公路隧道穿越地质活断层掘进施工技术

公路隧道建设中常会穿越地质活断层,地质活断层地质条件复杂、稳定性差,为公路隧道掘进施工带来了巨大风险。近些年,随着公路行业领域的不断发展,公路隧道在这一方面的需求越来越迫切。因此,研发公路隧道穿越地质活断层掘进施工技术具有重要的现实意义。

盾构直接切削桩基施工关键技术

为解决盾构刀盘在切削桩基过程中出现的刀盘刀具异常损坏、刀盘卡死及掘进效率低下等问题,依托以色列特拉维夫轻轨红线项目,采用刀盘切削桩基实体模型方法,通过模拟不同刀具布置和多种掘进工况,分析掘进参数及刀具布置对桩基破坏形态、刀盘破坏形态的影响规律。研究结果表明,在盾构刀盘切削桩基过程中,存在最佳切削推进速度(3~5mm/min)、刀盘转速(1.0~1.2r/min)和最佳转矩(3300~4300kN·m)等,且滚刀和切刀的数量对于切削桩基有着一定的影响。现场实际掘进和监测结果表明,利用该实验结果合理地调整相关参数,在轻轨项目中盾构切削桩基过程未出现卡机、刀盘损坏等现象,取得了良好的效果。

盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术

盾构法修建的隧道粘土含量较高时,采用一般掘进方法,会造成刀盘开口堵塞,影响掘进速度。以台山核电取水隧洞为例,通过工程类比、现场试验和施工实践,重点概括和提炼总结了海底隧洞粘土地层盾构快速掘进施工技术:①改进刀具、增大刀盘开口率;②调整转速和掘进参数降低地层扰动,适应快速掘进;③控制泥浆保证循环顺畅,同时达到绿色环保的作用;④控制掘进姿态以保证隧洞线型。以上措施的采用,保证了隧道安全、顺利掘进。

考虑围岩等级的“盾构法-矿山法”隧道对接贯通方式选用研究

为解决“盾构法-矿山法”隧道对接施工中贯通方式的优选这一关键难题,比较盾构法和矿山法2种贯通方式的主要过程,并针对矿山法贯通方式提出盾构提前拆解概念;以围岩等级为变量,依次开展Ⅱ-Ⅴ级围岩条件下的盾构提前拆解施工过程数值计算,和以盾构提前拆解为前提的Ⅲ、Ⅳ级围岩中矿山法贯通施工过程数值计算。对比分析2种贯通方式的特点和各工况数值计算结果,得出结论如下:1)提前拆机可有效提升盾构周转使用率,防止“卡机”和减小爆破冲击影响。2)比较盾构提前拆机过程计算结果,Ⅱ-Ⅳ围岩中塑性区发展和围岩变形均不明显,适合盾构提前拆机;Ⅴ级围岩中塑性区范围和变形均急剧增大,不适合盾构提前拆机。3)比较Ⅲ、Ⅳ级围岩矿山法贯通过程数值计算结果,Ⅳ级围岩中“盾构法-矿山法”隧道相接位置存在围岩变形突然释放现象,需要采取必要的加固措施。最后,根据上述结论制定了考虑围岩等级的“盾构法-矿山法”隧道对接贯通方式推荐表,并在实际工程中进行了应用。

越海盾构泥浆压滤处理施工技术

由于项目部对环境保护的重视和业主对环境保护方面的严格要求,在项目合同签订初期,项目部与业主签订了环境保护(主要为白海豚保护)承诺书,承诺盾构机掘进产生的不能循环使用的泥浆全部进行处理,不向南海排放(弃浆零排放)。为了解决剩余泥浆的排放问题,台山核电取水隧洞项目部在理论研究的基础上,结合以往其他项目的施工经验,对泥水系统进行了合理的改进,引入了新型的泥水和压滤设备,从而实现在掘进弃浆零排放的前提下盾构机的快速掘进,既能加快施工进度,又能有效地保护环境,保证了工程的绿色环保和生产高效。