大直径土压平衡盾构隧道下穿既有高速公路施工影响分析

通过对大直径土压平衡盾构隧道下穿既有高速公路的施工影响进行分析,研究了当前阶段高速公路变形沉降控制标准和采用不同加固措施情况下既有高速公路施工影响变化。研究结果表明,在未加固工况中路基变形的最大值为28.6mm,加固工况中路基的沉降变形最大值为17.3mm。对比分析表明,洞内的注浆加固对于地表的沉降变形控制效果是极为显著的,所以在盾构隧道开挖过程中对于盾构隧道洞内进行注浆加固十分必要。

津兴铁路大直径土压平衡盾构隧道设计关键技术探析

针对直径大于10m的盾构机,国内外一般采用泥水平衡模式,而土压平衡模式应用较少,关于大直径土压平衡的施工经验不够丰富。在建的津兴铁路榆安3号隧道设计采用我国北方地区最大直径土压平衡盾构机施工,且盾构长距离穿越永定河南、北大堤及河槽段,工程安全风险大,技术难度高。以津兴铁路大直径土压平衡盾构隧道为背景,重点针对大直径土压平衡盾构选型、盾构下穿永定河大堤及河槽风险控制等关键技术进行研究,旨在为设计和施工中采取安全可靠、合理可行的工程措施提供指导,为工程建设的顺利推进及同类工程设计提供技术支撑。

超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术研究

就超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术进行合理分析和探讨,以促进隧道工程施工质量进一步提高。

超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术研究

就超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术进行合理分析和探讨,以促进隧道工程施工质量进一步提高。

超大直径土压平衡盾构穿越高水压砂性地层土体改良技术研究

超大直径土压平衡盾构全断面穿越砂性地层时,会面临盾构推力及扭矩增大、土仓压力及螺旋机压力不稳、螺旋机喷涌导致开挖面失稳等风险,需要对开挖面土体进行改良。选取泡沫剂作为土体改良材料,通过试验揭示了泡沫剂不同发泡浓度、发泡率与泡沫寿命的关系,并且测定了改良后土体的物理及力学特性,建立了基于发泡材料的改良土体控制方法,形成了高风险开挖面土体改良技术,有效降低了高水压砂性地层盾构穿越施工风险,为同类型施工提供了技术参考。

土压平衡式盾构机在地铁隧道施工中的应用技术

在简述某地铁隧道盾构工程概况的基础上,论述土压平衡式盾构机工作原理和技术特征,分析了该工程项目土质对盾构施工的不利影响,阐述了土压平衡式盾构机在控制重点部位、控制工艺参数、改良盾构渣土等方面的应用技术,提出了砂层盾构常见问题及采取的措施,以及如何解决刀盘卡顿问题,可供相关工程技术人员参考。

地铁隧道土压平衡盾构施工的成本控制研究

为了优化地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制效果,实现节约施工成本、增加工程利润的目标,以北京轨道交通22号线(平谷线)14合同段隧道工程土压平衡盾构施工为例,开展了盾构施工成本控制方法的全面、系统研究。采用WBS工作分解结构法,分解了土压平衡盾构施工的目标成本,将目标成本细化到各个责任成本中心。在此基础上采用挣值法计算施工成本偏差,找出施工成本超支的具体原因,进而对施工目标成本费用进行控制与优化。通过工程实例对3种成本控制方法的实验结果进行分析对比,验证了本文提出的成本控制方法取得了施工成本最少、节约费用最多的良好结果。

超大直径土压平衡盾构前中盾结构强度计算研究

为确保盾构具备足够的结构强度和刚性,对盾构的主要支撑结构进行受力载荷分析与强度校核。采用SpaceClaim软件对前中盾进行中面抽取,建立壳单元有限元静力学分析模型,根据材料的厚度将前中盾划分成4组壳体,根据有限元计算结果分析了前中盾及其拼装梁的应力和变形情况。结果表明:前中盾的结构强度符合设计要求;最大变形位于拼装梁与后配套设备的连接处,变形较大,经过结构优化改进后变形量降低34.9%。

复合地层隧道工程采用土压平衡盾构施工技术研究

简要介绍了隧道工程的工程地质概况,从盾构机优化配置、盾构初期掘进施工、掘进过程的轴向偏差控制等方面,阐述了复合地层隧道工程土压平衡盾构施工技术。通过对该隧道工程进行有限元分析、土体沉降测试分析以及既有桥梁摩擦桩位移测试分析,验证应用本文所述盾构施工技术的应用效果。

基于土压平衡式盾构机进行地铁隧道施工的技术研究

本文针对土压平衡式盾构机在地铁隧道工程中的应用,分析了其工作原理、技术特征以及土质对施工的不利影响,并提出了优化渣土清排系统、提高盾构机掘进参数、加强土压平衡控制等三项改良方案。通过这些方案的实施,可以有效提高地铁隧道施工的效率和质量,为地下隧道工程的顺利实施提供了可靠的技术支持。

考虑推进过程的土压平衡盾构渗流场解析解及喷涌判别

考虑推进过程中盾构正面附加推力产生的超孔隙水压力,用解析的方法分析了盾构喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域,利用叠加原理和分离变量法得到土舱水头显式级数解,将螺旋输送机内流场视为一维渗流,通过土舱与螺旋输送机交界面的连续条件确定盾构渗流场解析解。通过数值模拟结果验证了解的正确性,并进行了参数分析。参数分析表明:正常掘进状态下的盾构推力波动频率与渣土固结系数比值近似为0.1~10 m^(-2),可对应于渗透系数10^(-3)~10^(-5)cm/s,当比值大于20 m^(-2),可以忽略超孔隙水压力的影响,比值小于0.01 m^(-2)时,水压力分布近似稳态渗流状态,但比值在1 m^(-2)附近时,超孔隙水压力将存在显著的影响。结合已有的喷涌研究,给出了典型盾构在不同推力波动频率与土体固结系数比值下的临界渗透系数。通过对盾构喷涌实例进行对比,证明了解析解的喷涌判别是有效的。

超大直径土压平衡盾构在中心城区公路隧道中的应用技术探讨

在上海外滩公路隧道施工中,首次采用了直径为14.27m的超大直径土压平衡盾构。文章以此为工程背景,围绕超大断面的开挖面稳定、浅覆土施工、近距离穿越运营中地铁和历史保护建筑群等诸多难题,从盾构的针对性设计、关键施工技术、构筑物保护措施等方面对超大直径土压平衡盾构的施工技术进行了详细的论述;分析了超大直径土压平衡盾构推进对周边环境的影响规律,并与常规的地铁盾构、同级别的超大直径泥水平衡盾构进行了比较,指出了超大直径土压平衡盾构的优劣;结合中国城市交通建设的发展趋势,对超大直径土压平衡盾构在城市中心区域的应用前景和进一步的研究方向进行了展望。

超大直径土压平衡盾构施工对环境影响的现场监测研究

软土地层中盾构法隧道施工对周围环境影响的控制是施工中最为关心问题。依托上海迎宾三路14.27 m土压平衡盾构隧道工程,通过在试验段布设监测断面、调整施工参数,研究超大直径土压平衡盾构施工诱发的地表沉降分布和发展规律。通过分析发现,超大直径土压平衡盾构施工中土舱压力和同步注浆参数的设定决定了地表沉降的发展规律,其中同步注浆的参数设定对于控制地表沉降起关键作用。同步注浆填充效果不佳会导致盾尾上方较大范围内地表沉降发展明显,距离盾尾越近,沉降速率越大,而填充效果较好时,地表沉降可以得到有效控制,Peck公式比较适于盾尾间隙填充效果不佳的情况。另外,监测数据揭示,盾构停推过程中超孔隙水压力逐渐消散,地表沉降持续发展,距离盾尾越近的位置地表沉降发展速率越大。

青岛地铁土压平衡盾构碎石土改良方法研究

盾构在碎石土地层掘进时经常面临着地层渗透性强、刀盘扭矩大、刀具磨损严重等诸多困难。为解决上述施工难题,以青岛地铁4号线典型的碎石土地层为研究对象,首先通过颗粒筛分、LCPC试验和渗透性试验评价了碎石土的基本特性,结合传统的砂土和黏性土改良方案设计了5组碎石土改良配比方案,对不同配比方案进行坍落度试验、渗透性试验和直剪试验,分析了不同改良指标碎石土的流塑性、渗透性及抗剪力学特性,根据实际工程中盾构刀盘扭矩的变化情况验证了泡沫与聚合物组合改良的最佳方案。研究表明:7%浓度泡沫与5%浓度聚合物配比的改良剂能够有效降低碎石土的渗透系数,同时起到降低刀盘扭矩的作用。

富水砂层土压平衡盾构渣土改良技术研究

富水砂层土体具有流塑性差、渗透性强的特点,土压平衡盾构施工时易造成排土困难和喷涌事故。针对西安地铁10号线穿越富水砂层的土压平衡盾构工程,采用膨润土泥浆和泡沫剂改良盾构渣土,提出了改良渣土流塑性的评价方法,基于其流塑性和渗透性确定最佳改良方案,为工程提供借鉴和参考。结果表明:(1)当改良渣土塌落后无开裂或坍塌、塌落形状为梨形、塌落度为180~210 mm、塌落渣土与地面接触角θ为0°~90°时,流塑性合适,此时改良渣土的渗透系数于90 min内稳定在10-5cm/s,满足工程要求;(2)最佳改良方案为:渣土、膨润土、水三者质量比保持在200∶1∶40~200∶1.5∶44之间,泡沫剂溶液体积比浓度为2%,泡沫注入比为6%。

大直径土压平衡盾构施工穿越建筑物沉降预测及控制技术研究

文章以北京地铁十四号线首次采用大直径土压平衡盾构穿越建筑物施工为例．利用数值模拟对建筑物沉降进行了预测，并与工程监测数据进行了对比分析。研究结果表明，建筑物沉降值和倾斜值在控制标准之内．说明设计施工方案可行；盾尾空隙沉降占最大沉降值的30％～50％，应以此为主采取措施来达到预期的沉降控制目标；地面预埋管注浆是控制沉降有效的辅助措施；盾构施工中土体塑流性改善、掘进参数控制、出土量、盾尾同步注浆、二次补注浆是沉降控制的关键环节。

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。

大直径土压平衡盾构掘进参数对比试验研究

本文以深圳地铁11号线南山站~前海湾站区间、车公庙~红树湾区间的盾构施工为工程背景,简要介绍由中铁装备公司生产的国内首创7m大直径土压盾构的设计技术参数,并针对两个区间的盾构掘进中遇到的砾质黏性土、全风化花岗石两种地层,对比分析在相同地层下,不同掘进参数的实际应用效果。在砾质黏性土地层中,推进压力较大,刀盘转速波动较大,盾构刀盘的扭矩会显著增大,螺机转速要及时调整,保持土仓压力基本稳定。在全风化花岗石地层中,盾构推进压力基本相同,刀盘转速较大,刀盘扭矩也较大,注浆压力、螺机转速基本相同,车红区间的土仓压力控制的较好。车红区间的地表沉降基本控制在40mm,车红区间的掘进效率在砾质黏性土地层中与南前区间相差不多,在全风化花岗石地层中要高很多,掘进和管片拼装时间的合理分配,有效提高了掘进效率。

超大直径土压平衡盾构土舱压力和开挖面水土压力分布特性研究

土压平衡盾构土舱压力的设定对于控制盾构掘进对周围环境影响意义重大。结合某超大直径隧道工程,在土舱隔板和盾构掘进断面上埋设水、土压力计,对土压平衡盾构土舱内和开挖面上的水、土压力的分布和变化情况进行研究。监测结果揭示了土压平衡盾构掘进过程中土舱压力和开挖面水、土压力分布和发展特性。结合盾构施工参数进行研究,发现土舱压力增量可以通过螺旋机转速、盾构掘进速度等施工参数计算得到。开挖面上水、土压力无法完全传递至土舱隔板,土舱压力增量约为开挖面总应力增量的76.3%。研究成果为超大直径土压平衡盾构的土舱压力设定提供了有价值的参考。

软土城区土压平衡盾构上下交叠穿越地铁隧道的变形预测及施工控制

由于城市高楼密集,地铁隧道网络发达,建筑物桩基、市政管线和既有隧道等地下构筑物对新建隧道空间形成较大限制,因此施工盾构往往不可避免地叠交穿越绕行既有构筑物。尤其是上下叠交的隧道穿越存在着重大施工风险,对既有隧道的安全运营构成极大安全隐患。结合上海轨道交通工程实践,采用简化理论方法、三维有限元数值模拟方法以及现场监测方法,揭示软土城区土压平衡盾构机上下交叠穿越地铁隧道的变形规律,提出上下交叠穿越地铁隧道的盾构施工参数设定规律以及安全控制技术措施。其中简化理论方法基于Winkler地基模型,得到盾构上下交叠穿越引起的既有隧道纵向沉降的计算表达式;三维数值模拟方法优化施工方法和盾构掘进参数,分析盾构隧道以较大斜交角度上下叠交施工穿越的实际工况;现场监测方法提供土压平衡盾构机上下交叠穿越地铁隧道的变形数据以及切口土压力、同步注浆、推进速度、管片拼装高程以及刀盘扭矩等施工参数的设定规律。研究成果可为合理制定城市地铁隧道交叠穿越运营隧道的保护措施提供一定理论依据,也可为其他类似多线叠交盾构隧道穿越工程提供一定的施工借鉴和参考。