硬岩富水地层盾构掘进防喷涌设备的研究与应用

以贵阳地铁3号线一期工程7标四方河路站-皂角井站-太慈桥站盾构区段、12标大营坡站-茶店站盾构区段为工程背景,针对贵阳地区硬岩富水地层盾构施工,螺机口易出现喷涌现象,盾尾、隧洞内积渣严重等,根据螺机口喷涌机理,自主研发了一套螺机口防喷涌装置,在投入使用后反响良好:(1)解决贵阳地区硬岩富水地层盾构施工过程中,螺机口喷涌清渣问题;(2)减少了渣土的喷涌,大大减轻了工人们的劳动量;(3)大大减少了盾构在硬岩富水地层掘进及拼装时间,使得工序衔接更加紧密,提高了掘进效率。

土压平衡盾构机在富水硬岩地层快速掘进施工技术

随着城市轨道交通的高速发展、轨道交通线路网络规模不断扩大,交通线路在设计、施工时不可避免的受到地质条件影响,再加之施工期间安全、文明、环保要求愈加严格,传统的施工工艺在应用过程中受到极大限制,开挖施工技术显得非常重要和必要。由于现有开挖施工技术有限,且盾构法施工受水文地质影响较大。针对这一问题,提出了土压平衡盾构在富水硬岩地层快速掘进、有效控制地层压力、恢复地表沉降的措施。本文对富水硬岩地层快速开挖的施工方案进行了回顾和分析,提出了满足质量指标验收标准的详细参数计算方法和程序,为富水硬岩地层盾构掘进提供理论指导。同时在实际施工成果、技术支撑和分析评价材料奠定了该地区都市隧道掘进技术的基础。

富水硬岩地层盾构隧道管片线形控制技术

管片线形控制是盾构隧道施工质量满足设计使用要求的关键。当盾构机在不良或复杂地质中掘进时,盾构管片线形控制难度大,极易出现管片上浮、偏移、错台等各种问题。尤其在富水硬岩地层中,地下水经过刀盘切削释放应力,在螺旋机处形成喷涌,严重地阻碍了隧道正常掘进。岩体对地下水的保压作用,使盾构管片产生很大的浮力,导致盾构轴线大幅偏移,并伴随大范围错台与裂纹,工程质量影响极大。工程实践表明,针对富水硬岩地层的盾构线形控制,除调整好盾构姿态外,应重点加强注浆堵水措施。有效的方法为沿盾尾每间隔5环管片压注一环克泥效隔水环,在隧道纵向形成一道道隔水环,避免了地下水串联,可以起到减弱地下承压水对盾构同步浆液的稀释作用,从而将承压地下水对管片稳定性的影响降到最低,保证了盾构隧道线形符合设计。

盾构掘进富水硬岩地层管片上浮控制

盾构掘进富水硬岩地层管片上浮事故时常发生,严重影响盾构隧道质量和安全。通过以某地铁工程盾构隧道在富水硬岩段地层中掘进管片上浮控制为背景,首先,分析了富水硬岩地层盾构隧道管片上浮影响因素和成因机制,结合工程经验及本工程实际提出了管片上浮的预控措施;其次,采用ABAQUS仿真软件对本工程管片上浮进行模拟,在此基础上对管片上浮预控措施进行优化;最后,通过实际试掘进控制效果,对预控措施进行了再优化,直至管片上浮被控制在合理范围之内。通过该工程案例,以期为盾构掘进富水硬岩地层管片上浮的控制措施制定提供借鉴与参考。