盾构始发与接收对工作井围护结构的影响研究

[目的]一般情况下,盾构机均在盾构工作井主体结构施工完成后才进行始发或接收,由于诸多因素的限制,往往需要考虑盾构工作井主体结构尚未施工时进行盾构始发或接收的情况,因此需研究盾构始发与接收对盾构工作井围护结构的影响。[方法]以成都地铁某标准地下三层岛式车站为例,研究盾构工作井在未施作主体内衬结构状态下实现盾构始发与接收时的围护结构受力及变形情况,并分析了盾构始发与接收对围护结构稳定性的影响。[结果及结论]研究结果表明:无内衬状态工作井盾构始发与接收时,围护结构桩体水平位移最大值及弯矩最大值均发生在盾构工作井端墙中跨第4道钢支撑处,围护结构剪力最大值发生在盾构工作井端墙中跨底板处;当盾构工作井未施作主体内衬结构时,围护结构桩体变形及受力均有所增大,但其位移及力学指标均满足规范要求;围护结构在剪力及弯矩作用下能够满足承载能力及强度要求;无内衬状态下的工作井盾构始发与接收可提高施工效率,有效节省工期,节约工程成本。

盾构直削始发方案研究

随着盾构施工工艺的发展,越来越多的工程开始采用盾构直削始发.盾构法施工中,始发是易发生事故的重要环节.相对于传统的人工凿除洞门,直削始发时刀盘直接切割洞门,避免了掌子面土体形成临空面,从而降低了施工风险.以郑州某地铁区间隧道工程盾构直削始发为例,采用Midas GTS NX有限元软件,考虑洞门破除及盾构动态掘进的影响,对盾构直削始发时围护结构变形、土体变形和周围管线变形等进行了计算分析,验证了盾构端头直削始发方案的合理性.为验证数值模拟的可靠性,将数值计算结果和现场监测结果进行了对比分析,对比结果显示二者的变化规律一致,表明数值模拟结果合理.

富水砂层中盾构始发穿越既有地铁线路的结构稳定性研究

[目的]富水砂层地质条件下,新建地铁线路盾构始发穿越既有地铁线路时,对既有地铁线路结构稳定性的研究较为鲜见,需总结类似工程的相关规律。[方法]以新建的郑州地铁7号线黄河迎宾馆站—英才街站区间盾构始发穿越既有地铁2号线结构工程为依托,根据实际工况采用有限元软件MIDAS GTS NX建立了施工区间的三维数值模型,并利用软件的结果提取功能得到了该工程对应模型的模拟结果。选取现场2个监测点位,将2个测点的现场实测值与模拟计算值进行对比,证实了该模型的准确性。在此基础上,进一步研究了盾构始发穿越、一般下穿施工两种穿越方式下对既有地铁线路结构稳定性的影响,以及始发洞门与既有地铁结构间竖向距离d的4个取值对既有地铁线路结构稳定性的影响。[结果及结论]所建三维模型在一定程度上可反映实际工况。在既有地铁线路结构、材料、加固方式等因素均不变的情况下,既有地铁线路结构的稳定性因穿越方式的不同而有所差异,与一般下穿施工相比,采用盾构始发下穿方式时对既有地铁线路结构的影响较小。采用盾构始发下穿方式时,d的取值不同,对既有地铁线路结构稳定性的影响有较大差异。d=2.00 m对既有地铁线路结构的影响较小,工程成本也较小。建议在工程条件允许下采用盾构始发下穿方式,且推荐d值取2.00 m。

电缆隧道工程泥水平衡盾构分体始发与端头加固技术研究

依托某电缆隧道工程,提出适用于该工程的泥水平衡盾构分体始发技术。采用数值模拟对始发端头土体加固进行分析。研究结果表明,在不采取任何加固措施时,洞门前方土体发生全局失稳破坏,整体向洞门处滑移,上方土体呈沙漏形向下垮塌;当加固强度超过10GPa后,认为土体处于稳定状态。考虑工程实际,建议采用C20及以上强度等级混凝土旋喷桩加固方案。

地下综合管廊盾构施工分体始发技术研究

城市地下综合管廊隧道采用盾构法施工时,常通过综合井进行盾构始发、掘进及接收施工,而城市繁华区的盾构始发及接收综合井,由于征地、占地困难,综合井设计长度较短,导致盾构机在始发时无法进行整体始发。以深圳地铁14号线共建管廊工程盾构施工为例,介绍了盾构在狭小综合井的分体始发施工方法,并结合盾构机实际尺寸和始发综合井设计尺寸,通过盾构机分体吊装顺序、初始掘进等工艺控制实现盾构施工分体始发。分体始发技术确保了盾构机在小尺寸综合井安全、高效地始发,可为城市地下综合管廊盾构施工提供参考。

盾构始发后靠剪力墙对反力架力学特性影响研究

[目的]由于盾构始发场地空间有限,导致反力架尺寸受限,难以单独提供足够的盾构始发反力。因此,需设计并安装反力架后靠结构,以实现两者协同受力。[方法]以上海机场联络线工程为背景,采用有限元分析方法,系统地研究了反力架与剪力墙之间的连接方式,并分析了剪力墙的纵向长度、厚度及高度等参数对反力架结构受力与变形的影响。通过模拟计算,筛选出反力架与剪力墙之间最优的连接方式以及剪力墙的最优尺寸组合。[结果及结论]反力架与剪力墙间采取贴合的连接方式,避免反力架和永久结构贴合面传递弯矩,对永久结构影响更小,并可以有效释放反力架不利部位的弯矩,使反力架受力更加合理。随着剪力墙纵向长度的加长,可显著提高反力架和剪力墙结构受力变形能力;剪力墙厚度的变化对反力架受力变形影响较小,但在一定程度上可以增强剪力墙自身受力、减小变形;剪力墙高度对反力架和剪力墙结构受力及变形的影响非常显著;当剪力墙高度小于13.5 m时,由于墙顶未锚入中板,导致反力架和剪力墙自身的受力、变形均处于不利状态。

“7”字形半门式架在盾构曲线始发工况下的应用及施工要点

根据盾构机机身和后配套设备的长度,盾构始发常需要配置约120 m长的车站完整结构。施工过程中由于各种条件的制约,经常会出现不能提供足够长度的车站结构,导致盾构机无法下井的情况。以广州地铁五号线东延段庙头站—夏园站盾构机曲线始发为案例,探讨未完成中板结构工况下的盾构始发方案,提出在地下二层结构侧墙预埋钢板,通过施作“7”字形半门式架及全门式架的支撑体系,确保盾构机实现曲线始发。工程实践证明,该方案能在中板结构未完成的工况下实现盾构机的始发,且可以同步实施中板结构,有效缩短工期。该方案操作简单,适用性强,可为类似工程提供借鉴。

半盖挖法下地铁盾构始发平移施工技术研究

半盖挖法是目前地铁车站基坑施工常用的施工工艺之一,能够有效保证地面交通的正常通行,但同时也导致采用半盖挖法处的车站基坑盾构始发困难。因此,依托山东省济南市地铁4号线燕山立交桥东站的盾构始发施工,针对盾构机等大型机具的吊装下井、盾构机组装和井下平移等环节进行了分析;总结了盾构机吊装、平移的施工步骤,确定了平移轨道的铺设以及平移托架的布置等施工技术要点,验算了平移托架以及顶推油缸的作用力与承载力;同时进行了风险因素分析,提出了盾构机在吊装时出现高空坠落、平移时出现倾覆或机械伤害时的应对措施。该盾构机井下平移方案对于类似大直径盾构始发施工具有参考意义。

富水卵石土大直径双模盾构浅覆土始发技术研究

盾构始发是盾构施工工序中的关键一步,其施工质量好坏直接关系到始发竖井及其周边环境的安全。为解决富水卵石土地层大直径双模盾构浅覆土始发,盾构切入土体易发生水土流失、洞门密封效果差、洞门破除困难等问题,结合紫瑞隧道盾构段出洞端地层情况及施工环境条件,采取“咬合素混凝土桩+袖阀管注浆加固+降水”综合措施进行端头加固;洞口处围护桩钢筋笼全部换用玻璃纤维筋保证盾构的快速安全始发;布置两道延伸钢环止水装置以及配套措施加强密封止水效果,最终形成一套适用于富水卵石土地层的大直径双模盾构浅覆土始发技术。

粉质土层中盾构始发施工技术研究

盾构始发与接收是整个盾构法施工中的关键环节,加强对相关施工技术的研究具有现实意义。天津市滨海新区轨道交通B1线欣嘉园东站—欣嘉园站区间采用盾构法施工,在车站端头始发井内利用反力架和临时安装的负环管片提供反力,通过端头井地层加固、洞门围护结构凿除、洞门密封以及盾构始发掘进参数动态调整等准备及技术措施,保证了盾构在粉质土层中顺利始发。

富水砂层短结构竖井盾构分体始发技术研究

为解决分体始发过程中因效率低造成施工风险大的问题,文章结合西安地铁14号线盾构在全断面富水砂层分体始发的工程实例,分析了满足盾构始发的最优结构尺寸,并确定了合理的分体始发程序及管线延长方案;根据施工需求,着重分析了盾构施工的水平运输技术及始发过程中常见的技术问题与解决措施。

深厚富水砂层地质条件下的盾构始发关键技术研究

苏州地铁7号线白荡南站~扬东路站区间右线采用一台土压平衡式盾构机进行施工,白荡南站始发端头距民房仅17 m,始发端头地质主要为粉砂夹粉土,且富水砂层厚9~11 m。通过方案比选,确定采用三轴搅拌桩加固+外包三轴搅拌桩止水帷幕并通过旋喷桩处理接缝的加固方式配合降水法,严格控制盾构始发期间的姿态控制、地表沉降、建筑物沉降等,实现了盾构顺利始发和安全下穿民房。

论土压平衡盾构始发和到达端头加固的合理范围

首先阐述盾构始发和到达端头加固的目的,在简要介绍端头加固计算方法和设计现状后,对端头加固计算方法和设计现状存在的问题进行了详细论述,并结合不同地层情况对端头加固的合理范围进行了分析,提出盾构始发和到达端头加固范围应根据其端头的具体地层情况和盾构设备长度以及土体强度、稳定性等验算结果来综合确定。通过研究进一步明确端头加固的目的、作用和意义,为确定不同条件下盾构始发和到达端头合理加固范围提供参考。

盾构机始发与到达端头土体加固分析

研究目的:盾构法隧道施工中,端头土体加固是盾构机始发、到达技术的一个重要组成部分,也是盾构机始发、到达事故多发地带,即端头土体加固的成功与否直接关系到盾构机能否安全始发、到达。因此,合理选择端头加固施工工法和必要的加固监测,是保证盾构法隧道顺利施工的非常重要的环节。研究方法:作者依靠多年的工程实践,主要分析了端头土体加固的目的、加固范围和土体加固的施工方法及其适用性,最后对端头土体加固的质量影响因素和加固效果检测进行了分析总结。研究结果和结论:端头土体加固与一般地基加固的不同之处是不仅仅要有强度要求,还要有抗渗透性要求。在此基础上,还要考虑经济的要求,这主要由加固长度、宽度、加固方法的选择决定的,即加固方法是否存在风险性过大,或过于保守,加固范围过大等。目前大多数的承包商往往在端头加固的一项的报价较低,如何采取经济合理、安全可靠的加固方法,是我们共同面对的一个课题。

土压平衡盾构富水粉砂地层进、出洞常见问题分析

为保证盾构进、出洞施工安全,采用端头加固措施。通过无锡地铁1号线7标盾构在富水粉砂地层中始发和到达的工程实例,列举了几个端头加固常见问题的处理方法及预防措施,为土压平衡盾构在富水粉砂层的施工总结了些许经验,希望能给类似工程提供借鉴。

盾构钢套筒始发和接收关键技术研究

为实现无端头加固条件下盾构钢套筒的始发和接收问题,解决盾构始发和接收过程中存在的安全和经济问题,针对目前盾构钢套筒始发和接收过程中存在的问题,采用类比分析、仿真计算和工程试验等手段对钢套筒的刚度、密闭性、保压性和施工关键技术进行分析研究,并对钢套筒设备进行改进,将反力调节装置和三通管装置应用于盾构钢套筒中。工程实践表明:1)采用3个长弧形+3个半圆形组块对钢套筒进行改进设计后,施工更加便利、整体性更强;2)反力调节装置能有效减少钢套筒与洞门环板连接处以及钢套筒拼装缝处的变形和位移,提高钢套筒的密闭性能。

越江地铁盾构隧道始发安全风险控制研究

研究目的:盾构出洞及始发的安全风险控制是盾构法隧道施工一个非常重要的环节。结合武汉轨道交通2号线地铁越江隧道泥水盾构工程实际,提出盾构出洞及始发施工的安全风险控制体系,并分析安全风险控制的工程效果,为类似工程提供有益参考。研究结论:(1)快速、有效、可靠地建立工程环境性状与盾构施工参数的平衡状态必须通过事前控制、事中控制和事后控制等完整的施工过程安全风险控制体系来实现;(2)始发过程中应按照有关规范沿隧道纵向轴线位置布设工程监测点,在盾构推进过程中进行跟踪监测,并利用地铁工程安全预警系统进行监测数据的动态分析、预警和反馈,为调整始发掘进段的施工参数提供决策依据。

盾构始发水泥土加固后水平冻结温度实测研究

依托于苏州地铁二号线火车站东风井2﹟洞门盾构始发水平冻结加固工程,通过实时监测杯型冻土壁温度场,分析了不同阶段的盐水温度规律,以及在不同深度、不同土质和不同冻结区域的土体温度发展特征;并计算了不同土质冻土壁厚度、交圈时间和发展速度。监测结果分析表明,在整个冻结期间,任意时间都是板块体加固区测温孔温度低于圆柱体加固区测温孔温度;同一测温孔中,冻结前期水平入土越深温度越高,冻结后期水平入土越深温度越低;在相同冻结能量和冻结时间内,水泥土加固粉砂土比粉质粘土温度要低;水泥土加固粉质粘土释放潜热的天数是水泥土加固粉砂土的2倍;在冻结效果方面,包括冻土壁交圈时间、冻结壁厚度、冻结壁平均发展速度、冻结壁平均温度,水泥土加固粉砂土比水泥土加固粉质粘土更好。

钢套筒平衡技术在泥水平衡盾构出洞工程中的应用

钢套筒结合端头加固辅助盾构始发已广泛于隧道建设中,但在高水压、复杂地质等环境下,端头加固效果不佳,且现有的钢套筒辅助始发技术不成熟,存在较高的风险。在广州13号线一期工程南岗站—温涌路站区间中,针对始发端超高水压、周围管线和房屋密集等复杂环境条件,通过对钢套筒关键技术进行分析及改进,在无端头加固的条件下,采用泥水平衡盾构钢套筒始发。工程实践表明,此工法取得了较为理想的效果。

盾构近始发端头下穿既有地铁线路的综合施工技术研究

新建盾构隧道下穿既有地铁线路施工时会引发交汇段地表沉降叠加,对既有地铁线路运营安全产生威胁。文章以深圳地铁9号线梅村—上梅林区间盾构施工为例,针对盾构在近始发端头下穿施工时存在的建压困难、沉降控制难度大、施工安全风险高等难题,采用了始发段钢套筒保压、克泥效充填盾构间隙、辅助注浆纠偏、风险分区管理、自动化实时监测以及理论分析等综合技术措施及管理手段,顺利通过了既有地铁线路下穿段。