大跨径地铁车站TBM与暗挖交叉施工技术

在大跨径地铁车站TBM与暗挖交叉施工中,为最大程度地减小车站施工与TBM施工的相互影响,使车站和TBM均能安全、连续不中断地施工。以重庆轨道交通六号线红土地车站为例,采用TBM从下部掘进过站后再进行上部核心土开挖,先施作拱部二次衬砌混凝土,再进行下部开挖及边墙衬砌施工,即大跨径暗挖车站采用先拱后墙的施工方法。通过设置临时仰拱,在施工过程中加强对各部位的监控量测。实践证明:通过先拱后墙的施工方法,很大程度上减小了车站施工与TBM施工的相互影响,保证了TBM硐室及车站拱部的施工安全和施工质量。     

敞开式TBM通过地铁车站中板实时监测及反馈技术

考虑到TBM自身荷载大,TBM中板过站时可能对地铁车站结构造成变形,影响结构的稳定性,为积累TBM中板过站的经验,以重庆地铁敞开式TBM通过大龙山车站中板为例,通过对TBM中板过站期间钢支撑轴力、中板挠度、中板(边墙)裂缝实时监测进行研究,得出以下结论:1)TBM机头在监测断面时,车站结构变形和受力最大;2)TBM机头对中板的主要作用为垂直压力,支撑靴对中板的主要作用为侧向压力;3)TBM通过中板时,中板下翻梁可以起到传递TBM压力的作用。通过实时监测指导了TBM过站施工,降低了TBM过站安全风险,确保了结构的安全稳定。     

城市轨道交通隧道双护盾TBM过站施工技术

为解决双护盾TBM 在城市轨道交通隧道施工中频繁过站的问题，以青岛地铁2号线双护盾TBM施工为背景，根据TBM所经车站的具体情况，结合车站施工条件及TBM过站影响，研究并实施了空推和平移2种双护盾TBM过站方式，制订了合理可行的TBM过站方案和关键措施，解决了双护盾TBM 过站多次拆解、组装、调试以及对车站影响的技术难题，为青岛地铁1号线、4号线、8号线采用双护盾TBM施工提供了参考和借鉴。     

TBM通过时地铁车站中板结构安全措施研究

为减少重庆地铁大龙山车站TBM中板过站可能存在的变形、失稳或倾覆等风险，施工中采取以下措施： 1) 加强中板结构； 2) 临时支撑加固中板结构； 3) 控制弧形导台质量； 4)加强信息化施工。最终，TBM顺利通过了大龙山车站中板，车站结构没有发生大的变形和破坏。由此可以说明，TBM中板过站方案是合理的。     

TBM过站监控量测方案

采用隧道掘进机(以下简称TBM)是目前城市轨道交通隧道开挖施工的主要方法之一,考虑到TBM自身荷载大,可能对隧道及地铁车站结构造成变形,影响结构稳定性。以重庆轨道交通6号线一期大龙山及冉家坝车站监测实践为例,研究TBM过站的隧道及车站结构变形特征和主要影响因素,提出TBM过站监测方面的见解,从而降低TBM过站安全风险,确保结构安全稳定,为类似工程的变形监测提供一定的参考和借鉴。     

盾构提前过站对车站施工造成的施工难点及采取的相应技术措施

通过对北京地铁四号线圆明园车站盾构过站施工的总结及分析,着重从调整盾构掘进轴线、变更围护结构形式、车站端头加固等几方面介绍盾构在车站未施工前直接过站对车站的后期施工造成的施工难点及为保证车站施工所采取的相应技术措施.     

适用于超小转弯半径的紧凑型TBM设计关键技术研究及应用——以山东文登抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程为例

为解决全断面硬岩掘进机(TBM)在抽水蓄能电站应用受限的难题,研究设计一种可实现超小转弯半径的紧凑型TBM。首先,结合抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程的地质条件和特点,对紧凑型TBM设计特点进行分析,提出紧凑型TBM应用于抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程时需要考虑和解决的关键问题,例如刀盘破岩能力、小半径曲线掘进及过站施工工艺等,以提高紧凑型TBM的适应性及成洞效率;然后,对紧凑型TBM小半径转弯掘进、快速过站和高效破岩等针对性设计和优化改进措施进行研究,包括新型推进系统设计、超小转弯半径自动导向系统设计、一体化皮带机设计、一字布置单片式TBM中心刀、偏刃滚刀结构设计等;最后,通过自主研制的紧凑型TBM在文登抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程的实际应用证明,紧凑型TBM具有良好的地质适应性和高效的机械化施工优势。     

青岛地铁1号线双护盾TBM施工技术创新

为解决双护盾TBM在城市轨道交通隧道施工过程中遇到的始发场地受限不具备施作始发洞条件,双线小净距隧道掘进和频繁过站工效低、经济性差等工程难题,以青岛地铁1号线为背景,总结双护盾TBM应用于青岛地铁2号线的经验,结合青岛地铁1号线的具体工况和TBM设备特点,发展并实施基于掘进模式、掘进参数和姿态控制的双护盾TBM负环始发技术,基于先行隧道加装移动式支撑台车和袖阀管注浆加固的双线隧道小净距掘进技术和基于换装预制钢支腿的后配套台车"踩高跷"过站技术。这些施工技术的创新应用成功应对了青岛地铁1号线施工过程中遇到的特殊工况。     

重庆轨道交通暗挖大跨及重叠隧道施工技术

通过对重庆轨道交通六号线光电园车站、大跨区间、重叠段隧道的施工组织及施工方法进行总结,在只能利用2个斜井作为施工通道的情况下,通过合理组织及信息化施工,安全、优质、高效地按节点要求完成了施工任务,为TBM及时过站提供了条件。大跨车站及区间隧道采用双侧壁导坑法施工,针对不同工况进行安全性分析及施工参数的安全性评价,并在施工中得以证明。提出重叠段隧道“先上、后下、再上”的新颖、先进的施工方法,采用控制爆破技术,既加快了施工进度,又确保了重叠隧道相互间施工影响降至最低。     

重庆地铁暗挖车站盾构过站方式研究及实践

为解决暗挖车站多且车站端头无法设置盾构工作井情况下盾构施工与暗挖车站施工相互干扰的难题,基于轨道交通环线工程的应用实例,研究盾构掘进过站、初期支护步进过站和二次衬砌步进过站3种过暗挖车站的方法,讨论其优缺点与适用条件,并应用于设计。建设过程中,根据外部条件变化与工程实际进展情况,合理调整工程筹划,修正过站方式。对盾构过站所涉及的重点技术进行探讨,对盾构灵活过站方式、车站二次衬砌与盾构过站同步实施等进行深入研究,提出在暗挖车站端头增设过站导洞、采用高净空桁架式模板台车等新工艺,解决了暗挖车站与盾构工法组合在工程实施中的难题。     

“一洞双机”TBM组装洞结构形式优化分析与探讨

北疆供水2期工程某标段采用“一洞双机”的TBM施工组织模式,即2台TBM的组装及掘进施工均通过同一个组装洞进行,这对组装洞的结构形式提出了新的要求。为便于TBM组装及快速掘进施工,采用工程类比与数值计算相结合的方法,首先,从2台TBM同时组装与快速掘进施工等需求出发,分析原组装洞设计形式的缺陷; 然后,提出优化方案,并对结构变化较大的部位（主支洞交叉口处）进行结构受力验算,确保结构稳定。按照优化方案修建的TBM组装洞完成了2台设备的同时组装任务,并在后期掘进施工中初步达到了连续、快速掘进的目标,缩短了工期。     

敞开式TBM在重庆轨道交通6号线的应用分析

为了使敞开式TBM在城市轨道交通中能正常使用,以重庆轨道交通6号线一期工程为例,在TBM设计阶段,对TBM的刀盘刀具、主轴承、支护、皮带机等系统进行针对性设计;在TBM掘进施工阶段,探讨分析喷射混凝土、皮带机系统、出碴系统、垂直运输系统、刀盘刀具系统及隧道施工与车站施工互相干扰的问题,并提出相应的处理措施。实践证明,通过所采用的方法和应对措施,能够提高敞开式TBM在岩性地质中的适应性。     

青岛地铁隧道双护盾TBM适应性设计及应用

为应对岩石地质条件下城市地铁隧道施工工况的特殊性,对应用于青岛地铁2号线的双护盾TBM进行适应性设计。盾体采用模块化设计并在前盾安装配合稳定器工作的辅助支撑,管片吊运直接由吊机喂送至拼装机,后配套出碴配置梭式皮带机,采用满足小转向半径掘进的双激光靶导向系统,从而保证隧道施工过程中装机、始发、掘进、出碴、过站、小曲线半径掘进和洞内拆机等工况的顺利实施,取得良好的应用效果。通过对施工过程中掘进参数、衬砌变形和地表沉降等应用效果的分析,验证了双护盾TBM选型的正确性和对青岛地质的适应性。     

双护盾TBM在青岛地铁的适应性研究

为了解决复杂硬岩地质条件下城市地铁隧道能够安全、快速地开挖建设,以青岛地铁2号线双护盾TBM施工为研究对象,通过对TBM掘进过程中施工数据的控制和分析,得出双护盾TBM可良好适应于青岛地铁隧道施工掘进。通过施工实践,针对小半径曲线隧道和破碎围岩条件下的双护盾TBM掘进作业提出了施工对策和建议。     

TBM掘进参数智能控制系统的研究与应用

目前TBM智能化作业水平较低,无法实现岩体信息实时感知以及掘进参数的智能决策,影响TBM掘进效率,卡机、涌水突泥等安全事故也时有发生。为解决上述问题,研发一套TBM掘进参数智能控制系统,通过分析岩体状态参数与TBM掘进参数的相关关系,采用数据挖掘的方法建立岩机信息感知互馈模型; 在此基础上构建智能决策控制体系,实现掘进参数的预测以及掘进状态评价; 通过手动或自动控制模式对TBM掘进参数进行优化调整,使TBM保持安全高效的掘进状态。该系统软件在引松供水工程TBM施工中应用效果良好,对提高TBM掘进效率和保障施工安全具有重大意义,可为TBM隧道的科学化、智能化施工提供指导。     

盾构站内过站条件下地铁明挖车站上部结构施工支撑方案研究

昆明轨道交通4号线苏家塘站为盾构整机站内过站车站,受两迁一改和地质条件影响,土建施工进度较计划滞后。为满足后续盾构过站和二次始发后,轨道运输车辆通行对车站站台层通行净空的基本要求,提出2种可以满足车站上部结构继续施工的支撑方案--门式支架支撑方案、中板结构加强方案。通过理论分析结合有限元数值仿真模拟,综合比较方案实施对车站施工进度的基本要求、对后续盾构施工工期影响、经济性等6个方面,认为2种支撑方案均能够提供上部结构施工的支撑反力,但应充分结合土建施工进度及盾构过站时间要求选用支撑方案,以便能够更好地控制投资并满足工期要求。     

软弱千枚岩地段TBM掘进施工技术

为提高TBM在软弱千枚岩地段中的掘进速度,提高施工效益,从施工组织管理、调整TBM掘进参数、围岩坍塌的快速处理和设备改造4个方面介绍TBM在这种围岩中掘进的施工措施及技术。实践证明:通过设备改造和采用合理的掘进参数,能有效地提高TBM在软弱千枚岩地段中的掘进速度和施工效益。     

基于线性回归法的TBM滚刀贯入度预测研究

为解决盾构施工中全断面隧道掘进机(TBM)滚刀贯入度的预测问题,使其更好地应用于所处地层,依托深圳地铁6号线的相关数据及中铁TBM云管理平台的数据处理功能,定性分析TBM破岩过程,并将破岩的宏观过程划分为3个阶段;采用线性回归方法,依次从贯入度与掘进推力的关系、贯入度与刀盘转矩的关系对TBM滚刀贯入度的变化情况进行量化分析,并在这一过程中推导得到TBM掘进的贯入度与推力、转矩的参数预测模型,并结合现场实测结果对线性回归法的预测结果进行验证。结果表明:1)TBM在不同阶段的贯入度、推力及转矩均有不同程度的变化,且相互之间存在一定的关联;2)掘进参数的线性回归预测模型经过验证是合理的,表明线性回归法适用于TBM掘进参数的预测,可视具体情况为隧道工程实施阶段掘进参数的调整提供理论指导和参考。     

喀-双深埋超特长输水隧洞建设关键技术

深入分析喀-双深埋超特长输水隧洞施工中存在的主要工程地质问题,围绕超特长隧洞TBM快速掘进与安全控制等重大需求,在隧洞规划选线布置、TBM及配套系统适应性设计、主洞和支洞施工建设、施工风险控制、TBM机群施工综合管理等主要环节,提出需重点研究解决的关键技术问题。从已探明的工程地质情况来看,发生地质灾害的可能性不大,适合TBM快速施工。由于隧洞沿线地形较为平坦,开挖深长缓斜井、深埋中间竖井是不可避免的,但超长距离的独头掘进,给隧洞高速掘进与高效率的出碴、通风增加了难度,应结合现代化的科学手段进行系统攻关。     

超特长隧洞TBM集群试掘进阶段适应性分析

北疆供水二期工程总长540 km,主要由西二隧洞(139.04 km)、喀双隧洞(283.27 km)和双三隧洞(92.15 km)组成,隧洞占总长度的95.6%,均为深埋超特长隧洞,其中喀双隧洞是目前世界上已建和在建的最长输水隧洞。分析本工程的特点及地质情况,得出主要施工难题为长距离掘进关键设备耐久性、穿越断层破碎带、围岩突涌水防控、长距离独头通风及运输、反坡排水、破岩效率及快速掘进等。试掘进结果表明:1)勘察设计提供的地质情况与施工揭示的地质情况基本一致,这为高效掘进提供了基本条件。2)敞开式TBM能较好地适应Ⅱ、Ⅲ类围岩、节理裂隙带及小规模断层;而对于规模较大的断层破碎带及富水地层,则适应性较差,还有待于从设备、支护及施工技术方面加以改进。3)试掘进阶段TBM设备系统平均完好率达89.9%,但仍有一些设备故障率较高,有的还出现了主轴承密封圈漏油现象;为了实现长距离掘进,还需进一步提高设备的可靠性和耐久性。4)试掘进阶段平均纯掘进时间占比为29.6%,其中双三Ⅱ标TBM1平均纯掘进时间占比高达45.2%,最高月进尺达到1 280 m,创造了国内同类地质条件掘进最高记录。5)随着掘进进尺的不断增加,TBM集群要达到设备系统90%以上的完好率、支撑40%以上的纯掘进工时率的目标,还需要付出巨大努力。