泥岩地层盾构施工地表变形影响分析

在成都轨道交通30号线一期工程中,泥岩地层的比重占到了一半以上,在这种地层中进行盾构施工,会对地表造成一定程度的影响。因此,在进行泥岩地层盾构施工时,应针对地表变形的影响因素进行分析。本文以成都轨道交通30号线一期工程为例,采用理论分析的方法对泥岩地层中盾构施工引起的地表变形进行了研究,得出了地表变形与隧道埋深、土体强度以及地层含水率等因素之间的关系;并在此基础上提出了泥岩地层盾构施工引起的地表变形控制标准;最后提出了几点有利于泥岩地层盾构施工的建议,希望对以后类似工程有一 定的借鉴作用。

泥岩地层盾构隧道施工管片上浮影响因素分析

为进一步优化泥岩地层盾构隧道施工技术,保障隧道结构及周边环境安全,本文以成都轨道交通30号线工程为例,对泥岩地层盾构隧道施工管片上浮影响因素进行分析。结果表明:在盾构施工过程中,管片上、下端面的摩擦系数对管片上浮影响最大;在土仓压力一定的情况下,上覆土层越厚,管片上浮量越大;在泥岩地层盾构施工中,注浆压力越高,管片上浮量越大。此外,本文还提出了一些具体措施以减小管片上浮,以期为泥岩地层盾构隧道施工技术优化提供一些理论基础和技术参考,从而更好地对泥岩地层盾构隧道进行施工。

泥岩地层土压盾构施工关键技术研究

成都轨道交通30号线一期工程大同-石羊站盾构区间隧道工程起始段穿越了泥岩地层,隧道埋深较大,施工难度大,且隧道周边环境复杂。在该区域内进行土压盾构施工时,对刀具的配置、掘进参数以及推力的控制等方面进行了系统的研究,提出了泥岩地层土压盾构施工关键技术。结果表明:在泥岩地层中应用土压盾构施工时,在刀具的配置上应该根据不同的地层进行选择,同时选择合理的切削参数和掘进速度;在土压盾构施工时,应该对盾体后方的土体进行加固处理,以此确保整个工程的顺利进行。

泥岩地层土压平衡盾构近距离下穿既有线沉降控制技术

以成都地铁30号线航天立交站-惠王陵站盾构区间隧道在泥岩地层近距离下穿既有运营地铁线工程为背景,通过下穿前对穿越既有线隧道进行数值模拟分析,并设置试验段进行模拟掘进,拟定试掘进参数,以及在穿越过程中采取掘进参数控制、中盾注浆、同步注浆、管片脱出盾尾后二次补充注浆及穿越后及时进行洞内深孔注浆等综合沉降控制技术措施,并通过自动化监测手段,有效降低了下穿时对既有地铁线沉降的影响,最终在保证既有线路安全运营的前提下,安全、顺利完成盾构穿越工作,为类似盾构工程提供借鉴。

砂卵石泥岩地层中盾构机加水系统的优化改造

为了提升盾构在复合地层掘进效率,以成都轨道交通10号线二期儒林路站~五津站盾构区间项目为依托,对海瑞克S892盾构机在砂卵石和泥岩复合地层掘进过程中的加水系统进行优化改造。从盾构加水系统的改造、加水量的控制等方面,对复合砂卵石地层渣土系统进行优化改造,实现自动化系统控制,有效节约人工和时间成本,可为今后类似工程施工提供经验借鉴。

东海复杂泥岩地层钻井关键技术研究与实践

为解决东海部分区块龙井组、花港组上部灰绿色复杂泥岩段作业中出现的倒划眼困难、憋压蹩扭矩、测井遇阻、卡钻等井下复杂问题,通过分析复杂泥岩地层岩石组构特性、理化特性以及力学特性,研究井壁失稳机理,分析不同钻井液性能和钻井工况下起下钻阻卡的影响规律和程度,为现场制定复杂情况的处理措施提供理论依据,形成了优化的现场油基钻井液性能及施工工艺。相关技术在现场复杂泥岩地层实践应用后,逐步实现了龙井组、花港组复杂泥岩地层钻井时的井壁稳定,起下钻时效提高了96.3%~353.1%,大幅提高了作业时效,降低了钻井成本,成功解决了东海复杂泥岩地层的安全高效钻井问题,为类似地层钻井提供了借鉴。

泥岩地层盾构施工技术——以成都轨道交通30号线一期工程区间盾构施工为例

近年来,中国城市轨道交通事业的发展表现出惊人的速度,特别突出表现在中国地铁建设的发展。以成都轨道交通30号线一期工程区间盾构工程为依托,结合泥岩地层的特点,通过现场调研、资料分析、数值计算等方法,针对泥岩地区盾构区间施工技术开展研究,并提出泥岩地层盾构施工中常见问题的解决方案,以期为同类项目提供借鉴。

泥岩地层常压刀盘盾构的掘进策略与分析

泥岩地层盾构施工面临着掘进效率低、刀具磨损快等诸多严峻挑战。虽然常压刀盘换刀技术提高了盾构刀具更换效率,避免了高压条件下刀具更换的风险,但不可避免地带来了更加严重的刀盘泥饼淤结问题,加速了刀具的磨损。文章依托武汉三阳路过江隧道工程,对施工期间的技术难点与针对性对策进行研究,通过对现场的监测数据进行参数化分析,总结评价刀具配置优化、中心冲刷系统改制、化学除泥饼等方法对提高盾构掘进效率的作用。研究表明,采用提出的针对性优化方法,可以有效提高隧道掘进效率,降低换刀频率,减少停机风险。

泥岩地层大断面隧道围岩变形控制

以兰渝铁路胡家湾隧道进口段施工为例,介绍泥岩地层修建大断面隧道变形控制的方法。施工中通过围岩量测掌握围岩变形动态,采取分部开挖临时仰拱封闭成环及上半断面扇形支撑的技术措施,控制围岩的变形。实践证明:效果较好,对目前的客专大断面隧道控制大变形施工有一定的帮助。

深埋泥岩地层的最小主应力测定方法探讨

结合理论分析与实际资料统计,根据泥岩地层在水力压裂垂直裂缝剖面中所占的比例大小和瞬时停泵压力的变化趋势,获得了鄂尔多斯盆地西峰地区长8层(2 100 m)和靖边地区盒8地层(3 000 m)的泥岩最小主应力,这可为油气钻采、压裂设计以及测井、地震资料解释提供参考依据。间接证据表明,利用该方法求取的泥岩地层地应力更符合实际情况。

用强抑制性钻井液体系钻巨厚泥岩地层

针对新疆准噶尔盆地莫北油田中生界白垩系吐谷鲁组(300～3850 m)泥岩地层水化膨胀缩径严重,阻卡频繁,地层造浆性强,钻井液流变性控制困难,电测1次成功率低的问题,采用了甲酸盐钻井液和钾钙基钻井液体系,并配合相应的钻井工程技术措施。现场应用表明,这两种钻井液体系具有较强的抑制性,有效地减轻了泥岩地层的水化膨胀,明显减少了由膨胀缩径引起的井下复杂情况,井壁稳定,井径规则;控制了钻井液的流变性,减轻了泥岩地层的缩径阻卡,保证了裸眼完井作业的顺利实施,提高了电测1次成功率;通过强化钻井工程技术措施,缩短了钻井周期,提高了钻井时效,节约了钻井成本,实现了二开裸眼完井,提高了经济效益。

砂泥岩地层中气体对补偿中子测井的影响

为了确定地层中气体对补偿中子测井的影响,采用蒙特卡罗方法,对砂泥岩地层情况下的补偿中子测井进行了数值模拟研究,研究了地层中天然气含气饱和度在有无泥质情况下对补偿中子测井的影响,得到了无泥质情况下的挖掘效应和有无泥质情况下的中子-密度交会图。

砂泥岩地层横波测井曲线预测方法研究

基于早期开发井普遍缺乏横波测井资料的现实,分别讨论了基于Greenberg-Castagna公式、近似Gas-smann方程和Xu-White模型等3种方法在砂泥岩地层预测横波测井曲线的基本思路,给出了相应的计算流程。以某油田开发井横波时差测井曲线预测为例,通过实测横波测井资料的对比,分析了3种方法在砂泥岩地层的应用效果。结果表明,Greenberg-Castagna公式法简单实用,经过流体校正后在砂泥岩地层的应用效果较好;近似Gassmann方程法和Xu-White模型法相对复杂,对输入参数进行优化将有助于提高横波速度预测的精度。

砂泥岩地层断层岩压实成岩埋藏深度预测方法及其应用

为了更加准确地评价砂泥岩地层中断层的封闭性,文中在研究断层岩压实成岩埋藏深度影响因素的基础上,将与断层岩具有相同泥质体积分数的围岩孔隙度随压实成岩埋深变化关系曲线,从围岩停止沉积时间平移至断层岩开始压实成岩处的沉积时间,将平移后的曲线看作断层岩孔隙度随压实成岩埋深变化关系,断层岩现今压实埋深对应的孔隙度看作断层岩现今的孔隙度。据此,由围岩孔隙度与压实成岩埋深和泥质体积分数的关系,建立了一套砂泥岩地层中断层岩压实成岩埋深的预测方法,并以南堡凹陷南堡5号构造F3断裂为例,验证了该方法的可行性。研究结果表明:F3断裂在东营组三段、二段和一段内断层岩压实成岩埋深分别为2486.13,1031.55,847.90 m,压实成岩埋深相对较大,具有一定的封闭能力,有利于油气在东三段、东二段和东一段内聚集和保存,与目前F3断裂附近东三段至东一段储层已发现的油气分布相符,表明该方法用于预测砂泥岩地层中断层岩压实成岩埋深是可行的。

砂泥岩地层超深基坑施工降水技术研究

降水效果的好坏是深基坑施工安全的重要保证,针对超过60 m的南宁轨道3号线青秀山明暗挖地铁车站工程,进行了现场单井及群井降水试验。结果表明:该砂泥岩地层渗透系数为0.5~0.9 m/d。根据渗透系数最终确定青秀山超大埋深明暗挖地铁车站设降水井67口,观察井3口。降水保证了明挖站厅层及暗挖站台层的施工安全。

砂泥岩地层地铁车站暗挖隧道施工方案比选研究

施工方案的合理选取对于保证隧道结构及地层安全至关重要。文章依托广西南宁轨道3号线青秀山地铁车站工程,针对下部穿越砂泥岩地层的站台层隧道,对三台阶法及CD法两种暗挖隧道施工方法进行了比选研究。研究结果表明:(1)三台阶法相对于CD法,施工速度更快,施工干扰较小;(2)三台阶法施工地表沉降达到50mm,CD法为11mm,CD法控制地表沉降较好,但均满足限值要求的60mm;(3)三台阶法施工二次衬砌压应力达到14MPa,拉应力达到1.98 MPa,CD法压应力为6.68 MPa,拉应力达到1.18 MPa,CD法控制地表沉降较好,但均满足C50混凝土的抗压强度限值32.4 MPa,抗拉强度限值2.64 MPa。综合考虑,在满足地表沉降及保证结构安全的基础上,青秀山地铁车站暗挖隧道宜采用施工速度更快的三台阶法。研究成果可为类似地铁车站暗挖施工提供参考。

含膏泥岩地层的井壁稳定问题

本文从膏泥岩层三种不同存在的形式分析着手,重点分析了常见的膏泥岩层的矿物组成和理化指标,并相应提出了钻探此类地层保持井壁稳定的对策。

LD地区砂泥岩地层岩石力学参数计算方法研究

LD地区砂泥岩地层具有低孔、低渗的特点。本文首先根据目的层段单轴/三轴岩石压缩实验,确定了LD地区静态岩石力学参数的变化特征;然后利用岩性、纵波时差数据预测横波时差曲线,并建立了动、静态岩石力学参数转换关系式,构建了LD地区岩石力学参数、脆性指数的计算模型,将计算结果与实验值比较,误差较小;由此建立了LD地区砂泥岩层段的岩石力学参数和脆性指数剖面,得到了LD地区中浅层砂泥岩的岩石力学参数和脆性指数的变化特征。结果表明:LD地区杨氏模量在20-45GPa之间,泊松比介于0.18-0.34之间,脆性指数介于36-48%之间。这为LD地区中浅层砂泥岩段的压裂施工及射孔层位优选提供了基础数据。

泥岩地层盾构隧道下穿既有成昆铁路无预加固施工安全分析

新建地铁隧道下穿既有运营铁路时,如何在无预加固措施下保证新建隧道和既有铁路的安全,是施工的关键。文章依托成都轨道交通9号线一期工程元华停车场东出入场线盾构隧道近接既有成昆铁路工程,采用有限元软件模拟最不利工况下的工程安全性,通过主动托换补偿地层应力损失的可行性以及岩土物理力学参数变化的敏感性。研究结果表明,在泥岩地层、无预加固、有列车荷载作用、注浆压力控制在0.30 MPa及以上条件下,盾构隧道近接下穿既有成昆铁路施工时,能主动托换补偿地层应力损失,限制围岩塑性区发展,满足铁路线路轨道10m弦高低偏差矢度值≤±0.5 mm的管理规定,确保盾构近接施工时的安全。

缓倾角层状砂泥岩地层中大型地下洞室围岩稳定性研究

系统分析了小浪底工程大跨度地下厂房区工程地质条件，在此基础上进行综合围岩分类，采用地质分析和稳定性计算相结合的方法进行围岩稳定性评价，并利用施工期变形监资料进行了厂房围岩稳定性验证。