盾构区间基岩隆起和孤石爆破处理技术

厦门地铁1号线一期工程多个区间采用盾构法施工,区间存在大量的孤岩石和基岩隆起段,盾构推进遇到基岩刀盘扭矩加大、推力过高,严重威胁到盾构机施工安全。采取何种方案将孤石破碎使石块长边尺寸小于30cm以便盾构机顺利通过是工程的重点和难点。根据地质和施工条件采取深孔爆破处理技术,介绍爆破处理盾构区间岩石施工的基本参数。爆破后基岩隆起段和孤石均能够破碎分解,完全满足盾构机掘进条件。     

复合地层大直径盾构选型与掘进技术研究

盾构施工将不可避免遇到完整基岩地层、软硬不均地层或孤石地层,由于不同地层盾构施工的差异性,盾构机的选型和制造应考虑复合地层的特殊性,盾构掘进过程中也应提出有针对性的措施。结合实际工程,针对大直径复合地层盾构施工特点,进行了盾构选型与掘进技术相关措施的研究和分析,引入了土压—泥水双模式混合盾构机应用的理念,对盾构刀盘设计、常压换刀技术、破碎机配置和超前地质预报这几个复合地层盾构机制造的核心技术问题提出了相关要求,并对软硬不均地层和孤石地层两大复合地层盾构掘进难题提出了针对性的解决措施。文中所述的复合地层大直径盾构机选型和掘进技术方案已在实际工程中成功应用,可对类似工程提供指导。     

盾构参数对复合地层损失率和地表沉降的影响

为研究土压平衡式盾构机穿越复合地层过程中,不同盾构掘进参数对地表沉降值和地层损失率的影响,依托湖南商学院站至白鸽咀站区间盾构工程已有的施工沉降监测数据,利用Peck公式反推得到盾构施工在此类地层条件下的地层损失率,并通过三维有限元数值模拟分析了盾构各参数对地表沉降值和地层损失率的影响程度。研究结果表明：在掘进推力增大时,沉降槽宽度减小,沉降值增大,地层损失率增大;在土舱压力增大时,沉降槽宽度减小,沉降值增大不明显;在注浆压力增大时,沉降槽宽度减小,沉降值也减小,地层损失率减小。在盾构穿越上软下硬复合地层条件下,进行了盾构掘进参数对地层损失率和地表沉降的影响敏感度的排序,以期为此类地层盾构掘进施工的变形控制提供参考。     

盾构区间基岩凸起和孤石处理技术

随着我国地铁的迅速发展,盾构施工也被普遍运用,但孤石和基岩凸起仍是盾构掘进的一大难题。在盾构推进过程中遇到孤石和基岩凸起,不仅容易使刀具损坏、使换刀次数大幅度增加,还会造成地层扰动、隧道塌方、冒顶等严重灾害。结合广州地铁6号线(金峰站—暹岗站)区间案例,通过对孤石提前探测和预处理,解决盾构推进中孤石和基岩凸起问题,保证工程的顺利进行。     

长春地铁土压平衡盾构掘进超前加固技术

长春地铁一号线某盾构区间在富水的砂砾地层掘进,由于地层中的空洞等缺陷,加大了地面沉降超限的风险,为有效控制地面沉降,采用地面超前注浆的技术措施,使盾构顺利通过风险地段,取得了良好的施工效果。     

复合地层盾构掘进隧道地表沉降及支护受力分析

以海岛复合地层为典型代表,盾构穿越较节理发育的全风化花岗片麻岩时,地表以及地层变形难以控制,其施工安全性是需重点解决的问题之一。以厦门地铁一号线董任站~集美中心站盾构区间隧道为工程背景,对盾构穿越的典型节理复合地层盾构开挖进行数值模拟,探明了复合地层盾构施工地表沉降和支护结构力学行为特征的规律,从而为保证复合地层盾构施工安全提供指导。     

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工技术

在盾构法施工中,盾构机在富水砂卵石地层中掘进,一直是一个全新的技术难题。如何处理盾构机掘进在富水砂卵石地层,沉降大、速度慢、换刀频等问题,结合在建的成都地铁4号线正在掘进的三台土压平衡式盾构机掘进技术资料,通过统计、分析,综合考虑富水砂卵石地层中土压平衡盾构掘进参数、泥浆参数、盾构姿态、地层变形机理等信息,进行了初步探讨,对盾构机的选型及施工提出建议。     

全断面富水砂层盾构施工盾构机选型及风险控制研究

通过结合西安地铁二号线盾构全断面砂层施工中的经验,对盾构全断面富水砂层施工中盾构机选型及风险控制进行了一定分析,并给出了土压平衡盾构机全断面富水砂层掘进过程中施工风险的控制措施。     

砂卵石层中盾构施工技术分析

砂卵石层中盾构施工存在很大的风险和困难,根据长沙市轨道交通2号线长沙大道~体育公园区间盾构机穿越砂卵石层的案例,对盾构机穿越砂卵石层出现的地表坍陷原因进行了分析,并通过调整盾构施工相关参数、地层加固和加强监测等措施,确保了盾构穿越过程中地表沉降均在规范允许范围内,为以后类似条件下的盾构施工提供参考。     

青岛盾构隧道安全风险组段划分方法研究

盾构施工过程中常常发生因设备参数控制不合理而引发的风险,因此需要对盾构设备参数精细化控制,并建立完善的施工参数控制体系。在充分考虑盾构隧道穿越地层、埋深、上覆地层和地下水条件等因素的基础上,综合分析隧道所在区段内地面的环境状态,对盾构隧道进行了分类分段,最后结合实际工程对不同组段的盾构掘进参数进行了合理选取和有效控制。研究结果表明：该方法大大降低和规避了盾构施工中的安全隐患,有效控制了盾构施工中的安全风险。     

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

在盾构掘进期间,当刀具严重磨损、刀盘土仓泥饼聚结导致掘进困难并且现场客观条件限制严格时,需要带压开仓更换刀具、清理泥饼。带压开仓需要根据现场地质条件采取相应的辅助措施,当土压平衡盾构在上部为富水砂砾、下部为泥岩条件下进行带压开仓时,由于砂层透水、透气性较强,只做泥膜护壁,可能存在较大风险,还需要在地面采取辅助加固措施以确保施工安全。以南昌地铁盾构施工为例,就富水复合地层带压开仓中地面及洞内加固措施、设备保障、掌子面泥膜施作、带压开仓实施及风险控制等相关技术进行了阐述,有利于保证施工安全。     

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。     

盾构穿越南水北调中线总干渠施工技术

郑州市城郊线二期工程站场四街站～会展站盾构区间穿越南水北调中线总干渠,该工程对盾构机穿越段沉降控制要求较高,且无法实施地面预处理措施。通过试验段确定盾构机掘进姿态、出土量、同步注浆和二次注浆等关键施工参数,采取克泥效工法,加强同步与二次注浆等措施,有效控制了地表沉降、干渠沉降等,安全顺利实现下穿。     

小半径地铁盾构区间施工技术

在进行城市地铁线路规划和设计时,由于受环境的限制,有时线路半径必须取很小值。对于盾构区间,当线路半径小于300 m时,盾构机掘进施工就存在较大难度,而如果线路半径小于40倍的盾构机直径时,则在盾构机掘进和隧道质量控制方面就存在极大的难度。因此,对于小半径线路,在盾构机选型、管片尺寸选择和拼装控制等方面,都必须提前进行充分的分析和论证。结合工程实例,对广州市轨道交通五号线区庄站—杨箕站区间的200 m小半径上盾构机进行掘进时的技术进行了分析、论证和总结,希望对类似工程提供一定的借鉴意义。     

富水粉细砂地层土压盾构安全接收技术

太原地铁2-1号线联络线盾构隧道穿越富水粉细砂地层,由于地层稳定性差、地下水位浅及隧道上方地层中存在电力排管,因而接收施工风险突出。为保证盾构能够顺利安全接收,通过对端头井地层加固、在封门处安装翻板+橡胶帘布的组合密封装置、安装固定接收钢托架、根据降水井中水位确定端头井中的灌水液面高度、调整盾构机出洞掘进参数,实现了盾构机水下安全接收。盾构接收过程中地表沉降监测结果证明了水下接收方案的有效性,为今后类似工程提供借鉴经验。     

地铁区间隧道穿越粉细砂地层土压平衡盾构施工技术

石家庄市城市轨道交通1号线体育场站~北宋站区间隧道穿越粉细砂地层,施工采用土压平衡盾构掘进技术,对始发洞口进行了双管旋喷桩加固,掘进过程中优化了盾构推进速度、土仓压力、出土量、推力及注浆压力等主要技术参数,保证了施工安全,区间隧道顺利贯通;采用同步注浆和二次注浆措施及优化的掘进施工参数控制了掌子面的稳定和地表沉降。工程实践证明土压平衡盾构也适用于粉细砂地层的区间隧道施工。     

地铁盾构穿越钙质结核富集地层施工技术

郑州市轨道交通2号线盾构施工通过无水粉砂钙质结核富集地层,地质突变导致工作参数不稳定、满负荷掘进,致使地面沉降难以控制、地面沉陷、设备故障频发。对此除进行地质补勘外,对盾构设备进行局部改造、控制掘进参数,采用聚合物(或膨润土)+泡沫的组合式渣土改良方式,顺利通过钙质结核富集地层。可为今后类似地层中盾构施工提供一定借鉴和参考。     

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.     

盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC^3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明：桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min,刀盘转速应不应超过1.0 r/min;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1～5 mm/...     

基于协同学的双模盾构TBM-EPB施工复合系统协同性评价模型研究

以深圳地铁13号线双模盾构施工问题分析为基础,引入协同学理论,建立双模盾构施工子系统协同的序参量方程,应用熵权法计算各序参量的权重值,寻找影响双模盾构施工体系效率和效益提高的主导因素,构建双模盾构施工复合系统协同模型,并应用协同度对此模型进行评价。结果表明：双模盾构施工过程中,盾构机子系统、围岩子系统与环境子系统之间未出现不协同的情况,这说明双模盾构施工技术与深圳地区的复合地层具有较强的适应性。但是由于EPB模式段地层较软弱,围岩变形与地表沉降较大,协调度相对于TBM模式段较低。应用协同学理论,建立双模盾构施工复合系统协同评价模型,可得出某一区间段盾构机、围岩与周围环境之间协同水平的综合测度,为施工过程相互作用状况的空间比较和发展趋势提供参考。