盾构直削始发方案研究

随着盾构施工工艺的发展,越来越多的工程开始采用盾构直削始发.盾构法施工中,始发是易发生事故的重要环节.相对于传统的人工凿除洞门,直削始发时刀盘直接切割洞门,避免了掌子面土体形成临空面,从而降低了施工风险.以郑州某地铁区间隧道工程盾构直削始发为例,采用Midas GTS NX有限元软件,考虑洞门破除及盾构动态掘进的影响,对盾构直削始发时围护结构变形、土体变形和周围管线变形等进行了计算分析,验证了盾构端头直削始发方案的合理性.为验证数值模拟的可靠性,将数值计算结果和现场监测结果进行了对比分析,对比结果显示二者的变化规律一致,表明数值模拟结果合理.

富水砂层中盾构始发穿越既有地铁线路的结构稳定性研究

[目的]富水砂层地质条件下,新建地铁线路盾构始发穿越既有地铁线路时,对既有地铁线路结构稳定性的研究较为鲜见,需总结类似工程的相关规律。[方法]以新建的郑州地铁7号线黄河迎宾馆站—英才街站区间盾构始发穿越既有地铁2号线结构工程为依托,根据实际工况采用有限元软件MIDAS GTS NX建立了施工区间的三维数值模型,并利用软件的结果提取功能得到了该工程对应模型的模拟结果。选取现场2个监测点位,将2个测点的现场实测值与模拟计算值进行对比,证实了该模型的准确性。在此基础上,进一步研究了盾构始发穿越、一般下穿施工两种穿越方式下对既有地铁线路结构稳定性的影响,以及始发洞门与既有地铁结构间竖向距离d的4个取值对既有地铁线路结构稳定性的影响。[结果及结论]所建三维模型在一定程度上可反映实际工况。在既有地铁线路结构、材料、加固方式等因素均不变的情况下,既有地铁线路结构的稳定性因穿越方式的不同而有所差异,与一般下穿施工相比,采用盾构始发下穿方式时对既有地铁线路结构的影响较小。采用盾构始发下穿方式时,d的取值不同,对既有地铁线路结构稳定性的影响有较大差异。d=2.00 m对既有地铁线路结构的影响较小,工程成本也较小。建议在工程条件允许下采用盾构始发下穿方式,且推荐d值取2.00 m。

盾构始发与接收对工作井围护结构的影响研究

[目的]一般情况下,盾构机均在盾构工作井主体结构施工完成后才进行始发或接收,由于诸多因素的限制,往往需要考虑盾构工作井主体结构尚未施工时进行盾构始发或接收的情况,因此需研究盾构始发与接收对盾构工作井围护结构的影响。[方法]以成都地铁某标准地下三层岛式车站为例,研究盾构工作井在未施作主体内衬结构状态下实现盾构始发与接收时的围护结构受力及变形情况,并分析了盾构始发与接收对围护结构稳定性的影响。[结果及结论]研究结果表明:无内衬状态工作井盾构始发与接收时,围护结构桩体水平位移最大值及弯矩最大值均发生在盾构工作井端墙中跨第4道钢支撑处,围护结构剪力最大值发生在盾构工作井端墙中跨底板处;当盾构工作井未施作主体内衬结构时,围护结构桩体变形及受力均有所增大,但其位移及力学指标均满足规范要求;围护结构在剪力及弯矩作用下能够满足承载能力及强度要求;无内衬状态下的工作井盾构始发与接收可提高施工效率,有效节省工期,节约工程成本。

电缆隧道工程泥水平衡盾构分体始发与端头加固技术研究

依托某电缆隧道工程,提出适用于该工程的泥水平衡盾构分体始发技术。采用数值模拟对始发端头土体加固进行分析。研究结果表明,在不采取任何加固措施时,洞门前方土体发生全局失稳破坏,整体向洞门处滑移,上方土体呈沙漏形向下垮塌;当加固强度超过10GPa后,认为土体处于稳定状态。考虑工程实际,建议采用C20及以上强度等级混凝土旋喷桩加固方案。

地下综合管廊盾构施工分体始发技术研究

城市地下综合管廊隧道采用盾构法施工时,常通过综合井进行盾构始发、掘进及接收施工,而城市繁华区的盾构始发及接收综合井,由于征地、占地困难,综合井设计长度较短,导致盾构机在始发时无法进行整体始发。以深圳地铁14号线共建管廊工程盾构施工为例,介绍了盾构在狭小综合井的分体始发施工方法,并结合盾构机实际尺寸和始发综合井设计尺寸,通过盾构机分体吊装顺序、初始掘进等工艺控制实现盾构施工分体始发。分体始发技术确保了盾构机在小尺寸综合井安全、高效地始发,可为城市地下综合管廊盾构施工提供参考。

“7”字形半门式架在盾构曲线始发工况下的应用及施工要点

根据盾构机机身和后配套设备的长度,盾构始发常需要配置约120 m长的车站完整结构。施工过程中由于各种条件的制约,经常会出现不能提供足够长度的车站结构,导致盾构机无法下井的情况。以广州地铁五号线东延段庙头站—夏园站盾构机曲线始发为案例,探讨未完成中板结构工况下的盾构始发方案,提出在地下二层结构侧墙预埋钢板,通过施作“7”字形半门式架及全门式架的支撑体系,确保盾构机实现曲线始发。工程实践证明,该方案能在中板结构未完成的工况下实现盾构机的始发,且可以同步实施中板结构,有效缩短工期。该方案操作简单,适用性强,可为类似工程提供借鉴。

富水卵石土大直径双模盾构浅覆土始发技术研究

盾构始发是盾构施工工序中的关键一步,其施工质量好坏直接关系到始发竖井及其周边环境的安全。为解决富水卵石土地层大直径双模盾构浅覆土始发,盾构切入土体易发生水土流失、洞门密封效果差、洞门破除困难等问题,结合紫瑞隧道盾构段出洞端地层情况及施工环境条件,采取“咬合素混凝土桩+袖阀管注浆加固+降水”综合措施进行端头加固;洞口处围护桩钢筋笼全部换用玻璃纤维筋保证盾构的快速安全始发;布置两道延伸钢环止水装置以及配套措施加强密封止水效果,最终形成一套适用于富水卵石土地层的大直径双模盾构浅覆土始发技术。

粉质土层中盾构始发施工技术研究

盾构始发与接收是整个盾构法施工中的关键环节,加强对相关施工技术的研究具有现实意义。天津市滨海新区轨道交通B1线欣嘉园东站—欣嘉园站区间采用盾构法施工,在车站端头始发井内利用反力架和临时安装的负环管片提供反力,通过端头井地层加固、洞门围护结构凿除、洞门密封以及盾构始发掘进参数动态调整等准备及技术措施,保证了盾构在粉质土层中顺利始发。

富水砂层短结构竖井盾构分体始发技术研究

为解决分体始发过程中因效率低造成施工风险大的问题,文章结合西安地铁14号线盾构在全断面富水砂层分体始发的工程实例,分析了满足盾构始发的最优结构尺寸,并确定了合理的分体始发程序及管线延长方案;根据施工需求,着重分析了盾构施工的水平运输技术及始发过程中常见的技术问题与解决措施。

深厚富水砂层地质条件下的盾构始发关键技术研究

苏州地铁7号线白荡南站~扬东路站区间右线采用一台土压平衡式盾构机进行施工,白荡南站始发端头距民房仅17 m,始发端头地质主要为粉砂夹粉土,且富水砂层厚9~11 m。通过方案比选,确定采用三轴搅拌桩加固+外包三轴搅拌桩止水帷幕并通过旋喷桩处理接缝的加固方式配合降水法,严格控制盾构始发期间的姿态控制、地表沉降、建筑物沉降等,实现了盾构顺利始发和安全下穿民房。

富水砂层盾构内置式密封始发技术研究与应用

针对富水砂层盾构区间始发条件复杂,通过对现有盾构始发技术进行风险分析和对策总结,首次提出端头不加固盾构直接始发方案。运用资料查阅、工程类比、现场试验等手段进行技术创新,开发出叠合围护结构和内置式密封盾构始发技术,简化了盾构始发工序,解决了富水砂层盾构始发端头管线改移滞后、加固周期长、成本大和始发风险大的难题,实现了盾构及时、安全、快速始发。

地铁盾构始发穿越高风险管线群的综合施工技术

地铁盾构始发段施工难度较大,穿越高风险管线群的难度更大。以深圳地铁16号线大运中心站—龙城公园站区间盾构始发下穿高风险管线群工程为例,从多维度精细化控制角度出发,从始发端头土层加固、地层动态跟踪注浆、管线保护技术、盾构掘进参数优化和现场监测等5个方面对地铁盾构始发穿越高风险管线群综合加固技术和掘进参数控制进行研究,通过数值模拟及现场监测管线群变形分析了所提控制技术的适用性效果。研究结果表明,盾构施工采用本技术可以安全穿越始发段高风险管线群且沉降在允许范围内。

富水软土地层大直径泥水盾构始发端头加固技术

以济南黄河隧道盾构始发工程为依托,介绍工程概况及地质条件,并对富水软土地层中超大直径泥水盾构始发端头加固技术进行研究,发现采用三重管旋喷法+垂直冻结法对始发端头进行加固,可有效降低洞门凿除和盾构始发的风险。

滨海大埋深高水头地铁过海隧道盾构始发技术

盾构始发是重要风险工程,决定着隧道后续施工能否顺利完成。本文依托目前国内穿越海域最长的青岛地铁8号线过海区间隧道,综合考虑场地类型、周边环境、水文地质等因素,系统性的阐述了盾构始发技术难点,针对这些难点,提出了在近海、大埋深、高水压这一特殊极端条件下的盾构始发设计思路和具体设计方案,通过工程的顺利实施对盾构始发技术进行了全面的总结。

大直径盾构中间风井双向快速始发施工技术研究与应用

以成都轨道交通19号线二期工程蓝天盾构区间为例,论证其双向始发工序在安全和功效方面存在的风险和问题,结合中间风井主体结构研究优化始发方案,采用盾构井整体对角始发;阐述整体始发掘进分阶段采取的措施及功效,实现了大直径盾构中间风井双向快速、安全始发。

场地受限条件下盾构平移始发施工技术

为解决地铁建设城市中心区域施工狭小场地盾构平移组装始发问题,结合广州地铁13号线2期E42—车陂站区间工程实际,论述一种盾构盾体及后配套设备台车平移前的准备工作和平移装置过程,分析盾构分体快速平移通过横通道后在正线暗挖隧道进行组装的方法,并对盾构在盲洞始发和推进的施工工法进行研究。在施工过程中,创新性设计出一种可调式后配套设备平移装置,先后解决了盾体及后配套设备长距离平移、暗挖隧道组装、无负环及无电机车盲洞始发和双电瓶车推进等困难,加快了盾构平移速度,节约了施工成本,取得了较好的施工效果。

滨海软土地层盾构始发区下穿高危地下管线设计研究

滨海软土地层盾构始发区是重大自身风险工程,盾构下穿易燃易爆类高危管线是重大环境风险工程,重大自身风险和重大环境风险叠加是对工程安全的重大考验。基于青岛地铁8号线过海区间盾构始发区下穿石油、燃气类高危管线的实际案例,采用地质研判和风险识别等系统分析方法,研究了一种在地铁隧道两侧设置“门式桥架”对高危管线进行原位悬吊保护的支撑系统,同时根据管线线位对盾构始发区做出了具有针对性的加固设计,依靠数值分析方法对管线变形进行了理论测算,通过实际施工现场监测发现,提出的高危管线保护方法是安全可靠的,可为类似工程提供可靠工程经验。

液化地层盾构短钢套筒组合始发技术分析

随着地铁建设周边环境及地质水文条件越来越苛刻、复杂,传统单一的盾构端头加固方法很难再适应解决盾构始发过程中的多重客观问题,为达到缩短施工周期,节约建设成本,始发安全可靠的目标,行业中逐渐尝试多元化新型组合盾构始发工艺。该文结合工程实例和理论分析,论述采用短钢套筒辅助技术的新型组合工法可有效解决液化地层盾构始发中的主要风险,为液化地层没有端头地面加固条件或优化传统加固的盾构始发提供借鉴与参考。

盾构侧向始发预埋钢板受力特征及安全性研究

北京地铁昌平线南延线02段工程采用异形钢套筒侧向始发技术,实现地面空间不足条件下的盾构始发,文章通过数值模拟和现场监测对异形钢套筒和洞门连接处的安全性进行分析,结果表明洞门采用预埋宽15cm、厚12mm的预埋钢板与异形钢套筒焊接后,在整个盾构机始发过程中结构安全系数均在2.0以上,满足安全规范要求。

昆明某地铁车站端头垂直冻结法施工工艺探讨

在地铁隧道盾构施工过程中,由于复杂的地质水文条件,盾构在始发及接收的过程中,极易出现渗漏坍塌等问题。施工中垂直冻结法的使用可有效加固复杂土层抵挡侧向水土压力,减小施工风险。为此根据昆明地铁2号线某区间车站端头的盾构始发施工,详细介绍了垂直冻结法施工中冻胀融沉问题的预防和处理措施以及施工的关键步骤,可以为其他相似工程的建设提供一定的参考。