高水压高渗透砂性地层土压平衡盾构施工渣土改良技术研究

为防止福州地铁1号线上藤站—达道站区间土压平衡盾构在高水压高渗透砂性地层掘进时发生喷涌事故,采用纳基膨润土、CMC、聚丙烯酰胺等作为主要改良材料,开展系统渣土改良室内及现场试验工作,研究土压平衡盾构穿越高水压高渗透性地层渣土改良综合解决方案。结果表明:在单独使用某一种改良材料时,渣土改良效果并不明显;采用钠基膨润土-CMC混合浆液可改良渣土的和易性与渗透性,但在可用掺加比范围内无法满足坍落度要求;聚丙烯酰胺溶液与钠基膨润土-CMC混合浆液配合使用时,对过饱和中砂的和易性以及渗透性等改良效果显著;针对福州地铁区间段高水压高渗透砂性地层,可采用1∶10质量分数膨润土、5‰质量分数CMC混合浆液按照10∶2.5掺加比配合3%质量分数聚丙烯酰胺溶液按100∶5掺加比改良渣土,通过现场抽样检测,验证此渣土改良方案的有效性。

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。

叠摞地铁区间轨排井设计方案研究

为选择地铁轨排井合理设计方案,解决设计过程中较大轨排洞口严重削弱板的刚度、施工工况下传统二维框架断面计算无法满足设计需求与实际情况的问题,基于北京地铁22号线管庄站—永顺站区间高水压细颗粒地层中叠摞地铁区间轨排井设计的具体案例,从工程围护、主体结构方案的设计思路等方面,分析结构计算重难点等关键问题,并建立二维、三维模型进行结构受力分析。总结设计经验与控制工况,得出合理的设计方案:针对富水地层较深叠摞轨排井,支护结构采用地连墙与内支撑,主体结构采用加大边梁结构体系抵抗水平荷载。研究成果对以后地铁建设过程中的轨排井设计可提供参考。

广湛铁路湛江湾海底隧道设计方案研究

广湛铁路湛江湾海底隧道具有大直径(13.8 m,开挖直径>14 m)、高水压(0.59 MPa)、地层条件差(第四系地层厚)、盾构掘进距离长(5853m,独头掘进)、行车速度高(250 km/h)等特点,其设计难度大、关键技术多,国内外可供参考的经验少。本文从隧道施工工法、分合修方案、盾构机选型与适应性等方面进行对比分析,得出适用于该隧道施工的推荐方案,同时对本工程总体设计进行阐述,可为同类跨江越海工程的设计提供参考与借鉴。

兰州地铁黄河隧道盾构掘进风险及控制分析

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间的黄河隧道采用国产泥水平衡盾构机施工,穿越黄河复杂高水压砂卵石地层,是我国目前为止黄河上首条城市轨道交通类隧道。因此,系统地总结了兰州地铁黄河隧道泥水平衡盾构机选型、泥膜制备技术、大粒径卵石地层掘进技术;对泥水平衡盾构穿越黄河的风险进行了详细分析,阐述了风险产生原因和应对措施;分析了盾构机使用过程及穿越砂卵石地层时出现的问题。