盾构小曲线半径下穿注浆加固建筑群分析

盾构机掘进过程对周围建筑物、管线及道路的影响归根到底是隧道周边土体扰动造成的。本文以石家庄地铁三号线水上公园站-柏林庄站区间350 m半径小曲率转弯下穿预注浆加固建筑物为例,通过监测盾构机转弯过程中土体的分层竖向变形及水平位移数据,研究其规律及特点,同时对比直线段及曲线段特征规律。盾构机掘进过程中对土体扰动的最大沉降量为4 mm,最大上拱量为20 mm,外侧水平位移为3.9 mm,内侧水平位移为2.7 mm。结果表明,在小曲率半径转弯段,地基预注浆加固隧道周围土体仍易产生较大上拱,影响隧道施工安全,应采取有效措施进行预防。本研究可为盾构机在小曲率半径条件下通过预加固地段施工提供指导和借鉴意义。     

盾构下穿桥梁及河流关键技术方案北大核心

盾构在穿越桥梁等障碍物及河流时,施工难度高,风险大。南昌地铁1号线中山西路站—子固路站盾构区间段下穿抚河及横跨抚河的中山桥,因中山桥部分桩基深入盾构范围内,需要研究盾构穿越桥梁桩基的相应方案和技术措施。通过对拆桥重建、改线绕避以及基础托换三个方案优缺点的对比分析,最终选用拆桥重建作为盾构穿越方案。采用拆除既有桩基等障碍物,河道范围施作围堰排水,设置混凝土板抗浮,深层搅拌桩加固土体等综合措施;同时优选盾构机型及掘进模式,控制及调整掘进方向,适时注浆防护,使盾构机顺利穿越抚河。     

长沙地铁6号线盾构侧穿博物馆振动控制与监测分析

盾构机在掘进过程中,刀盘切割土体产生振动,振动传到地表会产生较大的环境影响。文章以长沙地铁6号线芙蓉中路站—烈士公园站盾构区间侧穿超敏感建筑物湖南省博物馆为背景,从监测内容、振动控制标准和系统设计等方面,对振动效应自动化监测方案、实施过程及监测数据进行研究分析,监测分析结果对控制盾构掘进引起的博物馆振动发挥了重要作用。     

盾构下穿桥梁及河流关键技术方案

盾构在穿越桥梁等障碍物及河流时,施工难度高,风险大。南昌地铁1号线中山西路站—子固路站盾构区间段下穿抚河及横跨抚河的中山桥,因中山桥部分桩基深入盾构范围内,需要研究盾构穿越桥梁桩基的相应方案和技术措施。通过对拆桥重建、改线绕避以及基础托换三个方案优缺点的对比分析,最终选用拆桥重建作为盾构穿越方案。采用拆除既有桩基等障碍物,河道范围施作围堰排水,设置混凝土板抗浮,深层搅拌桩加固土体等综合措施;同时优选盾构机型及掘进模式,控制及调整掘进方向,适时注浆防护,使盾构机顺利穿越抚河。     

复合地层盾构姿态纠偏与隧道成型质量控制

盾构法施工时盾构机的姿态控制是确保盾构法隧道成型质量的关键。盾构机在均一地层地质中掘进时盾构掘进控制较为容易,但在上软下硬的复合地层中掘进时容易出现刀具偏磨、地面沉降不易控制、盾构姿态纠偏困难等问题。本文依托盾构机在典型的上软下硬复合地层中遇到姿态出现向下纠偏困难的情况为背景,通过对地层地质、盾体姿态、盾构掘进参数及隧道管片成型姿态等数据进行综合分析,采取多种纠偏措施以及质量控制措施,使得盾构机姿态得以顺利完成纠偏且隧道质量得到良好控制的效果。此案例可为类似地下工程施工提供借鉴经验。     

基于离散元法的不同掘进条件下盾构刀盘受力分析

参数的设置对于盾构掘进施工具有重要意义,一般需根据土层情况和盾构机性能综合考虑施工过程中的掘进速度和刀盘转速。本文以武汉地铁12号线科普公园至丹水池区间越江隧道泥水平衡盾构施工为依托,采用离散元数值模拟方法,在PFC3D软件中参照实际参数构建土层和盾构机模型,模拟盾构机掘进过程,研究不同土层参数、掘进速度和刀盘转速条件对刀盘受力的影响规律。结果表明,土层参数对刀盘受力和挖掘效率影响较大,刀盘受力与掘进速度呈正相关,而与刀盘转速呈负相关,进而与贯入度呈现负相关,这一规律主要与刀盘对土体的挤压和切削效应有关;在施工过程中调整掘进参数时应保证掘进速度和刀盘转速的平衡。     

砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究

盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上,极易出现地表沉降超限、塌方等事故.为此,以北京地铁9号线盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫十膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;在土体改良过程中应根据出土量、土压力、盾构推力及刀盘扭矩等参数的控制情况,及时调整土体改良剂的注入时间、注入量等参数;在确保盾构出土量可控的前提下,采用满舱欠压掘进模式可以提高砂卵石地层盾构掘进的效率.     

砂卵石地层下盾构过浅覆土路段施工措施

以成都地铁区间隧道工程为实例,阐述了富水砂卵地层条件下盾构机通过浅覆土路段时地层破坏机理,同时用有限元软件PLAX IS进行了数值模拟分析,研究发现盾构机过浅覆土路段对地层扰动性较大,施工安全系数低,必须采取加固土体、改善盾构掘进参数等一系列施工控制措施。     

盾构穿越始发段土体加固区时土体沉降扰动分析

在整个盾构的掘进施工过程中,其始发段施工是事故频发的危险区段。为此,以武汉市地铁江汉路到积玉桥越江段施工为背景,选用FLAC3D软件对盾构穿过始发段全过程的土体扰动规律进行分析。数值仿真分析结果表明:在始发阶段盾构经过土体加固区时,土体横断面沉降槽呈现正态分布规律;将土体加固后,加固区的地表沉降很小,表明加固区土体受到的盾构施工扰动效应较非加固区明显减小;盾构中部通过加固区和非加固区分界面时地表沉降增加速率最大,盾构机前部和尾部通过时地表沉降增加的速率较小;盾构掘进过程中非加固区土层的沉降槽均呈现正态分布,盾构掘进主要影响盾构开挖洞口横向两侧18~22 m范围内土体,以及纵向15~20 m范围内的土体。     

砂卵石地层下盾构过浅覆土路段施工技术

以成都地铁区间隧道的工程为例,阐述了富水砂卵地层奈件下盾构机通过浅覆土路段地层破坏机理,同时用有限元软件plaxis进行了数值模拟分析,研究发现盾构机过浅覆土路段对地层扰动性较大,施工安全系数低,必须采取加固土体、改善盾构掘进参数等一系列施工安全性的控制措施。     

考虑施工过程的土压平衡式盾构隧道掘进数值分析

研究目的:通过建立三维有限元模型,对土压平衡式盾构隧道掘进的施工过程进行模拟,模拟中考虑了盾构机作用、盾尾空隙及注浆的影响、后方台车重量等因素,并采用了位移控制的求解方法.该计算模型可以用于探明地表或地中位移的大小和分布情况,以及地层移动随盾构机掘进的动态变化规律.研究结论:盾构掘进时地表沉降主要在盾构机前方1D到盾构机后方2D的范围内产生,随着埋深的增加,地层受盾构机的扰动也大.盾尾空隙的存在是造成地层移动的主要原因.盾构掘削面到达前,地表将沿着盾构机推进方向产生移动,该移动在盾构通过时受地层沉降的影响会先减小后增大,并在隧道建成后出现最终的最大值.     

盾构机纠偏线路设计

为了控制盾构机按照隧道设计轴线掘进,当盾构机实际位置与设计轴线偏差过大时,需要进行纠偏。为防止纠偏过度产生蛇形掘进,就要设计最优的纠偏曲线。对纠偏曲线设计的约束条件进行分析,通过推导建立了纠偏曲线模型。     

基于盾构掘进参数的LVQ神经网络地层识别

以苏州4号线2标及2号线东延伸线5标地铁工程为背景,分析了盾构机的掘进参数:千斤顶推力、推进速度、刀盘扭矩、螺旋机转速和同步注浆量在不同地层条件下的变化规律。提出了基于盾构机掘进参数的学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络地层识别方法。建立了以盾构机五个掘进参数作为输入,地层特性编码为输出的数学模型,通过每种地层100组训练样本对模型进行训练,通过57步训练,训练样本误差控制在0.1以内,并用每种地层50组检验样本进行检验,地层总体识别率达到82.7%。     

高富水复杂地层中泥水平衡盾构机穿越风井施工关键技术

为解决泥水平衡盾构机在高富水复杂地层工况下盾构机直接穿越风井技术难题,以长沙市轨道交通3号线一期工程SG-5标段阜埠河站～灵官渡站区间为例,将砂浆回填法应用于现有地层下的盾构机风井施工技术方案中。通过进一步工程实践,从盾构机风井砂浆回填施工方案、盾构机姿态控制以及管片拆除等三方面展开相应的实践研究。设计了符合现有地层下的盾构机风井砂浆回填结构,确定了回填方量以及回填高度;制定了砂浆回填过程中盾构机掘进参数控制策略,确定了盾构机切口压力以及掘进速度控制范围;分区间距离提出了盾构机掘进过程中姿态测量方案以及砂浆回填后管片拆除的施工方法。通过上述策略安全顺利地完成盾构穿越中间风井施工,以期为今后类似工程施工提供借鉴。     

土压平衡盾构机过富水砂层施工技木

针对土压平衡盾构机在富水砂层不利地质中作业时易出现地层沉降、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题,提出盾构机掘进工艺流程及操作要点,并结合项目特点提供了关键材料的配合比,为土压平衡盾构机在类似富水砂层地质条件作业提供借鉴.     

圆砾泥岩复合地层泥水盾构下穿建筑物

泥水盾构机在圆砾、泥岩复合地层中掘进时,容易发生泥浆管、盾构机前仓进渣口堵塞(堵管堵仓)的现象,引起前仓压力波动,施工风险急剧增加。通过对盾构泥浆性能进行优化,降低堵管堵仓发生的概率;通过设定合理的前仓压力,优化掘进参数,保证开挖面的稳定,有效控制建筑物变形;之后选取正确的材料和施工工艺,利用同步注浆和二次补浆,有效控制地层和建筑物后续变形;同时利用信息化管理技术,采用自动化监测和信息化管理平台,使地下与地上联动,及时调整施工参数,更加有效地控制了建筑物沉降,为盾构机安全顺利下穿建筑物提供有力保障。     

孤石地层盾构推进施工技术

孤石在盾构施工中的影响主要有两方面:一是对盾构机的影响,表现在对刀具、刀盘以及主轴承密封的损伤;二是对施工质量的影响,表现在盾构姿态难以控制导致偏离隧道轴线,以及土仓压力难以控制导致前方土体坍塌。结合福州地铁1号线工程实例,讨论盾构穿越孤石地层的难点和风险,重点介绍了破除孤石的主要方法和施工中的掘进技术,以及孤石地层中进行孤石预处理的重要性。     

盾构机正穿人行天桥施工技术

结合郑州市轨道交通1号线一期工程会展中心站～黄河东路站盾构区间通过人行天桥实例,阐述中原地区黄河泥沙於沉地层中盾构机穿越人行天桥建筑物一级风险源多层次、立体式施工措施。盾构机正穿人行天桥时采用的掘进参数控制、桥梁加固、隧道二次补浆及地面注浆的方法,使得人行天桥沉降得到很好的控制,可为以后类似施工提供借鉴与参考。     

盾构刀盘开口率对富水粉细砂层地表沉降的影响

针对盾构机在富水粉细砂层中修建地铁引起的地表沉降问题,基于地表沉降理论,以太原地铁2号线某富水粉细砂层的盾构掘进区间段为研究对象,模拟不同开口率的刀盘对地表沉降的影响.结果 表明,土压平衡式盾构机采用大开口率刀盘更适用于掘进富水粉细砂层,选用50％开口率的刀盘的土压平衡盾构机可成功将地表沉降控制在2 cm以内;推导出的经验公式适用于盾构机掘进富水粉细砂层的地表沉降计算;根据盾构实测出土量最终确定刀盘开口率为51％的盾构机更适合掘进太原地区富水粉细砂层.     

复杂地质条件盾构机穿越新城河涌技术

以广佛某标段盾构穿越新城河涌为依托,对盾构施工重难点进行了分析,试验掘进时取得了盾构机参数,制定了盾构机过河的检修与保养、开挖面的控制与管理等技术措施,确保了盾构机快速、顺利地通过河涌,避免了施工风险,提高了施工功效,节约了施工成本。