砂卵石地层大直径盾构施工的关键技术

[目的]总结分析砂卵石地层大直径盾构施工中盾构机选型、盾构始发与接收、盾构掘进姿态控制等施工关键技术,并提出具体的施工控制参数与施工控制措施,以减轻刀盘刀具磨损、降低地层损失、减小地层沉降变形。[方法]针对砂卵石地层结构松散、颗粒无胶结或弱胶结、颗粒粒径大、透水性强的工程结构特性,采用理论分析、现场监测等方法,从盾构机选型、盾构始发接收、盾构掘进姿态控制、盾构刀盘刀具的检测维修等方面深入分析砂卵石地层大直径盾构施工关键技术。[结果及结论]大直径盾构的刀盘开口率、刀盘刀具类型、渣土改良方案等应根据地层结构特性进行特殊设计,且有利于盾构排渣和超前切割;盾构井端头宜采取地层注浆加固、大管棚支护、施工降水等综合加固措施以保证大盾构始发或接收时地层的稳定;大直径盾构的掘进施工应重点控制刀盘转速、出渣量、出渣温度等参数,并应适当增大注浆量,提高渣土改良效果,避免过大超挖,保证地层损失处于合理范围内。采用上述施工参数与施工措施后,盾构掘进风险可控,施工质量与施工效率明显提升,同时大大降低了施工成本。

富水砂卵石地层地铁隧道大直径盾构机刀盘修复技术

成都地区富水砂卵石地层具有卵石含量高、卵石粒径大等特点,在地铁盾构隧道开挖过程中刀盘刀具极易产生磨损,若不及时对刀盘进行修复,会严重影响施工效率与工程进度。文章以成都地铁十七号线为工程依托,对8.6 m大直径盾构首次应用于富水砂卵石地层中遇到的刀盘修复技术问题进行探讨,详细介绍富水砂卵石地层地铁隧道大直径盾构机刀盘修复施工中遇到的问题及采取的防治措施,包括在施工过程中为采用钻孔桩维护掌子面稳定,针对地下水含量高的情况采用降水井降水;在施工时为防止成环管片背后来水进入土仓,采用管片背后注浆的方式形成止水环;以及针对富水砂卵石地层条件下大直径盾构机刀盘修复的具体操作流程提出的刀盘修复技术方案,可为今后国内外类似工程提供借鉴。

砂卵石地层盾构下穿高速公路加固方案研究

成都地铁17号线九江北站~白佛桥站盾构区间侧穿绕城高速江安立交桥台并下穿高速公路路基,在砂卵石地层中大直径盾构隧道掘进易导致地层沉降,若沉降过大会威胁到高速公路的安全运营,故有必要对盾构隧道洞内加固方案开展研究。采用三维数值方法对隧道洞顶不同范围内的地层进行洞内注浆加固模拟,以高速公路路基沉降、管片内力及邻近桩基水平位移为主要评价指标,研究不同加固方案对地表沉降及邻近桩基横向位移的控制效果。结果表明:(1)当对隧道拱部120°和180°及径向3 m范围土体进行注浆加固时,路基沉降及管片内力均满足控制标准要求;(2)各方案加固效果对比发现,增加径向注浆厚度相较于增大环向注浆范围对地表沉降的控制效果更明显;(3)加固前后管片内力均满足控制标准要求;(4)隧道洞内注浆加固对侧穿的桩基变形影响较小,各加固工况下其水平变形均满足控制标准要求。

砂卵石地层注浆加固模型及试验研究

通过现场注浆试验,分析了注浆压力、注浆时间、浆液水灰比等因素对浆液扩散半径的影响,推导黏性水泥浆液的柱面扩散模型,通过引入曲度系数来体现砂卵石地层浆液渗流路径的曲折度,并对试验结果进行拟合分析。

砂卵石地层盾构始发下穿管线群加固方案比选研究

盾构隧道在卵石地层始发掘进时易导致地下管线出现较大程度的沉降,当盾构始发即下穿管线群时,沉降控制极为严格。文章以成都轨道交通17号线温明大道站一明光站区间隧道为研究对象,采用三维数值方法分别对盾构始发阶段管棚、袖阀管地层注浆、管线悬吊等多种加固方案进行了数值模拟研究。以管线沉降及管线应力为主要评价指标,对不同加固方案的加固效果进行了比选论证。结果表明:(1)对于大直径卵石地层盾构隧道,始发阶段下穿管线群施工过程中,不仅需加固始发端周边土体,还应对管线群采取相应加固措施;(2)采用始发端地层注浆加固+管线群悬吊方案时,盾构下穿施工后,管线的沉降曲线由其他方案的"双峰状"变为"宽型单峰状",该方案对应的管线群最大沉降及拉应力值均满足控制标准要求。

受隧道下穿施工影响的地中燃气管线沉降控制标准研究

当新建隧道临近既有地中燃气管线施工时,必然会对既有燃气管线造成影响,由于地中燃气管线改移或保护难度都很大,因此,有必要对既有地中燃气管线的沉降控制标准展开研究。本文对国内既有地方规范及标准进行了研究分析,并采用Peck曲线方程和Jacobsz曲线方程模拟燃气管线沉降趋势,提出了燃气管线沉降值计算方法。研究结果表明:(1)目前国内尚无针对地中管线沉降控制的国家标准,在湖北、上海、北京、广州和重庆等地方标准中,管线控制标准存在不统一的问题;(2)基于隧道施工导致的地层沉降曲线拟合方程,提出了地中燃气管线沉降限值的计算方法;(3)实际工程算例表明,采用Peck曲线方程计算得出的地中燃气管线沉降限值较为合理。