佛莞城轨狮子洋隧道采用双模盾构掘进施工

<正>日前,佛莞城际轨道交通广州南站至望洪站段站前工程施工总价承包(FGZH-3标)项目的招标评标工作已经结束,佛莞城际铁路狮子洋隧道即将开工建设。佛莞城际铁路狮子洋隧道是目前国内在建的直径最大的铁路盾构隧道,是国内水头最高的水下盾构隧道,也是国内首次在大直径盾构领域采用土压-泥水双模盾构掘进施工,而已经通车的广深港狮子洋隧道采用了盾构法"相向掘进、地中对接、洞内解体"技术施工。     

世界最大水下城际铁路盾构隧道——佛莞城际铁路狮子洋隧道

佛莞城际铁路FGZH-3标狮子洋隧道是目前世界最大水下城际铁路盾构隧道，全长6 476.4 m，区间地质复杂,，明挖隧道区间均位于淤泥和砂层中，盾构区间长距离穿越典型的软弱破碎地层、含水软岩、软硬不均混合地层等特殊地段复合地层，在国内城际铁路尚属第一次。工程存在软弱地层大直径盾构端头加固，浅覆土施工掘进控制，盾构大件吊装控制，盾构穿越破碎带和长距离穿越狮子洋、水压高、局部地层透水性强造成施工风险大等难点和问题，分别针对上述问题制定了相应的解决措施。工程创新主要有常压换刀刀盘、始发延伸导轨、反力架轴力计、泥浆管环缝滚焊机、激光颗粒分析仪和同步注浆工艺改进。工程自2015年1月1日开工，计划于2019年5月30日竣工，共计53个月。     

2019年12期消息

消息1：241项工程荣获中国建设工程鲁班奖 (1948);消息2： 鹿岛建设开发盾构掘进管理可视化系统“KaCIM′S” (1956); 消息3：深中通道首节约6万t钢壳沉管完成浇筑并纵移成功 (1992) 消息4：世界最大水下铁路盾构隧道———佛莞城际铁路狮子洋隧道贯通 (2035) ;消息5：《全球工程前沿2019》报告发布 (2049); 消息6：国内首台中心螺旋出渣双模盾构顺利通过验收 (2057) 。     

2019年12期消息

消息1：241项工程荣获中国建设工程鲁班奖 (1948)；消息2： 鹿岛建设开发盾构掘进管理可视化系统“KaCIM′S” (1956)； 消息3：深中通道首节约6万t钢壳沉管完成浇筑并纵移成功 (1992) 消息4：世界最大水下铁路盾构隧道———佛莞城际铁路狮子洋隧道贯通 (2035) ；消息5：《全球工程前沿2019》报告发布 (2049)； 消息6：国内首台中心螺旋出渣双模盾构顺利通过验收 (2057) 。     

佛莞城际铁路狮子洋隧道设计综述

在建的佛莞城际铁路狮子洋隧道是第2条下穿珠江口狮子洋海域的盾构隧道,具有大直径(13.1 m)、高水压(最大水压0.78MPa)、地质条件复杂(全断面土岩复合地层、穿越3处破碎带和2处水下断层)、独头掘进距离长(长4.9 km)、行车速度高(时速200 km/h)等显著特点。本文以该隧道工程为背景,采用工程类比、资料调研、经验总结等方法,通过对工程总体设计及关键技术的阐述,解决了基岩地层水下盾构隧道合理埋深选择、管片环向错台控制、高水压管片接缝防水、循环荷载下基底软弱地层沉降控制、内部结构同步施工等技术问题,提出了铁路盾构隧道管片双掺钢纤维及聚丙烯纤维以提高耐火性的方法,同时对复合地层(尤其是破碎地层)盾构选型、高水压条件下开舱技术进行了探讨。     

城际铁路大直径泥水盾构施工风险及对策——以佛莞城际铁路狮子洋隧道工程为例

盾构直径过大,其成本和安全风险也将成倍增加。结合佛莞城际铁路狮子洋隧道工程地质特性和工程重难点,分析大直径盾构在高水压、强透水性、复合地层施工过程中设备选型、长距离独头掘进、穿越软硬不均地层与断层破碎带等存在的风险。具体从常压刀盘、泥浆环流系统选型设计以提高设备适应性,制定开挖管理与泥浆管理并重的掘进参数控制方法,针对上软下硬和断层破碎带地层的施工风险控制等方面提出相应对策,规避地质重大风险,确保大直径水下盾构隧道的施工安全。     

我国水下盾构隧道代表性工程与发展趋势

进入21世纪以来,我国水下隧道进入快速发展阶段,取得了辉煌的成就,一大批已建和在建工程极大推进了我国乃至世界水下盾构隧道技术的进步。概述我国水下隧道的发展历史,总结南京长江隧道和广深港高铁狮子洋隧道等代表性已建水下隧道的技术难题和主要技术进步,梳理武汉三阳路长江隧道、佛莞城际铁路狮子洋隧道和苏通特高压输变电工程长江隧道等在建的代表性水下隧道和深茂铁路珠江口隧道、汕头湾海底隧道、南京和燕路长江隧道等拟建代表性水下隧道的特点和难点。进一步分析我国水下盾构隧道的发展趋势:由单一软土地层向土砂复合地层发展、由大直径向超大直径发展、由中等水压向高水压和超高水压发展、由常规岩土向特殊岩土和不良地质发展、由中等烈度地震区向高烈度地震区发展、由单一工法向多工法组合发展,并提出需要加强研究与创新的技术难题。我国水下隧道仍将处于高速发展期,需从规范、标准、地质勘察、设计、施工与管理、装备和材料等方面不断完善和创新。     

中铁隧道参建的广深港铁路狮子洋隧道全线贯通

3月12日,中铁隧道集团参建的国内采用盾构法施工的首座水下铁路隧道——广深港铁路狮子洋隧道全线贯通,标志着我国长距离水下铁路隧道的施工和科研取得了重大突破。该隧道全长10.8 km,为双线隧道,是目前国内最长、标准最高的盾构隧道,同     

盾构带压进舱开挖面稳定性分析及合理进舱换刀区间判断研究

为探究盾构隧道施工中带压进舱换刀作业的合理区段，分析带压进舱过程中开挖面的失稳规律，依托佛莞城际铁路狮子洋隧道工程，对隧道穿越不同地层进行开挖面稳定性计算分析，得到不同地层环境下的最高带压进舱埋深；提出选取适合盾构带压换刀作业断面的判别方法，并针对依托工程给出合理换刀位置选择的建议。研究得出： 1）针对狮子洋隧道工程圆砾土、强风化泥质砂岩及中风化泥质砂岩3种地层，围岩自身稳定性越强，进舱时所能承受的上覆土越高，开挖面变形越小，越适合进舱作业； 2）对于淤泥地层而言，由于自身流动性较强、稳定性差，不适合带压进舱作业; 3）对比实际施工进舱换刀作业时施加的支护力，楔形滑块模型计算方法所得最小支护压力偏大，数值计算方法所得结果偏小，但更接近实际极限情况; 4）结合现场带压进舱作业验证，本文提出的方法可以较为准确地判断隧道全区段带压进舱的可行性，可初步给出适合带压进舱工作的盾构隧道施工区间，为实际工程选择进舱作业位置给出建议。     

长株潭城际铁路“洞穿”湘江

<正>2014年10月16日,长株潭城际铁路综合I标湘江隧道开福寺站至滨江新城站区间左线顺利贯通,"城铁I号"大直径土压平衡盾构在开福寺路地下30 m破土而出,标志着长株潭城际铁路成功穿越湘江。长株潭城际铁路湘江隧道是我国首条土压平衡盾构铁路隧道,也是国内首个采用大直径土压平衡盾构施工的过江隧道。开福寺站至滨江新城站区间长2 710.7 m,其中穿越湘江段1 100余m。地面建筑物密集,交通繁忙,盾构穿越湘江段地质复杂多变、覆     

狮子洋隧道盾构施工危险源分析及对策

以广深港铁路客运专线狮子洋隧道盾构工程为依托,通过对狮子洋隧道盾构施工中的重大危险源:带压进仓、常压进仓、泥水系统、盾尾密封等进行分析,制定了针对性的应急措施和安全控制要点,施工中有效规避了重伤以上安全责任事故的发生,细化并规范了特长水下盾构隧道施工防灾、救灾管理,以期为类似工程特别是大直径水下盾构工程施工提供参考。     

莞惠城际铁路隧道安全风险管理研究

针对莞惠城际铁路隧道多处跨(穿)既有铁路及公路、多处浅埋及软弱围岩、爆破作业频繁、沿线房屋建筑密集等特点,通过对莞惠城际铁路隧道风险管理的实践进行分析和总结,系统研究设计阶段、施工阶段采用合理的风险评估方法、对象和控制技术,有效防控了城际铁路隧道安全风险,可供类似工程参考.     

莞惠城际铁路隧道安全风险管理研究

针对莞惠城际铁路隧道多处跨（穿）既有铁路及公路、多处浅埋及软弱围岩、爆破作业频繁、沿线房屋建筑密集等特点,通过对莞惠城际铁路隧道风险管理的实践进行分析和总结,系统研究设计阶段、施工阶段采用合理的风险评估方法、对象和控制技术,有效防控了城际铁路隧道安全风险,可供类似工程参考。     

富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构施工技术

结合新建广深港铁路客运专线狮子洋隧道工程出口段的盾构施工,介绍富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构掘进参数选择与优化、控制措施、施工过程及重难点、常见问题及处理措施。     

客运专线狮子洋隧道盾构主要结构与对接施工设计方案

广深港客运专线狮子洋隧道是国内首次采用盾构法施工的客运专线隧道,也是国内首次在水底进行长距离掘进和地中对接施工的盾构工程.介绍了适用于狮子洋隧道SDⅢ标段的工程地质及水文地质的盾构设计特点及盾构的地中对接施工技术.     

近2年我国隧道及地下工程发展与思考(2019—2020年)

我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019—2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。     

基岩破碎带与软硬不均等不良地层盾构掘进技术分析

为了解决并进一步研究盾构在基岩破碎带或上软下硬等不良地层中掘进时易出现的问题和盾构设备的适应性问题,针对广深港客运专线狮子洋隧道和长株潭城际铁路湘江隧道2个不同的工程项目和盾构形式,在硬岩地层掘进中出现的坍塌受阻情况和处理技术方案进行了阐述和总结。分析2个工程的地层特点、掘进时采取的措施和施工中存在的问题,论证泥水和土压平衡2种盾构在相关不良地层中的适应性和掘进技术的观点,并对双模盾构和常压刀盘的应用提出了质疑和建议,以期对今后类似工程的盾构选型和掘进施工有一定的借鉴意义。     

2018年第12期消息

消息1：世界最大水下铁路隧道盾构成功穿越狮子洋……1934；消息2：全国首例深层隧道排水工程盾构隧道在广州贯通……1982；消息3：首条地下高速隧道亮相洛杉矶……2057；消息4：世界首个隧道日诞生〓国际隧道协会将每年的12月4日定为“世界隧道日”……2062。     

大直径盾构双线隧道下穿高铁车站的受力变形研究

针对广州地铁十八号线大直径盾构双线隧道近距离下穿佛莞城际番禺大道站,建立三维地层-结构有限元模型,研究了车站结构和盾构隧道的受力和变形特征,并结合现场监测数据进行对比。研究结果表明:车站结构及隧道变形计算结果均小于规范限值,车站地连墙、底板弯矩增量稳定;实测车站结构沉降和水平位移最大值均发生在盾构双线施工完成,并与有限元计算结果接近;双线盾构的掘进对车站侧墙、抗拔桩和隧道水平位移的影响主要发生在左线掘进过程中;车站结构的内力和变形的变化趋势与盾构施工密切相关,右线、左线盾构依次掘进对车站底板沉降影响具有叠加效应。研究结果可为大直径盾构近距离下穿建筑物受力变形影响分析提供参考。     

铁路盾构隧道下穿新、旧高速公路桥桩保护技术研究——以广佛城际下穿佛开高速桥桩工程为例

为研究城际铁路盾构隧道下穿既有高速公路连续梁新、老桥桩群的影响并确定保护方案,以广佛城际下穿佛开高速桥桩为例,通过线路方案论证、允许变形反演分析、三维数值模拟分析及现场验证的方法,寻求线路安全位置、桥桩容许扰动沉降限制、桥梁保护方案及变形监测的规律,提出合理方案。结果表明:1)通过采用"选择线路竖向安全线位+补偿顶升+盾构微扰动掘进+管片背后补偿注浆"综合保护方案,盾构隧道下穿桥桩群是可行的;2)有限元分析可获取桥桩的允许扰动值,预测隧道下穿桥桩的变形,为安全下穿提供监测控制指标;3)盾构施工期间加强参数控制,对桥桩实施动态监测,最终桥桩沉降控制为2mm以内。