复合式大倾角皮带机在地铁施工中的应用

城市地铁隧道普遍采用盾构法施工，通常采用龙门吊提升矿斗出渣，车站或者竖井深度较小时不会影响盾构的施工效率，但提升高度较大时会严重制约盾构的施工效率。大倾角皮带机具有连续高效提升渣土的优势，但土压平衡盾构的渣土黏度相对较大、含水量高，胶带清理不彻底问题较为突出，会影响设备的正常运行。总结现有波状挡边皮带机、斗式皮带机、夹带式皮带机3种提升皮带机的工作原理、适用范围以及土压平衡盾构施工渣土提升存在的问题，分析土压平衡盾构施工渣土特点及其对大倾角皮带机的要求，并结合工程实践，研发由牵引皮带机与支撑皮带机相配合的复合式大倾角皮带机。研究表明，采用可分离的复合式胶带、清扫器与清洗箱技术以及矩阵式高压喷水技术解决了胶带清理难题，可有效防止漏渣、掉渣，提升了施工效率和设备可靠性，推广应用市场广阔。     

狭窄空间内可拆解式盾构过站施工技术及应用——以宁波火车站为例

城市地铁施工制约因素繁杂，部分车站因先期施工预留条件不够，导致盾构接收转场时面临吊装孔无预留“吊不出”、车站净空不足“过不去”的难题。以宁波轨道交通4号线宁波火车站为例，针对狭窄空间内盾构如何过站的问题，提出可拆解盾构方案。在设计制造阶段，将盾构刀盘、前盾、中盾和盾尾按照模数分块，以控制质量和尺寸，并通过法兰和螺栓进行可拆解式连接；在施工阶段，优化施工工艺，分为8个标准步骤对盾构进行拆解组装，顺利完成狭窄空间内的过站。该方法可有效避免常规盾构拆解时狭窄空间内切割焊接对盾构产生的损伤，保障重组后盾构的稳定性，提升拆解过站效率及安全性。盾构重新组装后顺利完成了二次始发和隧道的后续推进。     

敞口式盾构在北京地区的适用性分析

通过介绍敞口式盾构主要结构、工作原理、施工步骤,结合敞口式盾构确保开挖面土体稳定,具有较好的经济性、进度指标、特殊应对功能及风险应对能力等特点,对敞口式盾构针对北京地区地层条件的适用性进行了研究分析,认为敞口式盾构在北京地区隧道施工具有一定的适用性,并值得推广。     

增设竖井及暗挖通道清除侵入盾构隧道的锚索障碍物的工程实践

为了清除周边建（构）筑物多、空地狭小且地上交通运输繁忙的盾构隧道施工时被邻近基坑侵入的盾构隧道洞身范围的锚索，在盾构隧道邻近基坑之间可利用的空间开挖竖井至底后平行于盾构隧道开挖通道。通道揭露侵入盾构隧道的锚索，采用与可变形刚性套管和滚珠钻头配套的钻机，利用通道的空间剥离锚索与地层黏结后通过穿心式千斤顶将锚索从盾构隧道所在的地层中拔出。采用该技术能完整地将锚索拔出，为盾构顺利通过锚索侵入段提供了基础，保证了周边建（构）筑物的安全和地上交通运输的正常运行。     

叠落式暗挖与盾构隧道施工的变形控制

叠落隧道施工会对地层产生多次扰动,较之单线隧道地层变形机制更加复杂,对变形的准确预测并采取可靠的控制措施是隧道安全施工的重要保证。依托某地铁区间叠落式暗挖与盾构隧道工程,首先采用数值模拟分析了叠落式暗挖与盾构隧道地层变形特性;根据数值分析的结果从地层超前加固、开挖方法、支护结构等方面制订了地层变形的控制措施,使地层变形在控制标准范围内;实际施工中采用给出的控制措施来控制地层变形,保证了工程施工安全,取得了较好的实施效果,并通过现场试验对此进行了验证。研究结果表明:暗挖隧道(上行)施工产生的地表沉降明显大于盾构隧道(下行)开挖,两洞施工结束后的地表沉降最大值位于暗挖隧道拱顶上方;对本工程不同开挖顺序产生的地表变形而言,"先上后下"施工产生的地表最大沉降值及沉降影响范围均大于"先下后上"施工,工程实际中可采用"先下后上"的施工顺序;监测数据表明将暗挖隧道作为地层变形控制重点,通过对暗挖隧道采取超前注浆,可有效控制地表变形,减小两隧道开挖的地表影响范围,说明在暗挖隧道中采用超前注浆可作为叠落式暗挖与盾构隧道修建过程中的重要安全控制措施。研究结果可为类似隧道工程的设计、施工提供一定参考。     

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。     

北京地铁大卵石地层采用开敞式盾构机施工的可行性

针对大卵石地层盾构施工的难点,从地质适用性、结构可维护性、自身性能特点、处理大卵石或孤石的优势、施工安全性与质量、施工速度等方面进行分析,阐述开敞式盾构机的可行性,给出了北京地铁开敞式盾构设计方案及施工工艺;针对大砂卵石地层中盾构施工,从掘进速度、经济特性、综合性能等方面对土压平衡盾构机与开敞式盾构机进行了对比,表明了在大卵石地层采用开敞式盾构机是值得考虑的。     

可拆芯式锚索施工技术

以地铁某车站深基坑支护为例,阐述了地铁区间隧道采用盾构法施工和明挖车站采用桩锚索支护的相互影响,介绍近几年来遇到的一些难题及采取的解决措施.基坑采用钻孔灌注桩及预应力土层锚索的支护体系,保证深基坑施工期间的相对安全,但是基坑支护体系中的锚索伸入了盾构区间隧道范围内,无形中给盾构掘进制造了障碍.现采用可拆芯式锚索,既解决了基坑支护难题,又避免了给下一步的盾构推进施工造成障碍.该方法在地铁领域的设计与施工有着重要的参考价值,可以在同类地下工程中推广应用.     

敞口式盾构关键技术与应用

为解决常规密闭式土压盾构在砂卵石、大漂石等地层中施工经常遇到刀盘被困而无法正常掘进的难题,STM063D1地铁用敞口挖掘式盾构机,采取敞开式挖掘,土体支护装置采用"帽檐式盾体结构+可伸缩前檐+可收放正面挡板"3种不同组合支护方式,螺旋机采用常压出土等技术。通过相应的部件试验检测以及整机试掘进试验,得出敞口挖掘式盾构工法相比土压盾构在特定的范围内能适应土体自立性好、基本不含水或降水的砂卵石地层的特点。敞口式盾构及相应工法值得在北京地区及全国范围推广应用。     

前进式水平注浆加固在天津软土中的应用

在天津软土富水地层中,盾构始发和接收加固是盾构施工的重大风险点,如何确保盾构始发和接收安全是盾构施工的关键,而做好盾构端头井加固是确保盾构始发、接收安全的关键。阐述在软土中施工盾构隧道采用水平注浆法加固盾构井的施工工艺。通过对天津海河共同沟盾构始发、接收加固的过程控制,加固效果抽芯取样试验,证明前进式水平注浆加固在天津软土地区能够使用。     

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。     

南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工技术探讨

简要介绍穿黄工程概况及泥水盾构施工主要作业模式。对泥水加压平衡式盾构应用于穿黄隧洞的组装、始发、掘进、管片安装、同步注浆以及盾构到达南岸的二次始发等施工技术进行了详细介绍，针对穿黄工程特殊段的掘进施工进行了探讨。     

大直径泥水盾构始发钢套筒的防扭施工技术——以孟加拉卡纳普里河水下隧道为例

为更好地控制超大直径泥水平衡盾构始发阶段的施工风险，依托“一带一路”孟中印缅经济走廊大型基础设施项目孟加拉卡纳普里河水下隧道，采用开挖直径12.16 m超大型气垫式泥水加压平衡盾构密闭始发钢套筒进行始发。为解决当地吊装资源和远洋航运的限制，钢套筒采用分片设计。盾构在套筒内破除洞门围护结构前，须严格控制盾构掘进转矩，避免盾体及钢套筒整体扭转。对钢套筒始发整体扭转进行分析，并运用有限元仿真技术分析始发施工中的盾构钢套筒抗扭性能。研究结果表明： 钢套筒可以满足始发前后所需的抵抗转矩，最大应力为16.6 MPa，最大位移为0.52 mm，最大水平位移为0.02 mm，最大竖向位移为0.51 mm，满足盾构始发钢套筒的受力和变形验算条件。基于仿真计算结果，制定对应的超大直径盾构始发钢套筒的抗扭措施。     

FFU在盾构施工中的应用

随着盾构施工技术的不断发展和完善,越来越多的地铁区间隧道采用了盾构法施工。对于盾构始发和到达端头地层通常要进行加固处理,并且需要事先机械或人工破除围护结构;但若采用其他材料代替盾构穿越范围围护结构,盾构机则可直接切削该种材料,且地层加固范围可大大缩小。结合广州地铁五号线大坦沙南-中山八站区间盾构始发井设计,探讨SEW工法以及FFU在盾构始发施工中的应用。     

盾构开挖方式与地层条件适应性研究

盾构施工的土层条件及掘进环境等越来越复杂多样,在复杂的地层开挖如何根据不同地层条件高效率地利用盾构施工技术进行开挖,成了现今盾构施工界普遍关注的问题。采用三维有限差分数值分析方法,针对土压平衡式盾构在砂性土地层及风化岩地层掘进施工中,开挖面支护压力不足所引起的极限平衡破坏状态进行了分析研究,探讨了地层条件对盾构开挖方式的影响,得出砂土不推荐使用敞开式开挖,而在风化岩地层中开挖时,为了提高施工效率,在一定条件下可以采用敞开式开挖。     

白城隧道工程大断面马蹄形盾构始发与接收技术

为解决大断面马蹄形盾构始发与接收难点，以蒙华铁路白城隧道工程为依托，对大断面马蹄形盾构始发和接收施工关键技术进行总结。其关键技术包括： 1) 始发阶段采用加强明洞代替传统盾构反力架，可降低反力架的制作、拆除费用和减少始发负环管片用量，有效缩短主体施工时间，节约项目成本； 2）始发基座的底部均匀铺设豆砾石，可减少盾构进入原状土后始发导洞与管片背部间隙回填时间； 3）始发阶段创新地采用套拱钢架代替传统始发端墙结构，减少始发附属设施的工程量，缩短始发准备时间； 4）接收阶段基座与端墙相结合，降低盾构在软弱地层接收安全风险； 5）优化盾构始发和接收位置，使盾构施工和明洞主体作业面充分利用、互不干扰，实现较好的经济效益和安全效益。     

盾构施工引起地表沉降的BP神经网络预测

根据盾构施工引起地表沉降的具体问题，结合广州地铁三号线某区间地质资料，建立了地表沉降预测的BP神经网络模型，并对网络进行了训练和测试，测试结果表明，利用神经网络进行盾构隧道施工的地表沉降预测是可行的，可用于工程实践。     

敞口式盾构在国内地铁首次成功应用

<正>北京地铁6号线二期15标郝—东区间左线全长1 064.789 m,区间隧道埋深8.7~10.2 m,其中388.294 m采用敞口式盾构施工。该盾构于2013年11月4日始发,在刚开始掘进时,曾出现土体自稳性较差、出渣量无法控制、严重超方、地表塌陷、盾构叩头等问题,通过及时改造盾构设备构造,采用分仓技术控制了掌子面塌坍问题,并通过调整每个仓室的渣土流动情况,将推力由28~30MN降至25~26 MN,实现了推进可控,逐步实现了盾构正常顺利掘进。这是敞口式盾构在中国国内地铁建设中的首次应用,以往     

全断面卵石地层泥水盾构环流系统针对性优化设计及应用

为解决泥水盾构在全断面卵石地层掘进时环流系统的堵塞滞排问题，结合洛阳地铁2号线博物馆站—九都西路站盾构区间泥水盾构全断面卵石地层中施工穿越洛河工程，提出一种并联式采石箱设计方案。先后进行普通并联式采石箱、串联采石箱、新型格栅滚筒式采石箱及直通管道自落式旁通采石方案等应用研究，并开展工业性试验，逐步总结方案并优化完善。结果表明： 1）直通管道自落式旁通采石方案，可以较好地解决泥水盾构在卵石含量高、卵石粒径大的地层中掘进时的管路滞排问题，大大提高掘进效率； 2）新型格栅滚筒式采石箱若能解决滚筒卡顿的问题，也能较好地处理类似工况； 3）对于新制造盾构，建议采用优化的新型格栅滚筒式采石箱方案，理论上该方案应更加高效。     

盾构地中对接施工技术初探

随着盾构技术在国内的广泛运用,多条穿江过海的长大隧道正在实施或已被列入规划,在这些盾构隧道施工过程中,将可能运用到盾构地中对接施工技术.该技术在国外一些重大工程中被多次运用,国内尚无工程实例.通过查阅相关文献资料,就机械式对接和土木式对接基本施工方法与比较、以及盾构主机结构设计、盾构对接测量技术等进行了初步的探讨,并提出了实施盾构对接技术还需进一步研究与解决的问题,可供相关工程设计与施工参考.