中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(>2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。

狭窄空间土压平衡盾构分体始发施工技术——以新加坡地铁C715项目盾构隧道为例

新加坡地铁C715项目盾构隧道工程始发竖井空间狭小,采用常规分体始发工艺存在掘进效率低、管线消耗量大、设备运行效果差等工程难题。通过改造8号后配套台车、出渣设备及管片转运小车,重组地面后配套台车,增设PLC中继柜,提出一种在长度仅22 m竖井中的盾构分体始发施工技术,可节约大量电缆管线,有效提高掘进效率,顺利完成管片转运及拼装,并解决长距离连接管线造成油脂堵管及线路信号传输不稳定等问题,实现更加安全、高效、经济的盾构分体始发。

大直径土压平衡盾构水下始发侧穿建筑物施工响应研究

文章基于广佛环线沙堤隧道始发段近距离侧穿建筑物的工程实例,利用数值模拟方法研究施作加固措施前后富水地层土压平衡盾构施工对地表沉降和建筑物变形的影响。结果表明,在施作加固结构工况下,针对旁侧建筑物施作的加固结构对双线隧道中心区域的地表沉降影响很小,而房屋基础范围内地表沉降值减小,地表沉降呈现明显的非对称性;双线盾构隧道近距离侧穿建筑物掘进施工引起房屋基础的不均匀沉降,施作合理加固结构对于减小房屋基础不均匀沉降的作用较为明显。

盾构无障碍始发土舱压力计算模型研究

常规的盾构始发需预先凿除钢筋混凝土围护结构,土舱压力无法及时建立,即便对洞口处土体进行了止水加固处理,仍无法彻底改变洞口处土体坍塌、涌水、涌砂等问题。文章基于洞口处采用玻璃纤维筋混凝土围护结构,建立了盾构无障碍始发土舱压力计算模型,提出了盾构无障碍始发土舱压力计算公式。通过在北京地铁16号线工程中的实际应用表明,所建立的计算模型能够反映土舱压力的建立过程,可实现土舱压力的快速建立;此外始发掘进前外加泥土等材料的加入量对于建立土舱压力极为关键。

双线盾构隧道不同间距始发掘进影响分析

以沙堤隧道始发段为研究对象,利用有限元软件对双线盾构隧道不同间距下始发施工对地表沉降及周围渗流场的影响进行了分析。结果表明:(1)随着隧道的施工,不同监测点的水压力受到的影响程度不同,随着盾构机掌子面的靠近,左拱腰、右拱腰和拱底的孔压会降低,当到达监测断面时,孔压下降至最小值,在后施工线远离及注浆压力消散后,孔压会慢慢回升,但数值要低于静水压场,从孔压的影响程度上来看,左右间距越大,后行线对先行线孔压影响就越小;(2)双线隧道间距较小时,地表最终沉降槽形状呈型,与单线开挖的形状一致,但沉降槽范围更大,当左右间距大于0.5D时,地表最终沉降槽形状呈,刊型,即双峰形式下以两隧道中心线各自形成沉降漏斗,双线的相互影响的叠加效应小。

大直径土压平衡盾构始发技术研究

不同于6m直径盾构,大直径盾构始发存在端头加固要求高、洞门破除风险大、推力增大、反力架要求高等技术难点。本文以北京新机场线盾构隧道工程施工为背景,对相关技术措施进行详细论述,包括端头加固、洞门破除、始发托架安装、反力架设计检算、始发参数设定等。确保了盾构平稳始发,地表变形正常,可为类似大直径盾构始发提供参考。

盾构法隧道在小半径圆曲线上始发技术研究

复合地层盾构始发是盾构法地铁隧道施工的难点,将影响项目的方方面面,小半径曲线始发更是难上加难.警官学院站~二江寺站盾构区间平面线形为'S'曲线,盾构从二江寺站北端头以小半径R = 800 m圆曲线及R =3 000 m竖曲线成功始发,盾构机姿态良好,盾体进入土体后各项指标适合复合地层的掘进施工.