解决砂卵石地层中盾构机刀盘结泥饼的方法探索

现阶段,在砂卵石地层上进行盾构施工是十分困难的,因此如何控制盾构掘进阻力是保证穿越地层过程质量以及最终成功完成地铁工程非常重要的一环。特别是对于粘土、大粒径卵石、粉质粘土等地层而言,泥浆问题尤为重要,这不仅影响到产品质量的高低和正常生产运转,更会影响隧道建设安全与进度。针对砂卵石地层下盾构施工过程中出现机刀盘泥饼频繁结泥现象及原因进行分析以解决该问题并取得一定成效。本文根据上海盾构公司自主研发研制的“一分三控”模式下实现土压平衡盾构机进行实践探索,形成了一套适合砂卵石地层施工特点的工艺方案和设备配置标准。

基于克里金插值法的常压刀盘刀梁区域泥饼发育程度算法及应用研究

为解决刀盘结泥饼影响盾构施工进度的问题,以某泥水盾构刀盘为研究对象,展开对刀盘刀梁部位泥饼发育程度的研究,提出一种基于克里金插值法的常压刀盘刀梁区域泥饼发育程度算法,并进行应用案例研究。利用全刀盘布置温度传感器获取刀盘温度数据,选取线性插值扩展刀梁区域温度数据,运用克里金插值法进行全刀盘区域的温度仿真计算,结合空间和时间2个维度分析刀盘在正常掘进、外侧结泥饼及内侧结泥饼3种工况下的判断条件,提出分离相邻测温点正/负差值,以刀盘整体正/负差值之和呈现同方向变化作为泥饼发育初始环评判指标;结合所建温度场,引入从泥饼发育初始环到当前环的温度变化率总和作为泥饼发育程度评判指标。针对某大直径常压刀盘泥水盾构案例进行分析判定,对比采用反距离权重插值法、克里金插值法和扩展样本克里金插值法构建的3种温度场用于泥饼发育程度计算,结果表明扩展样本后的克里金插值法的适用性最强,并与工程实际情况进行对比,准确率达70.87%。

高黏性地层大直径泥水盾构刀盘结泥饼问题的处置

为解决广东湛江湾海底隧道盾构施工中出现的高黏性刀盘结泥饼问题,同时考虑分散剂对盾构开挖面稳定的影响以及泥饼的处理效果,通过开挖面稳定影响试验、分散剂种类筛选与质量分数筛选试验对5种分散剂的使用效果进行了评价与优选。研究表明:分散剂会导致泥浆的黏度发生突降,应保持泥浆的黏度维持在20~30 s的安全黏度区间内;分散剂与泥浆作用的体积比优选在1∶26~1∶40时,不仅可以防止分散剂的使用导致盾构开挖面失稳,也可有效的降低结泥饼风险;较高与较低质量分数的分散剂对泥饼的分散都有着抑制作用,最优质量分数应是一个中间值;建议使用体积比1∶30、质量分数2%的国标工业级焦磷酸钠(纯度96.5%)溶液作为处理广湛隧道刀盘结泥饼的分散剂。现场按照173 kg/t(成本约6.92元/t)的用量处理泥饼,既可以较好维持泥浆黏度的稳定性,也可以有效解决刀盘结泥饼问题。

成都砂卵石泥岩复合地层盾构掘进常见问题及处理措施探讨

目前成都地铁建设正处于井喷式发展阶段,在建及尚未运营的盾构区间有近100条,分布于成都市不同区域,而其中很大部分会涉及到复合地层,盾构在砂卵石泥岩复合地层中掘进存在参数多变、沉降、结饼等诸多风险。

成都地区泥岩盾构掘进常见问题及处置方法

随着成都地铁建设规模的扩大,盾构施工地质条件也在发生变化,由单一的富水砂卵石地层向复合地层,泥岩地层扩展,由于泥岩的某些特性,给盾构施工带来了新的问题。文章从泥岩的特性分析出发,通过在建线路盾构施工经验的不断总结,对泥岩地层常见的刀盘结泥饼、管片上浮、长时间停机后姿态控制困难三个问题进行剖析,提出了相应的解决办法和预防措施。

复合砂层盾构刀盘防结泥饼改良剂研制与应用

盾构穿越不良地质过程中易出现刀盘结泥饼、严重破损等现象,严重时引起安全事故。基于此,依托石家庄地铁三号线水上公园站~柏林庄站区间穿越粉细砂、中粗砂地层工程,分析了盾构穿越复合砂层过程中刀盘结泥饼现象;并设计不同配比膨润土泥浆和泡沫混合改良剂,基于坍落度试验和直剪试验,获得了适用于本工程的最佳配比,并应用于现场。研究表明:盾构穿越粉细砂、中粗砂地层而发生刀盘结泥饼、盾构掘进参数不佳情况,试验中降低膨润土浓度、增大膨润土注入比、增大泡沫注入比均能提升坍落度值,且经过改良后的渣土粘聚力增大,内摩擦角减小;本工程改良剂最佳配比是膨润土和泡沫注入比均为15%,其中膨润土浓度为10%(方案4),经此改良后,盾构机掘进速度明显提升,扭矩降低,改良效果显著,可为类似工程提供参考。

富水砂卵石地层常见问题及处置方法

成都地铁截止目前已开通6条线路,线路总长约196km,在建线数达到10条、里程351km,随着建设规模的不断扩大,富水砂卵石地层盾构掘进的问题越来越突出。文章通过总结参与线路盾构施工的具体问题,提出相应的解决方案和预防措施,同时对未来施工提出一些设想。

盾构施工中风化花岗岩地层粘性参数测定分析

在粘性土地层中泥水盾构掘进施工时,地层自造浆能力强,泥浆粘度会快速增加,过高的泥浆粘度易导致刀盘结泥,影响盾构正常掘进。在进行盾构选型时,会根据地层的粘性程度来选择刀盘结构及冲刷体系;而在实际施工过程中,需要通过控制泥浆指标来缓解刀盘糊泥的情况。将地勘资料中表征地层粘性指标的粘聚力和塑性指数大小与刀盘结泥的情况的程度进行对比,发现结泥情况与勘察报告给出的地层粘性指标并没有对应关系,不能很好地根据该地层参数进行盾构机选型以及提前对泥浆指标进行干预。