南宁地铁5号线“泥水+土压”双模式盾构掘进模式快速转换关键技术

以南宁地铁5号线五新区间为工程背景,对并联式双模盾构掘进模式快速转换技术进行介绍。并联式双模盾构"土压+泥水"平衡掘进模式均可以独立运行。掘进过程中采用双模式盾构2套出渣系统相配合的方式改变舱内渣土性状,以满足螺旋输送机和泥浆管道出渣要求,进而启动相应模式下渣土改良方式完成掘进模式转换。通过以上措施双模式盾构完成计划内模式转换2次、试验性掘进模式转换12次,共计14次,未出现明显螺旋输送机喷涌或泥浆管道堵塞的情况,地表沉降控制良好。

并联式泥水/土压双模式盾构施工技术与冷冻刀盘开舱技术的创新与实践

针对盾构施工过程中经常遇到的2大问题:1)盾构在复杂地层中掘进遇到的盾构选型难问题,如盾构区间一段适合土压盾构掘进,另一段适合泥水盾构掘进,而采用单一掘进模式的盾构都无法应对较大的地层变化;2)盾构在复杂地层、长距离掘进施工时,开舱检查并更换刀具不可避免,盾构在上软下硬/软弱地层/含水砂性地层开舱存在极大的工程安全风险。在原有盾构的基础上,通过采取改造盾构内部结构、搭载冷冻设备、改进设备系统等手段,研制出并联式双模式盾构及搭载冷冻刀盘式盾构。通过广州地铁9号线、广州地铁21号线、220 kV石井-环西电力隧道(西湾路-石沙路段)工程案例,总结出双模式盾构施工技术与冷冻刀盘技术。并联式泥水/土压双模式盾构兼具土压平衡盾构和泥水平衡盾构的功能及施工优势,可根据隧道沿线地表环境条件和隧道穿越地层条件,合理划分采用泥水或土压模式施工的地段,且盾构施工环境适应性强,可在不拆装任何部件的情况下安全、快速地实现掘进模式的切换。将冷冻法与盾构刀盘结合在一起,使盾构刀盘具备冻结地层的功能,通过冷冻刀盘在隧道内对土舱外土层冻结加固,使其达到常压开舱的要求,与双模式盾构相结合,兼容性好,不存在功能上的冲突。

土压/泥水平衡双模式盾构适应性设计

为解决复杂地质及周边环境盾构设备选型难题,结合多模式盾构的发展与研究现状,对多模式盾构进行了定义与分类,主要分为土压/泥水双模式盾构、土压/TBM双模式盾构、泥水/TBM双模式盾构等几大类型。并结合南宁市轨道交通5号线一期工程,对土压/泥水平衡双模式盾构的主要工作原理、特点、适用范围及适应性设计等方面进行了分析,结果表明:土压/泥水平衡模式盾构地质适应性广、设备利用率高、施工成本低,解决了同一区间不同地质环境条件下盾构设备选型的问题,在一定程度上为地质复杂、工程敏感地带提供了一套可靠解决方案。

“泥水+土压”双模式盾构应用于广州地铁9号线

日前，国内首台直径6．26m“泥水＋土压”双模式盾构在广州地铁9号线（花都汽车城-广州北站）区间始发，该盾构实现了多项重大技术创新，填补了国内双模式盾构的空白。截至2014年4月，9号线全线土建工程累计完成48％，全线力争2016年开通。

浅析“土压+泥水”双模式盾构机原理及应用

从盾构机原理及应用的角度出发,研究“土压+泥水”双模式盾构机。根据地质变化和施工需要,无须拆装任何零部件就能达到两种不同模式之间快速转换的目的,从而能够更好地保证施工安全和质量。双模式盾构机与单一模式的盾构机相比,同时具备了土压盾构机和泥水盾构机两种功能,能较好地适应不同的地层条件,具有较高的经济效益和社会效益。

盾构法施工新技术——泥水—土压双模式盾构施工

我国当前的地铁工程建设,已出现一种新式的盾构施工法——泥水-土压双模式盾构施工。此种方法用于地铁工程施工过程中能够最大程度减少对地面造成的影响,保障施工的快速、安全、高效。本文通过对地铁盾构法施工新技术的分析,从而使得地铁施工的安全、进度和质量得到保障。

国内首台泥水掘进、土压掘进双模式盾构机

1月11日,观察者网从中铁工程装备集团获悉,10日,由中铁工程装备集团、南宁轨道交通集团、南宁广发重工集团联合研制的国内首台气垫式直排泥水-土压双模盾构机,在南宁中铁广发轨道装备有限公司(以下简称中广轨道)车间顺利下线,标志着“南宁造”盾构机全面迈向高端化时代。此次下线的“中铁685号”气垫式直排泥水-土压双模盾构机,采用复合式刀盘,开挖直径6.3米,整机总长约107米,总重量约600吨。

深埋富水泥质粉砂岩地层泥水与土压平衡盾构施工分析

通过分析深埋富水地层泥水盾构与土压盾构掘进影响因素,针对影响因素采取针对性措施,克服土压平衡盾构在深埋富水地层中螺旋机易喷涌、设备易出现故障、出渣困难、渣土处理困难的难题;克服泥水平衡盾构在深埋富水地层中环流不畅、结泥饼的难题。通过对比分析及实际验证得出在深埋富水地层中泥水平衡盾构更具优势的结论,采取的措施及在此类施工工况下盾构设备选型可供类似工程进行参考。

富水粉质黏土地层土压平衡和泥水平衡盾构掘进模式转换试验研究

沈阳地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越地层为富水粉质黏土地层,细颗粒较多,其中粒径≤10μm的颗粒占比达61.23%。选取该区间0~290环作为试验段,对泥水平衡和土压平衡两种掘进模式进行试验研究。通过详细讨论土压平衡模式和泥水平衡模式相互转换的关键技术,对比分析两种模式的掘进效率和地层沉降控制效果。试验研究结果表明,土压平衡模式掘进效率远高于泥水平衡模式,对于泥水平衡模式,由于地层细颗粒含量高,泥浆分离效率低,导致盾构掘进效率降低;监测结果表明,两种掘进模式均能有效控制地层沉降。根据试验结果,对该区间隧道剩余区段全部采用土压平衡模式掘进,平均日掘进进尺由5.2环提高至10.3环。

双线地铁隧道泥水及土压平衡盾构施工地层变形特征研究

为分析圆砾地层双线地铁隧道分别采用泥水和土压平衡盾构施工时的地层变形特征,以南宁地铁3号线东葛路站—滨湖路站区间盾构施工工程为背景,采用现场监测数据分析2种盾构施工时的地表横向沉降特征和监测点纵向沉降历程特征。利用FLAC3D软件对2种盾构工法进行简化模拟,验证模拟方法的可行性;设计双线地铁隧道分别采用土压平衡盾构和泥水平衡盾构、全部采用泥水平衡盾构、全部采用土压平衡盾构3种工况的模拟方案,研究3种工况下的地层变形特征。研究结果表明:1)双线地铁隧道采用2种类型盾构施工时,地层沉降曲线偏向土压平衡盾构施工的隧道一侧;采用同种类型盾构施工时,地层距离隧道越近,沉降曲线呈"W"特征越明显; 2)双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时各地层沉降较大,地表横向沉降影响范围约50 m;采用泥水平衡盾构施工时各地层沉降相对较小,地表横向沉降影响范围约30 m; 3) 3种工况下,双线地铁隧道采用土压平衡盾构施工时引起的地表水平位移最大。

复杂地层土压平衡-TBM双模式盾构机模式转换施工技术

随着城市轨道交通工程的迅猛发展,较为理想的地下空间地层已基本在先期的工程开发中优选结束。随之而来的是对更加复杂地层的开发,由此提出了对地层适用性更强的双模式盾构技术的新课题。本文结合工程实例,阐述6.47m土压平衡-TBM双模式盾构在城市轨道交通区间工程模式转换关键技术的实施情况,可为同类工程提供借鉴。

富水黏土地层中土压平衡和泥水平衡盾构掘进试验研究

沈阳市地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越的地层为富水粉质黏土地层,地层中细颗粒较多,因此,选择该区间的31~130环区段和131-213环区段分别作为土压平衡和泥水平衡的掘进试验段,对2种掘进模式进行了试验研究,探讨了盾构掘进参数,分析了掘进效率和地表沉降控制效果。试验结果表明,土压平衡模式掘进效率远远高于泥水平衡模式,其主要原因在于地层细颗粒含量高,导致泥浆分离效率低,进而直接影响了掘进效率。监测结果表明,土压平衡掘进模式对地层沉降的控制效果优于泥水平衡模式。该试验结果为盾构掘进模式的选择提供了重要依据。

成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析

成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施工试验段,为便于以后盾构机能更准确地选型,本试验段分别采用一台泥水盾构机与一台土压盾构机进行左右线的掘进。通过对两台掘进机的适应性分析可以看出:泥水盾构的缺点是容易堵塞、出碴效率低、对地层完整性要求高、在含泥地层中容易封住开口、对进出洞密封要求高、施工中需要较大场地、施工成本高;优点是对地层扰动小、便于带压进舱。土压平衡盾构的缺点是刀盘磨损严重、地表沉降控制难度高,带压进舱困难;优点是不受出碴限制、掘进速度快、便于维护、成本低。施工实践证明:在地表要求不太严格的情况下适于用土压平衡盾构;在地表要求高、场地较大情况下,适合用泥水盾构。

浅谈浅覆土砂层泥水盾构带压换刀技术

以珠江新城旅客自动输送系统体育中心站～林和西站盾构区间为工程背景,介绍了泥水盾构在浅埋覆土砂层施工过程中换刀,采用带压换刀施工工艺及优点,可供今后类似工程参考借鉴。

软土大直径泥水盾构常压与带压刀盘针对性设计及改进技术

盾构机是城市地下空间建设的主要施工机械,不同的地质环境选择的盾构机类型差异性较大,任何盾构施工过程中都会面临刀具磨损和刀盘变形的难题。本文以杭州下沙路隧道为例,对盾构选型进行了研究,提出带压复合刀盘和常压刀盘针对性设计及改进技术并进行了工程应用。研究表明,带压复合刀盘针对性设计及改进的关键技术是刀盘整体开口率达43%,中心位置可设计9路可分区控制的泥浆冲刷口,常压刀盘针对性设计及改进的关键技术是刀盘结构为六角星型辐条布置,冲刷共计30路,左线、右线隧道施工过程中盾构机故障率占比分别总施工的3.90%和1.89%,可为类似工程提供重要参考。

土压泥水双模盾构机螺旋机前闸门卡困处理技术研究

随着城市轨道交通工程建设的发展,地下可利用空间不断减少,盾构隧道日渐趋于向深埋发展,隧道所处地层也趋于复杂化,同一个区间可能会经过砂层、淤泥层、岩层等诸多地层,施工风险也日渐增大。为保障盾构施工安全,双模式盾构机的使用日渐频繁,极大的增强了盾构机对地层的适应性,降低了盾构在各种地层中施工风险。土压+泥水双模盾构机模式转换的顺利进行,也成为保障双模盾构机各种模式正常使用的关键,本文从土压+泥水双模盾构机模式转换期间螺旋机前闸门卡困原因、处理措施、预防方案等方面提出建议,以供参考。

泡沫在土压平衡式盾构施工中的应用

土压平衡式盾构的出现虽然晚于泥水式盾构,但因其在设备技术、成本及场地等方面的优势而受到人们的青睐,在使用数量上已超过泥水式盾构.但土压式盾构对土质的适应性不如泥水式盾构广泛,使其在某些地层中的使用受到限制.日本株式会社大林组于1978年发明了气泡盾构工法,20世纪90年代后,泡沫开始推广到欧美地区.至2000年4月,在日本用气泡盾构工法掘进的隧道总里程数已达381km;德国海瑞克公司则称泡沫是土压式盾构的"关键要素",几乎在所有出厂的土压式盾构上均装备了泡沫设备.我国各大城市大规模地铁建所使用的盾构多为土压平衡式,泡沫的应用亦日渐广泛.

南京纬三路过江通道超大直径泥水盾构始发关键技术研究

南京纬三路过江通道工程始发段具有覆盖土层薄、左右线间距小、始发进洞坡度大、曲线始发、始发井空间小等特点。通过相关工程经验比选,采用水泥搅拌桩加固和冻结加固,由于始发段不能在始发架上转弯,因而采用割线始发技术;始发进洞时,洞门密封钢环的密封方式与安装精度决定了始发阶段的密封效果,本文介绍了一种新型的洞门密封方式;由于始发井设计长度方向空间不够,将钢负环设计为常规管片的分块方式,采用管片拼装机进行拼装;针对南京纬三路工程地质情况,系统地介绍了始发泥水建压技术。采用以上关键技术,纬三路过江通道工程始发阶段盾构实际掘进姿态与设计姿态保持在规范允许范围内,始发架牢固可靠,钢负环拼装定位精确,密封钢环密封效果良好。

引哈济党工程土质隧洞盾构法与钻爆法施工方案选择

在隧洞掘进施工技术中,广泛采用的施工方法为钻爆法和掘进机法,而深长隧洞施工方案的选择还应从隧洞设计布置情况、工程地质条件、施工环境条件及经济性等方面综合分析评价而确定。文章针对引哈济党工程方案二隧洞埋深大、洞线长、穿过岩性为土质等特点,对钻爆法和盾构机法两方案进行了比较,以确定适合该工程的施工方案。