中国TBM施工技术进展、挑战及对策

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。     

基于硬化泥膜的填舱换刀技术研究

为了解决砂土地层盾构刀盘换刀作业面易涌水、涌砂进而导致作业面失稳坍塌问题,采用水泥砂浆和膨润土浆液组成的混合浆液在土舱压力作用下,通过刀盘开口向砂土地层渗透,经固化后在原有稳定泥膜的基础上形成新型混合泥膜,在利用风镐清除土舱内硬化混合浆液的同时,保留刀盘前段形成的混合泥膜,即可进行盾构刀盘换刀作业。通过在广州某地铁盾构施工项目中的应用,表明本施工技术能为砂土地层盾构换刀提供高效且安全的解决方案。     

桩基施工中的坍孔原因与预防措施

对在一般河流上钻(冲)孔过程中出现坍孔原因进行分析,并提出了坍孔预防措施.     

近岸深水联排灌注桩施工工艺优化

采用传统的冲孔灌注桩施工工艺进行海上灌注桩施工时,往往会面临适用条件限制、环境污染、施工成本增加等问题。针对三亚凤凰岛项目海上冲孔灌注桩施工特点,介绍通过优化钢平台结构形式及布局设计、泥浆循环系统优化设计、结构稳定性计算、"四新设备"创新应用等措施,有效降低施工成本、提高施工效率、减少环境污染、提高施工质量。结果表明采取的工艺优化和平台改进措施效果良好、实用性强。     

影响标准贯入（SPT）击数因素浅析

通过分析某涉外跨海大桥工程地质勘察中的标贯SPT击数差异问题,发现钻孔直径、钻探工艺、标贯头刃口尺寸和泥浆浓度的差异等显著影响砂性地层中的SPT击数。特别是小口径套管下到钻孔底部限制了土体的变形,进而影响了SPT测试结果;泥浆浓度过低将不足以将孔底残渣特别是颗粒较大的砂砾携带出钻孔等。这些因素的累计导致了两家勘察公司N值出现了较大的差异。文中对跨海大桥的勘察管理提出了一些建议,通过采取有效措施,使同一土层的N值基本一致,对加强勘察资料的可信度和实用性具有参考价值。     

袋装固化土筑堤在沿海涂面整理工程中的应用

受制于砂石等建筑材料匮乏,浙江沿海围垦工程推进困难,寻找合适的替代材料迫在眉睫。因地制宜,就地取材,利用滩涂丰富的黏土资源,形成袋装固化土筑堤技术。即利用滩涂淤泥为原料,添加固化剂充灌袋体作为堤心代替砂石料等常规材料修建围堤。通过对固化土工程特性和袋装固化土围堤在外部荷载作用下的稳定情况进行研究,结合台州已建固化土围堤的经验和试验及检测资料,提出合理的计算方法,为固化土筑堤设计方法的建立提供可靠的依据。     

水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究

水下盾构隧道管片钻穿会引起大量涌水突泥,对隧道建设及运营造成重大影响,且采取的隧道修复措施将影响隧道的长期运营安全。以某地铁隧道被意外钻穿的实例为工程背景,为确保水下隧道意外钻穿破坏时,可以做到临时封堵有效,永久修复满足百年使用要求,提出修复思路。在水面利用浮船进行海上袋装水泥封堵,然后筑岛截断隧道与海水的联系;临时封堵后监测管片变形、复核隧道中线,明确钻孔对隧道限界的影响; 通过计算对结构安全性进行评价,明确钻孔对管片结构受力影响较小。在确保隧道钻穿对隧道限界及结构的影响可控后,采取地面注浆、洞内注浆、倒锥形封堵、洞内设置内撑钢板相结合的方案,对隧道钻穿处进行治理,保证隧道的安全运营。在隧道周边施工时,应加强隧道保护意识,避免对既有隧道造成破坏。     

大瑞铁路老红坡隧道穿越接触带单侧涌泥处理技术

大瑞铁路老红坡隧道穿越可溶岩与非可溶岩接触带施工单侧发生涌泥大变形地质灾害。通过分析变形开裂及地质成因,正洞内采用迂回导坑方案探明涌泥体范围,采用洞内扩挖工作洞室,在隧道单侧轮廓外施作超前水平注浆+高压水平旋喷桩加固及超前水平长大管棚的方案进行处理,并对该段支护及衬砌结构调整加强。依据现场工况,采用三台阶法分部、分段拆换作业,在钢架拱脚增设临时仰拱或临时横撑控制收敛变形,及时施作格栅钢架模筑衬砌,变形稳定后再施作永久二次衬砌。该技术在大瑞铁路老红坡隧道单侧突泥涌水地质灾害处治施工实践中得到了成功应用,取得了良好效果。     

顶上隧道涌泥成因分析及整治

针对顶上隧道施工过程中的涌泥事故,通过地质调查、地质雷达探测、钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况、水文地质情况;分析了该隧道岩溶的发育、赋存、分布规律及规模;指出顶上隧道涌泥的主要原因是岩溶洼地及落水洞中的地表积水和残坡积水以及基岩裂隙水,经岩溶管道不断地渗透于花岗岩体与钙质砂页岩及灰岩接触部位的薄弱地带,从而形成了以垂直发育为主封闭性较好的管道溶洞。实践中结合地质补勘结果,采用跟管管棚、溶洞回填、加强溶洞段初期支护等治理措施,对顶上隧道的涌泥进行了有效处治。     

真空辅助压浆在客运专线箱梁施工中的应用

研究目的:针对温福铁路客运专线平阳特大桥后张法预应力现浇箱梁施工过程中应用的真空辅助压浆施工技术,对实际施工中所采取的质量控制要点进行论述,并阐述采用真空辅助压浆工艺进行质量控制的经验和措施。研究结论:在国内后张法预应力箱梁施工中,传统压浆工艺中浆体本身含有气泡及有害成分的雨水,易造成孔隙或预应力筋的腐蚀,降低结构的耐久性。另外,施工中可能存在压浆不密实、不饱和,极易产生孔隙,为后张法预应力箱梁质量留下隐患。而采用真空辅助压浆施工技术,可有效保证预应力孔道压浆后的密实度,提高了结构的安全性、耐久性和使用年限。