构施工的通风方式作了完整和翔实的介绍,具有较强的可操作性,可为类似工程提供借鉴。     

矩形盾构隧道准通用环管片排版技术研究

为解决矩形盾构隧道管片排版拟合任意空间设计曲线这一问题，提出了一种矩形盾构隧道准通用环管片排版技术，采用2种管片形成4种不同姿态拟合平竖设计曲线。利用Visual Lisp语言编制矩形盾构隧道准通用环管片排版程序，在一个500 m小转弯半径工程案例中进行管片预排版并验证其可行性。结果表明： 1）2种管片类型的数量大致相等； 2）拟合后的隧道平曲线与理论平曲线最大偏差为16.6 mm，竖曲线最大偏差为13.2 mm，满足相关规范要求。     

主动铰接盾构在连续小半径曲线中风化泥岩的掘进控制技术

武汉市轨道交通11号线东段工程光谷四路站—光谷五路站区间为"S"型连续曲线,最小平曲线半径为350 m,采用盾构法施工。通过对主动铰接盾构机掘进控制的难点分析,从土压力、千斤顶推力、千斤顶行程差、水平铰接角度和前盾水平趋向等方面采取有针对性的技术控制措施,使成型隧道轴线、管片错台控制在规范允许范围之内,成功解决了连续小半径曲线隧道盾构施工轴线难以控制、管片容易错台等大问题。     

盾构在复杂地质条件下的进出洞施工技术

以上海地铁9号线二期2标段源深路中间风井盾构进出洞为例,介绍土压平衡盾构机在遇到超深埋、承压水层、冰冻法、小曲线半径、盾构沿曲线轨迹在风井内平移以及盾构近接重要建（构）筑物等技术难题时,通过方案优化,制定切实可行的对策：强化洞门止水、采用切线进洞和补偿法出洞、提前对近接建筑物加固等措施,安全顺利地完成盾构进出洞施工。