盾尾刷更换时液氮冻结温度场及冻结参数影响的数值模拟分析

为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时间变化曲线与现场实测数据对比,验证模型的合理性,并对土层、去路液氮温度、冻结管长度、冻结管间距、冻结方式进行敏感性因素分析。结果表明:1)冻结效果随土层的不同而发生改变,在卵石层、砾砂层、粉细砂层3种土层中,粉细砂层的冻结效果最差,卵石层最好;2)在有限的冻结时间内,去路液氮温度的不同,只影响土体从开始冻结至越过0℃完成相变这期间的降温速度,不影响完成冻结以后的土体降温速率;3)冻结管长度对土层冻结的影响较小,可以采用较短的冻结管,以降低施工成本和液氮消耗量,但不能过短,应保证其纵向有足够的支撑范围,经计算分析,当冻结管长度为1.52 m时,能在轴面处满足2.0 m的冻结壁厚度要求;4)冻结管间距对冻结效果影响大,冻结管越密,冻结速度越快,效果越好;5)在相同条件下,双环预埋冻结管液氮冻结效果优于管片上直接打孔液氮冻结。

软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术

在城市轨道交通建设中,由于长距离、小半径盾构掘进情况越来越多,导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损,降低或失去密封性,需对其及时进行更换。本研究以苏州轨道交通8号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景,基于盾尾刷更换各种止水方式比选分析,结合该工程位于软弱局部透水地层特点,提出并实施了一种多方式注浆止水的盾尾刷更换方法。即在软弱局部透水地层中,通过在盾尾注入聚氨酯、惰性浆液、双浆液,以及通过盾体径向注入惰性浆液,对盾尾前后地下水进行有效封堵,再通过拆卸一环管片进行第一道盾尾刷的拆卸与更换,更换期间实测表明地表累积沉降与日沉降均满足控制要求,注浆加固后打开观测孔止水效果良好,仅耗时14 d便恢复掘进。本研究提出的软弱局部透水地层注浆止水的盾尾刷更换成套工艺与方法取得很好的实施效果,可为今后类似工程提供参考。

地铁盾构洞内盾尾刷更换技术研究

土压平衡盾构穿越承压水、透水地层时,盾尾刷会出现严重磨损,止水效果变差,对盾构隧道的掘进质量、安全等造成严重影响。因此,盾尾刷的快速更换对施工安全和工程质量至关重要。徐州地铁6号线一期工程市紫区间右线掘进过程中,通过洞内更换盾尾刷技术进行研究,提出土压平衡盾构机掘进期间进行安全、高效的洞内盾尾刷更换技术措施。结果表明,洞内快速更换盾尾刷安全快速可行。

临海富水砂层盾尾刷更换聚氨酯环试验研究

在盾构施工中,注浆法更换盾尾刷需要形成封闭且稳定的止水环,包括聚氨酯环和浆液环。本文结合临海富水砂层盾构施工实例,采集原位地下水对聚氨酯初凝时间、发泡倍率、固体强度等进行室内试验,结果表明:亲水型聚氨酯与地下水反应迅速,形成的固结体密实均匀,发泡率不高,且强度较低,疏水型聚氨酯呈相反状态;现场实际注入可考虑二者同时使用,先注入亲水型聚氨酯,后注入疏水型聚氨酯,并按照5∶1的用量进行控制。现场应用证明,形成的包裹体稳定且质量较佳。

盾构机盾尾刷更换施工技术

盾构法施工工法因其具有安全、机械化程度高、掘进速度快、劳动强度低、不影响地面交通及设施、施工中没有噪音等优点,被广泛应用于城市轨道交通建设。盾构机盾尾刷安装在盾构主体的最后端,作用是防止地下水、沙土、壁后注浆从管片与主体外板的缝隙间进入。但施工过程中盾构机盾尾刷易损坏且较难更换的缺点,影响了盾构施工工法的掘进质量。该文将以北京铁路地下直径线工程为例,根据施工过程中遇到的相关问题,对盾构机盾尾刷的损坏原因及预防措施、尾刷更换方法进行阐述。

盾尾刷更换时冻土帷幕强度数值分析

盾构长距离掘进对盾尾刷造成过大磨损时会使其因失去密封作用而需更换,盾尾刷更换的难点在于管片拆卸后盾尾的密封止水加固。本文结合某过江隧道盾尾刷更换工程,对该工程承压含水层范围内的冻土帷幕进行强度验算,按是否考虑0.3MPa的承压水压力分两种情况进行三维数值模拟,主要得出:两种情况下σx、σy、σz方向的应力基本全部为压应力,拉应力值太小,可忽略不计;最大压应力值均为1.47MPa,最大剪应力值均为0.49MPa;拉、压、剪应力值的安全系数均远大于2,其安全储备得以保证。更换盾尾刷时冻土帷幕能够起到很好的止水和稳定地层作用,其设计温度和厚度满足强度要求。所得结果为今后类似工程设计提供了理论依据。

注浆止水技术在高水压强渗透地层盾尾刷更换施工中的应用

盾尾密封的完整性和可靠性对于盾构施工安全极其重要。当盾尾刷出现损坏时,要及时进行更换,而进行盾尾刷更换的关键在于地层中地下水的封堵。文章以南京纬三路过江通道N线工程为例,结合高水压强渗透地层盾尾刷更换施工的特点和要求,采用了改进的注浆止水技术。一是通过加强同步注浆,形成第一道止水体系;二是采用增设预留孔的两环特殊管片,对盾尾区域进行止水加固;三是在盾构B环注入聚氨酯形成止水带,防止前方泥水舱泥水后窜。通过采取多道措施形成一个厚度大、密实性高、且具有一定强度的完整止水体系,在无水的环境中成功更换了盾尾刷。

南京纬三路过江通道液氮冻结盾尾刷更换技术及温度实测研究

文章结合南京纬三路过江通道长距离盾构掘进盾尾刷严重渗漏、涌砂冒水工程实例,给出了液氮冻结止水及盾尾刷更换方案,分析了高水压下液氮冻结止水总去及各分支回路中的温度变化规律,以及不同土层、不同深度的土体温度变化规律。结果表明:初期冻结管进出口处液氮温差大,6 d后基本稳定在35℃;卵石层降温速度最快,砾砂层次之,粉细砂层降温速度最慢,在距离冻结管600 mm范围内,卵石层、砾砂层、粉细砂层的冻土锋面平均推进速度分别为15.5 cm/d、12.5 cm/d、8.3 cm/d;因受隧道内空气对流换热影响,管片与土交界处温度高于土层内温度。液氮冻结13 d即已形成完整的冻结壁,开始进行盾尾刷更换,从开始冻结到完成更换总需时22 d。

盾尾刷更换时环形冻结加固结构温度场数值分析

盾构法修建城市地铁隧道时,盾尾刷更换过程中的防渗漏问题一直是盾构隧道施工的关注重点。针对传统冻结加固保护盾尾刷方法的弊端,提出了使用环形冻结管加固止水保护盾尾刷更换的施工方法,通过有限元软件建模,分析比较布置1根环形冻结管和2根环形冻结管的冻结效果,从而确定出最佳冻结方案。结果表明:布设1~2根环形冻结管方案下数值计算结果均满足冻结加固范围和设计要求;为提高封水性与安全性及增大冻结加固止水范围,延长积极冻结时间不如增加环形冻结管的根数,且适当增加环形冻结管的间距有利于增强冻结效果;增加环形冻结管的根数可极大地提高盾尾处的冻结效果且有很高的安全系数富裕,分析结果可为相关施工工程提供一定的参考依据。

小松盾构机盾尾刷更换施工技术

以南京地铁3号线成功进行小松盾构机尾刷更换为例,结合盾构机自身特点与地质情况,通过对盾尾刷更换过程的总结及分析,得出以下结论:1)结合推进条件选择合适的停机位置尤为重要,盾尾的有效封堵是尾刷更换期间重要的安全保障;2)根据小松盾构机的设计特点,将管片整环前移可在很大程度上保证管片的完整恢复;3)在长距离(大于1.3 km)软弱富水地层盾构推进中,选择质量好的盾尾刷及盾尾油脂,推进过程中合理的推进参数都可延长盾尾刷的使用寿命。

盾构掘进过程中盾尾刷更换技术及保护措施

以某地铁区间隧道盾构在含水砂性地层中掘进时,盾尾刷损坏失效后进行更换为例,从同步注浆、盾尾油脂压注、盾构姿态等方面对盾尾刷的失效原因进行了分析。结合盾构机特点、地质条件及工况条件,提出了盾尾刷更换流程和方法,并总结了在盾构掘进过程中针对盾尾刷的保护措施,以供类似工程施工参考。

浅谈盾构施工盾尾刷更换的质量监理

结合武汉轨道交通2号线金色雅园站—汉口火车站区间盾构施工特点,对盾构施工中防渗漏盾尾刷更换的主要危险源,要求施工单位进行逐一分析和对策,并制定安全监控措施。实施前对所有安全影响因素,逐一进行核查。过程中,按预设的安全监控措施,对危险源进行监控,以期达到盾尾刷更换过程的安全。

土压平衡盾构机盾尾刷更换施工工艺

文章以广州铁铁12号线项目为背景,结合设计参数、地质条件以及施工组织管理等方面详细介绍了官大区间左线盾构机盾尾刷更换施工工艺,对施工参数及现场问题进行总结分析,可为类似项目提供借鉴。

隧道内利用钢管片进行盾尾刷更换施工技术

本文结合钢管片在联络通道位置的使用及拼装特点，介绍了在隧道内更换盾尾刷的施工技术，为后续类似工程提供了参考。

南京地铁盾构隧道盾尾刷更换过程地表变形分析

盾尾密封刷是盾构机的主要组成部分。完好的盾尾密封刷是保证盾构机不发生漏浆的前提条件。当盾尾密封刷出现磨损、盾尾严重漏浆时,必须及时更换。以南京地铁土压平衡盾构机盾尾密封刷更换为背景,介绍盾尾密封刷的更换过程;采用泊松曲线沉降预测的研究方法,分析盾尾刷更换期间地表变形,说明盾尾刷更换方法合理、盾尾0.6～0.8MPa的注浆压力科学合理,保证了盾尾密封刷安全更换。

强富水砂砾地层盾尾刷更换施工技术

盾构机在富水砂砾地层中连续长距离掘进时,一旦出现因尾刷失效导致盾尾漏浆漏水,将严重影响连续掘进进度和管片拼装成型质量及盾构施工安全,此时必须在隧道内更换盾尾刷。为保证隧道内更换盾尾刷的可行性、安全性、经济性,提出了采用管片壁后注浆快速固结土体技术应对强富水砂砾地层自稳性差、水压力大等问题的解决思路。尾刷更换前对盾尾15 m范围内通过管片吊装孔进行二次注浆加固,并在中盾环向预留孔注入油溶性聚氨酯,防止二次注入的双液浆“抱死”盾体。实践证明,在富水砂砾地层采用二次注浆封水效果理想,为安全快速更换盾尾刷提供了必要的施工条件,可为后续类似工程提供一定的借鉴与参考。

浅谈盾构机洞内更换盾尾刷技术

盾构开挖过程中盾尾刷容易造成损坏。以苏州轨道交通市域一号线工程为例,对复杂地层的洞内更换盾尾刷技术进行了研究,详细介绍了盾尾封堵、安装拼接机工装、盾尾刷更换、油脂补充技术。提出了盾尾刷的更换顺序,并分析和示意了盾尾刷损坏的因素,可为类似情况下的洞内盾尾刷更换提供经验与参考。

冻结法冷冻钢管片更换盾尾刷技术及温度场研究

为分析冻结法冷冻钢管片更换尾刷的温度场及该工艺的安全可靠性,对冷冻钢管片进行设计阐述,并对积极冻结及维护冻结期间的温度场进行监测、利用FLAC3D对不同工况下的温度场进行数值模拟。结果表明对该钢管片进行隔热、隔风措施可以保证冻结帷幕发展效果。

高承压含水层中更换盾尾刷长距离液氮冻结技术

以杭州庆春路过江隧道为例,论述了长距离液氮冻结需要解决的关键技术,介绍了该工程的冻结参数设计、施工工艺以及测温系统布设与冻土帷幕判断、盾尾刷更换应具备的条件、强制解冻设计及盾构重新推进条件判断等。结果表明,长距离液氮冻结在封水应用中有着显著成效,与注浆法和盐水冻结法相比技术可靠、安全性好、节约工期,解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。

长距离隧道复合盾构施工中洞内更换盾尾刷技术

以青岛市地铁1号线土建二标07工区为例,基于盾尾刷损坏原因确定更换方案,并详细总结了复合式土压平衡盾构机掘进过程中更换盾尾刷的技术经验。成功更换盾尾刷为盾构机在洞内更换盾尾刷提供了可借鉴的经验,也为盾构长距离隧道施工提供了安全技术保证。