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。     

超大直径盾构机刀盘吊装技术

扬州市瘦西湖隧道工程为超大直径盾构隧道工程,盾构机刀盘直径达14.93 m,刀盘质量达311.5 t,吊盘吊装过程需要经过地面水平翻转90°,吊装水平行走30 m,刀盘吊装是施工的重难点之一。在实际实施过程中,采用拆解部分刀臂吊装的方案,为盾构机安全、快速组装提供了可靠保障。     

莞惠城际Φ8.83m EPB常压开仓换刀技术

随着近几年交通工程的快速发展,盾构施工越来越多应用于地铁、城际轨道建设中。而在盾构施工中,刀具担负着切削岩土的重要作用,更换刀具也成为盾构施工中经常性的工作。根据地质等施工条件,常见的换刀方式有带压换刀和常压换刀。介绍了莞惠城际GZH-6标常压开仓换刀过程中遇到的问题及处理方法,可以为类似工程施工提供参考。     

大直径泥水平衡盾构掘进技术

雅万高铁1号隧道处于地震多发带,地下水丰富,水位季节性变化较大,这种地质下条件下隧道掘进具有很大挑战性,选用大直径泥水平衡盾构机施工。介绍了大直径泥水平衡盾构掘进工作流程、掘进参数、问题处理及采用的关键技术措施,确保印尼雅万高铁1号隧道安全顺利贯通。     

富水砂卵石地层长时间降水段大直径盾构施工技术

成都轨道交通17号线一期明九区间2#中间风井～九江北站盾构区间工程,地层具有高富水、高砂卵石含量、高强度漂石的地质结构特点,经过长时间降水后细小颗粒被带走,地层受扰动并存在大量的非稳定大卵石结构,给大直径(8.634 m)土压平衡盾构机首次在这类地层施工增加了难度。通过采用隧道盾构施工预加固、渣土改良、盾构参数精准控制、同步及二次注浆等施工技术,有效地保证了盾构施工的安全和可靠。大直径土压平衡盾构机首次在成都富水砂卵石地层长时间长距离降水段的成功应用为同类工程提供了施工经验。     

大直径盾构管片拼装技术

雅万高铁是中国高铁全产业链走出海外的第一单,1号隧道是雅万高铁全线咽喉工程,也是全线唯一采用大直径盾构施工的隧道。1号隧道为单洞双线隧道,采用外径12.8 m、内径11.7 m、宽2 m的通用型管片。以雅万高铁1号隧道盾构管片拼装为例,对大直径盾构管片拼装方法、关键技术、控制拼装精度、拼装顺序等进行系统介绍,为同类工程施工提供借鉴。     

大直径主动铰接盾构小曲线下穿地铁施工技术——以长春市地铁6号线为例

铰接盾构小曲线下穿地铁施工技术采用平衡盾构机进行主动铰接的方式完成地铁掘进施工工程。本文以长春地铁6号线隧道工程为例,通过对其中采用的主动铰接盾构小曲线下穿地铁施工技术的施工重点和难点进行详细的论述,着重讨论了主动铰接盾构施工技术的控制措施和安全性能的提升方式,为在隧道地铁掘进施工工程中进一步完善主动铰接盾构施工技术提供可行性建议。     

软土层中大直径盾构穿越高层建筑物保护措施研究

研究目的:软土地层中,大直径盾构穿越城区密集高层建筑物的施工风险很大。本文结合具体工程实例,通过理论分析和试验监测手段,对大直径盾构穿越建筑物的保护措施进行分析,提出相应的保护措施,以确保施工安全,为后续类似工程提供借鉴参考。研究结论:软土地层中,大直径盾构穿越高层建筑物,应以控制盾构施工工艺措施为主,对距隧道1D(隧道洞径)范围的建筑物,结合建筑物基础型式、沉降限值,可采用地面跟踪补偿注浆辅助措施,以加固、改良地层,确保施工安全;1D(隧道洞径)以外的建筑物,可不采取地面辅助措施;软土层中盾构过后地层工后沉降比较明显,应加强管片背后补充注浆。     

盾构过群桩基础的托换与除桩技术及其稳定性分析

随着我国城市建设的高速发展和轨道交通网络的不断完善,越来越多的城市在地铁建设过程中遇到新建隧道需要从既有建筑物桩基中穿越的难题。以上海地铁10号线曲阳路~溧阳路区间隧道穿越四平路沙泾港桥群桩基础这一施工难题为例,在参照国内外成功经验的基础上,提出了适合本工程的扩大板式基础托换以及盾构机直接切桩的施工方案。为了确保在桩基托换、除桩作业及盾构推进施工过程中桥梁和隧道结构的安全性,通过理论分析和数值计算等手段,对桩基托换施工过程中必要的地基加固范围、桩基合理开挖暴露长度、桩-筏体系受力转换机理、桥梁结构的稳定性、残桩对隧道结构的影响等问题进行了研究。研究结果不仅为工程的顺利实施提供了必要的指导作用,同时也为今后类似工程的设计与施工提供借鉴与参考作用。     

超大直径盾构负环管片拼装技术

根据南京长江隧道Φ14.93 m盾构负环管片拼装的工程实例,介绍了超大直径盾构机负环管片拼装方案及采取的技术措施,为类似超大直径盾构负环拼装提供借鉴。     

武汉地铁二号线国内首座瓦斯群隧道成功始发

9月中旬,伴随武汉项目常务副经理林建平“武汉地铁二号线范～汉区间右线盾构隧道始发掘进!”一声令下,开拓十号盾构机刀盘徐转,机体稳步向前推进,标志着由中国中铁一局城轨分公司担负施工的武汉地铁二号线范（湖站）～汉（口火车站站）区间右线盾构隧道正式始发掘进。首开国内土压平衡盾构机穿越瓦斯群掘进先河,实现了集团公司瓦斯隧道盾构掘进零的突破,     

Φ8.83m大直径土压平衡盾构刀具磨损实例分析

随着近几年大规模地铁、城际轨道交通的建设,盾构施工越来越被广泛应用。在实际施工过程中,刀盘和刀具直接接触并切削岩土、传递推力和扭矩,刀盘和刀具的磨损直接影响着盾构机的寿命,同时由于刀具的大量更换,也关系着工程的工期和总体施工效益。结合莞惠城际GZH-6标1#盾构机第4次开仓换刀和刀盘变形修复实例,介绍了工程中遇到刀盘变形及刀具磨损现象及其原因分析,阐述了相应的处理措施,可为类似工程施工提供参考。     

软土中大直径盾构穿越市政管道防护措施研究

大直径盾构近距离穿越市政主干管,无论是在施工阶段还是在运营使用阶段,都有很大的安全风险。为确保安全,在盾构穿越市政管道过程中,应控制盾构掘进参数、控制盾构姿态、加强管片背后注浆,优化浆液配比和初凝时间,以减少地层损失;对距离盾构隧道比较近的大管径,在管道与盾构隧道交叉节点处,可采用将模筑钢筋混凝土箱涵替代预制承插圆管、并对管道与隧道之间的土体进行加固改良的防护措施,以减小相互影响。以京津城际延伸线解放路隧道为依托工程,就大直径泥水平衡盾构穿越拟建市政管道的防护措施进行分析研究,以减小相互影响,确保施工安全和正常运营,为后续类似工程提供借鉴和参考。     

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。     

盾构下穿高架桥桩基的托换施工技术分析

以某区间盾构隧道下穿高架桩基为工程背景,本项目条件复杂,施工变形控制严格,对此类复杂环境下地铁盾构隧道下穿高架桥桩基的托换施工技术进行分析,突破托换过程中结构止水性能、稳定性及刀盘刀具改造等技术难点,同时采用平面应变的计算模式对托换桩的施工过程进行模拟。结果表明:桥墩、托桩最大沉降量均在预警范围内。通过研究分析施工方案技术可行、水平较高,可为类似工程提供一定的工程借鉴和参考。     

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。     

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/...     

超深盾构接收井建造技术研究

京沈高铁望京隧道全长8000m,采用两台大直径10.9m泥水盾构由进口和出口向中间掘进,四台盾构机在隧道中部的2#竖井接收。详细介绍了地下连续墙深达68m的望京隧道2#盾构接收井的建造技术,主要包括新型施工设计、周密合理的总体施工方案、三序成槽工艺、双拼工钢地连墙接头、超大钢筋笼制作与吊装、大体积地连墙混凝土浇筑、巧妙的施工降水,以及永临结合的竖井支撑等等,为类似工程提供借鉴和参考。     

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。     

盾构重叠隧道施工力学行为分析

我国地铁建设的快速发展,就涉及地铁建设中上下重叠隧道的相关问题进行研究。利用三维有限元方法并结合广州某重叠盾构施工的地铁工程实例分析了下洞（左线）隧道受上洞（右线）开挖产生的影响范围、上洞盾构在不同推进力下对下洞位移、应力和应变产生的影响和下洞局部范围在有临时支护条件下随上洞开挖产生位移和内力变化。分析表明：下洞隧道结构受上洞盾构施工的影响表示形式为上洞盾构前方的下洞结构存在向下桡曲,而在后方则向上隆起,直至趋于一个定值,其中下洞盾构机的盾尾需在上洞盾构机盾头前方的50 m;上洞隧道在推进过程中,推进力是控制下洞结构变形的主要因素。此时,应严格控制上洞盾构隧道施工时盾构机推进力大小并仔细对下洞结构变形进行监测;对下洞隧道施作临时支撑可以有效减小位移和结构的受力特性;分析计算得出的结论对于盾构重叠隧道设计和施工有一定指导意义。