大直径盾构砂卵石与泥岩复合地层掘进参数的研究分析

本文对成都地铁项目大直径盾构泥岩与富水砂卵石复合地层选取盾构推进某阶段作为原始数据,分析各参数之间的相关性,指导盾构推进重要参数的调整。预先确定该复合地层不同埋深对应不同的参数值,最终在实践中得到成功案例。将经验转化为科学依据,对盾构司机有着必要的参考价值。

基于正交试验的盾构刀具磨损分析

刀具磨损检测是盾构在复合地层施工中的一个重要研究课题。针对在盾构掘进时刀盘外圈刀具的磨损检测问题,采用正交试验法对掘进参数分析刀具磨损的方法进行了改进,建立了刀具磨损量计算的新模型。分析了掘进过程中总推力、刀盘转速、泡沫注入量对刀具磨损量的影响度,并对计算模型进行了显著性检验。最后,利用盾构施工实测数据对该计算模型进行了验证。研究结果表明,该模型计算的刀具磨损的检测结果与实际换刀是吻合的,并且可以对掘进参数的设置进行指导,以提高掘进效率。

砂卵石地层盾构长距离掘进先行刀优化配置研究

针对砂卵石地层盾构长距离掘进工程特点,提出先行刀多维度梯次布置的设计理念,“多维度”保证了长距离掘进中刀盘受力稳定,不同刀高的先行刀梯次布置使其合金块之间搭接形成合金块磨损接力。同时优化先行刀合金块的耐磨及耐撞击性能,避免在长距离掘进中存在的刀具冲击疲劳失效。依托北京新机场线“磁1”区间盾构工程,通过方案比选得到最终刀盘设计方案,并对掘进过程中掘进刀具磨损数据与掘进参数进行深入分析。数据分析结果表明:多层先行刀布置的盾构砂卵石地层长距离掘进可分为高刀犁松和高低刀共同犁松两个阶段,高刀犁松阶段“梯次化”布置的高刀降低了低刀的磨损系数,高低刀共同犁松阶段在一定距离内继续维持掘进效率,有效延长掘进距离。

盾构掘进中刀具磨损的跟踪检测

盾构施工中,不同类型的刀具因用于不同的地层其磨损方式不尽相同。通过研究,找到了刀具磨损的多种检测方法。并对掘进参数分析法用于刀具磨损检测进行简单的介绍,同时结合工程实例介绍这一方法的应用情况并进行分析。

盾构施工参数相关性及对地表沉降影响的研究

以青岛地铁1号线薛瓦区间盾构隧道工程为背景,在极复杂地层开展盾构现场掘进实验,利用“青岛地铁安全风险管理体系”及“青岛地铁盾构施工管理信息系统”收集盾构关键施工参数及地表横向和纵向沉降监测值。通过对盾构关键施工参数的处理以及相关性的分析,表明在土层较硬地段应适当降低土仓压力以达到降低推力的目的;分析了在富水复杂地层盾构正常施工情况下掘进参数的波动对地表沉降的影响规律,研究发现盾构推进速度和推力是影响地表沉降的主要因素,对在极复杂地层中盾构掘进参数引起变形的精细化控制提供一定的借鉴意义。

盾构刀具的磨损及检测措施

随着盾构法在国内的广泛使用,刀具磨损已经成为一个影响工程质量和进度的关键问题。盾构法施工中,不同类型的刀具因用于不同的地层其磨损方式不尽相同,文中介绍了刀具的损耗形式和磨损原因。通过机理研究和工程实践,找到了刀具磨损的多种检测方法;重点对参数分析法用于刀具磨损检测进行了介绍,同时结合成功案例介绍了这一方法的可行性和对信息化施工的指导作用。

砂卵石红砂岩复合地层土压平衡盾构渣土改良试验研究

砂卵石红砂岩复合地层上部为密实砂卵石下部为强风化红砂岩,整体呈上硬下软状。采用土压平衡盾构施工时易产生盾构姿态上下偏移,出现盾构机在砂卵石、红砂岩两类地层中往复穿越的现象,导致盾构推力、刀盘扭矩等波动大,而砂卵石、红砂岩地层条件悬殊,在掘进时需要不断更换改良剂以适应地层变化,使得渣土改良更加困难。本文依托兰州地铁2号线盾构工程,结合现场施工经验,对膨润土泥浆配比进行了重新优化,提出膨润土泥浆加泡沫剂的混合改良方案。实践表明,采用1:6配合比膨润土泥浆,4%浓度泡沫剂,泥浆掺入比10%、泡沫掺入比15%左右的混合改良剂方案能够同时适用于两种地层,通过工程试验和掘进参数分析,发现掘进时的盾构推力、刀盘扭矩等波动明显减小。