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。     

公路隧道近距离下穿电力管线施工技术研究

为解决杭州市香积寺路西延工程盾构段下穿220 kV半霞线线、半霞线电力管沟横穿东侧明挖段隧道基坑(4#工作井)及燃霞、燃湾线电力管沟与中间明挖隧道基坑呈“L”形交叉等施工难题,首先,通过对盾构施工的影响范围、地表隆陷变化规律以及电力管沟对地表变形适应能力评估的研究,采取优化掘进参数、控制泥水压力、掘进速度、出渣量、盾构纠偏量以及同步和二次注浆等措施对管线进行保护;其次,为降低施工难度,现场采用工字钢横梁顶托混凝土电缆沟和钢筋混凝土盖板托撑电力管沟的就地保护措施对管线进行保护.对220 kV电力管线采取了合理的施工保护措施之后,工程隧道基坑得以顺利开挖,盾构按时始发,既节省了费用,又缩短了工期,同时也为今后类似工程的施工提供了参考.     

明挖隧道施工期间下方共线地铁盾构区间上浮控制技术——以深圳市桂庙路快速化改造工程为例

深圳市桂庙路快速化改造工程与下卧深圳地铁11号线平面共线长达3 km。为解决上方基坑开挖过程中引起的下方既有地铁运营盾构区间上浮变形问题,在施工期对下卧盾构区间隧道进行长期自动化监测的基础上,结合数值分析计算,确定下卧地铁盾构区间产生上浮变形的原因。在对比分析开挖工况、地质条件、结构施工和开挖范围及长度等因素对盾构隧道上浮变形影响规律的基础上,结合项目施工上浮控制经验,提出三重高压旋喷桩和三轴搅拌桩地层加固、调整结构施工工序并采用分幅施工方案、提前施作竖井+抗浮板+抗拔桩等地铁盾构区间上浮变形控制措施。现场实践表明,竖井+抗浮板+抗拔桩措施对地铁上浮控制十分有效,能够确保基坑施工期间下卧地铁的运营安全。     

武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术

武汉长江隧道工程盾构始发井为深基坑工程，在长江附近、地质条件复杂、地下水位较高的武昌地区修建大跨、长距离的深基坑难度极大，结合工程实践，详细阐述了武汉深基坑施工技术，重点论连续墙施工、基坑降水、基坑开挖、主体结构施工以及监控量测等施工技术。     

暗挖单通道组合结构实现双线盾构侧向始发设计方案研究

为解决复杂环境条件中盾构双线始发、同步掘进的难题,以北京地铁19号线牛街站—金融街站区间为依托,探索地铁正线非开挖条件下,双线盾构侧向独立始发技术方案。通过分析盾构侧向始发技术的控制条件,研究形成以大跨度PBA盾构始发横通道、超前暗挖段、出土通道为主组合而成的暗挖单通道组合结构,建立双线盾构侧向独立始发、双线同步掘进的结构体系,实现布置灵活、占地有限、环境安全风险可控的盾构侧始发技术方案。同时,通过建立地层—结构数值模型,考虑组合结构整体开挖施工顺序、暗挖施工工法、超前支护措施、地层加固措施等关键技术因素,对暗挖单通道组合结构开展结构和环境风险预测分析,验证技术方案的可实施性和安全性。     

超大直径泥水平衡盾构始发施工风险监控技术研究

利用盾构法施工超大直径隧道时盾构始发与到达环节是事故高发期,由此引发的工程事故屡见不鲜。为了最大程度降低盾构始发施工过程中的风险,提出盾构始发施工风险实时监控技术。该技术结合原位监测、工况实时记录、专家系统对盾构始发各关键工序进行实时监控,根据原位监测数据分析、盾构始发各工序衔接、工期等,综合评估各工序可能存在的潜在风险,可实时远程自动预警,并通过专家系统案例分析提出相应的风险解决方案。该技术在上海长江西路隧道工程中进行应用,取得比较理想的结果。     

无内衬结构竖井盾构快速接收工艺研究

由于车站不能按时提供盾构接收条件，南宁地铁2号线石子塘站—建设路站区间（石建区间）需增设临时接收竖井。按照常规方法，在竖井内衬结构完成后才能进行盾构接收，由此将造成建设工期长、建设成本高、施工工序多等问题。为解决以上问题，通过采取加大并密排对应盾构进入接收竖井位置的围护桩、以水平环梁代替对撑或外拉锚、在洞门位置用玻璃纤维筋代替钢筋、采用特制的洞门密封装置、灵活设置临时封底、优化接收前盾构掘进参数，并辅以降水、监测等措施，不必施作竖井内衬结构，盾构直接切削桩体进入竖井，安全、快速地实现了盾构接收，为石建区间按时贯通提供了保障。     

关于地铁盾构隧道几个问题的探讨

结合我国城市地铁盾构隧道设计与施工的相关情况,就目前我国地铁盾构隧道规划与管片设计、盾构始发与到达安全、盾构施工难度较大的软硬岩地层的掘进以及合理降低盾构隧道造价的有效途径等一些可能会影响我国盾构建筑市场发展的问题进行分析,并提出了一些建议和观点,以供参考与探讨。     

型钢排架在盾构始发明挖车站结构施工中的应用

为了在北京地铁8号线鼓楼大街站主体结构完工前实现盾构后配套的组装,确保盾构早日始发,以鼓楼大街站主体结构负3层轨行区范围内中板支撑体系采用型钢排架代替满堂红脚手架。详细阐述了型钢排架的设计、验算和施工工艺,提出了安全质量控制要点和改进措施。得出： 该型钢排架支撑体系能在满足混凝土施工受力要求的前提下,为盾构后配套在车站轨行区范围内组装提供有效空间,达到缩短工期的目的,使盾构的下井组装、调试与提供始发条件的车站结构同时施工成为可能。     

基坑开挖施工对超近距离下卧既有盾构隧道的保护技术研究

为确保超近距离下卧既有盾构隧道的安全,以实际工程为背景,采用结构分析、理论计算和监控量测等方法,针对基坑开挖施工对下卧既有盾构隧道的保护技术进行了研究,主要包括:1)结合上部基坑开挖施工工况,利用计算软件分析不采取措施时下卧隧道的内力转换及变形,发现随着基坑开挖施工,管片结构内力虽先增大后减小,但增大的幅度有限,对安全不起控制作用,下卧隧道的安全主要受变形控制;2)为有效抑制基坑开挖施工引起的超近距离下卧既有盾构隧道的变形,分别研究隧道内设置抗浮锚杆、隧道侧设置隔离桩、隧道内增设临时支撑及配重等技术措施对抑制隧道变形的作用,发现隔离桩+临时支撑+配重措施效果最好,隔离桩措施次之,抗浮锚杆措施效果最差;3)根据研究成果,提出下卧隧道保护设计方案,并应用于工程实际,以期能为类似工程提供参考。     

盾构隧道内机械法修建废水泵房技术研究

为解决采用传统矿山法修建废水泵房存在工期长、风险大等问题以及在机械法联络通道内修建废水泵房作业空间狭小、二次拆除管片风险大等问题，提出采用机械法在盾构隧道内修建废水泵房，明确上部接口和下部封底2项关键技术，并通过数值模拟分析地层水压力对封底混凝土力学性能的影响，最后将该修建技术应用到北京地铁17号线望—勇区间隧道中。研究结果表明： 1）考虑安全系数不小于1.4的情况下，1.0 m厚C30混凝土封底水压可用于不超过0.3 MPa水压的地层条件； 2）封底混凝土与外盾相连接的角部为薄弱部位，其破坏模式呈异形“八”字分布； 3）盾构隧道内采用机械法修建废水泵房能有效保障施工质量，泵房容积大，可有效减少潜水泵的启停次数，降低维修时间和成本，减少对线路运营的影响。     

地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术

结合西安地铁1号线盾构区间的工程,通过始发前联系测量、始发测量、掘进测量和贯通测量4个工程阶段的测量详细阐述了地铁区间隧道盾构法的测量方法;同时分析了地铁区间隧道盾构法施工的技术参数、施工进度及过站方式等,可为以后西安地区地铁建设过程中盾构法施工的测量提供参考依据.     

狭小空间条件下盾构分体始发施工技术研究

为解决武汉江夏清水入江项目八分山片排水改造工程盾构隧道始发井空间狭小、无法按常规始发施工技术进行盾构设备组装、始发掘进施工的难题,通过对工程水文地质、始发井及隧道结构进行分析研究,并对盾构附属设施、负环结构、出渣系统等进行改造,增加临时推进装置,提出一种分部组装与分部推进相结合的分体始发施工技术,可解决始发空间小、盾构组装、始发与设备材料垂直运输、人员进出困难的问题,始发施工过程安全、顺利,地面沉降符合要求,说明采取的分体始发技术实施效果良好。     

高水压泥水平衡盾构掘进模型试验平台的研制与应用

为了实现可在2.0 MPa高水压环境下开展盾构试验研究的基础试验条件,结合拟建的琼州海峡隧道工程背景,充分调研了国内外盾构模型机研究成果,并根据试验研究的需求,研发了高水压多功能泥水平衡盾构模型试验平台。试验平台研制过程中攻克了在缩尺盾构模型机中实现泥水循环功能的问题,解决了高水压(2.0 MPa)下盾构机以及土箱整体强度和密封问题,实现了盾构姿态改变、变覆土高度等功能。按照一定的试验先期准备步序,在不同水压条件下,对泥水平衡盾构开挖过程中盾构姿态动态变化规律进行了模型试验研究。试验平台包括模型土箱、盾构模型机、液压泵站、电控柜、控制台、泥水循环系统等部分,可在200 m水头的高水压条件下进行泥水盾构施工的模型试验。研究结果表明:自主研发的泥水平衡掘进模型试验平台可在高水压条件下正常进行工作,并可进行与泥水盾构施工相关的模型试验;盾构姿态角改变量与盾构掘进距离的线性拟合结果表明,二者的拟合精度较高;随着试验水压的升高,在水平方向以及竖直方向上盾构姿态调整的难度逐渐增大;通过有土环境与无土环境的对比可知,高水压与地层反力的双重约束对盾构姿态控制提出了更高的要求。     

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。     

超大直径泥水盾构出洞施工风险管理

盾构法隧道出洞段施工是盾构施工的关键环节,风险控制点多面广,风险管理是其中的重点工作。该文以上海长江越江隧道工程上行线盾构出洞段施工为工程实例,阐述了盾构出洞如盾构设备管理、洞口土体加固、浅覆土段推进、止水密封装置、隧道上浮、地面建构筑保护等重要风险控制点的风险分析及控制措施。     

郑州地铁盾构隧道下穿加油站的沉降分析

郑州地铁1号线03区间盾构施工需下穿一加油站,该加油站平行布置3个尺寸相同的埋地储油罐,总容积为150 m3,属一级加油站。3个储油罐与左线盾构隧道的竖向净距为7.0 m,水平净距为2.7 m,该加油站属Ⅰ级风险源。为保证盾构施工的安全,提出针对性的盾构掘进控制措施,采用ANSYS通用有限元软件对盾构施工下穿加油站引起的沉降进行数值模拟,计算得到的地表最大累计沉降和倾斜率均未达到监测报警值;因此,加油站在盾构施工时可以正常营业。为了保证盾构的安全推进,提出2盾构的推进间距距离、土舱压力、同步注浆压力等控制措施。盾构掘进过程中的地表和建(构)筑物的监测结果表明:地表和建(构)筑物的最大累计沉降和沉降速率均未达到监测报警值,盾构已经安全穿越加油站,文章提出的盾构掘进措施和研究方法可为类似工程提供参考。     

黄土隧道马蹄形盾构工法选择及应用

目前铁路隧道施工以矿山法为主,但在黄土等软弱围岩隧道施工时风险大、进度慢;而盾构法已在地铁、水下隧道等软弱地层中得到了广泛应用。针对蒙华铁路砂质新黄土隧道:1)通过矿山法与盾构法比较确定采用盾构法施工。2)从开挖内轮廓、刀盘开挖特点、管片拼装方式、管片受力及配筋4个方面对马蹄形盾构隧道和圆形盾构隧道进行对比分析,得出马蹄形盾构隧道的断面利用率更高,马蹄形管片与圆形管片受力有所差别而马蹄形管片配筋量更低。3)介绍马蹄形盾构设备概况,并对马蹄形管片设计进行研究。4)例举马蹄形盾构掘进过程中遇到的防寒防冻、管片底部开裂和遇到含姜石的老黄土掘进困难等问题以及相应的处理措施。经过1年多的施工实践证明,在黄土隧道马蹄形盾构施工风险低,质量高,安全可靠。