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。

粉细砂地层泥水盾构渣土回收利用及性能优化

以南京地铁10号线越江盾构隧道工程为依托,采用现场渣土作为同步注浆砂源,通过室内试验测量同步注浆浆液的强度、初凝时间、流动度、稠度、泌水率及渗透性等指标,研究粉细砂地层中泥水盾构渣土作为同步注浆浆液中砂源的可行性,并通过调整配比对浆液性能进行优化.结果表明:粉细砂地层中采用泥水盾构渣土所配置的浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,改变胶砂比、粉灰比,同步注浆浆液性能提高明显.

粗粒径砂卵石地层中泥水平衡盾构下穿黄河掘进参数控制研究

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道采用泥水盾构穿越黄河粗粒径砂卵石地层,是中国下穿黄河的首条地铁盾构隧道。总结兰州地铁1号线泥水盾构下穿黄河的经验,以及高水压粗粒径砂卵石地层盾构机选型、盾构掘进参数设定、穿越黄河风险控制等方面的经验,对泥水盾构在粗粒径砂卵石地层下穿黄河的风险控制和国产盾构机的发展具有重要价值。研究结果表明:泥水盾构下穿黄河掘进参数对风险控制十分重要,盾构推力、泥水压力、注浆压力与水压力密切相关;深层沉降实测表明泥水盾构掘进对地层变形控制效果好,盾构顶部仅约0.5D范围为轻微扰动区;掘进以平衡水压力为主,采用Terzaghi塌落拱理论计算的泥水压力值更接近实际。

强透水砂卵石地层泥水盾构掌子面塌方处理措施研究

强透水砂卵石地层具有透水性强、黏结性差等特点,盾构隧道下穿强透水砂卵石软弱地层易出现掌子面失稳、塌方等问题,对施工效率和安全造成很大影响,掌子面失稳塌方后采取正确处理措施可以有效降低施工风险,避免塌方进一步扩大。结合兰州地铁一号线工程实例,介绍了强透水砂卵石地层盾构施工过程中掌子面塌方处理措施及后续掘进过程中防止进一步塌方的预防措施。经实践验证一系列措施的实施取得了良好的效果。

兰州地铁黄河隧道设计难点及方案论证

研究目的:兰州地铁1号线一期工程2次下穿黄河,为黄河上第一条交通工程类隧道,国内首创。隧道位于兰州市七里河断陷盆地内,属强透水砂卵石地层条件下连续性长距离的穿河隧道工程,建设环境国内罕见。兰州地铁黄河隧道还要考虑线位、车站、临近既有桥梁、下穿河道河堤等诸多因素,具有较大的设计和施工难度。为确保工程顺利实施,应前期充分论证,精心设计,得出最优设计方案,以利于工程建设。研究结论:本文以兰州地铁黄河隧道外部环境为研究基础,通过剖析相关设计难点,得出黄河隧道设计方案。(1)区间采用两条单洞单线隧道,双线同侧上游绕避桥墩下穿河道,间接控制式泥水平衡盾构施工,装配式钢筋混凝土管片,双道防水措施;(2)两穿黄河区间设中间风井、联络通道及废水泵房等附属,综合区间疏散平台、通风竖井、联络通道及防淹门等防灾救援设施,从而形成一整套完善的黄河隧道设计方案;(3)相关设计结论和经验可丰富我国穿江越河类隧道的修建技术,也可为后续类似工程的建设提供借鉴和参考。

武汉长江隧道工程泥水盾构施工安全技术

以武汉长江隧道泥水盾构施工为例,详细阐述了隧道穿越高水压强透水复杂地层中施工面临的主要问题,并列举出实际采取的应对措施,通过实践加以验证,为类似工程提供技术指导。

兰州地铁1号线盾构下穿黄河强透水地层施工安全性研究

以兰州地铁1号线迎门滩—马滩区间盾构下穿黄河段地铁隧道工程为背景,采用FLAC3D软件对下穿黄河强透水砂卵石地层施工过程进行了数值模拟,对潜在的施工风险进行了分析。结果表明:盾构下穿黄河会造成河堤不均匀沉降,沉降的强影响区为距两隧道中心线约15 m宽度范围内;掌子面支护压力越大,拱顶沉降越小,但支护压力增加会造成临近线路管片应力和位移增大,故应根据实际情况调整掌子面支护压力;拱顶注浆压力为0.2 MPa时管片上浮量最小;掌子面附近土体位移随掌子面支护压力的增大而减小,本工程带压换刀时掌子面支护压力宜控制在0.5 MPa。

浅覆土强透水砂卵石地层大直径泥水盾构干接收施工技术

为解决浅覆土强透水砂卵石地层大直径泥水盾构的接收难题,以常德沅江大直径泥水盾构隧道为依托,提出干接收施工技术,采用端头加固区RJP超高压旋喷加固、端头垂直冻结、塑性混凝土连续墙施作的联合加固手段,提高端头加固区整体结构的稳定性,为盾构接收创造条件。在盾构干接收过程中,通过控制各项施工参数、精确掌握施工时机要点,保证盾构顺利穿越既有管线及加固区,管线和地表最大沉降分别控制在6 mm和5 mm以内,确保盾构精确出洞。在洞门钢环内安装洞门刷防止盾构出洞时土体流失,同时增加盾构出洞过程中同步注浆量,并对管片进行槽钢连接固定,保证盾构出洞过程盾尾及支护安全。

海域含孤石地层超大直径泥水盾构始发关键技术研究

汕头海湾隧道工程采用15m级超大直径泥水盾构施工,克服了含孤石地层对工程在浅覆土地表沉降控制,高强度孤石处理方式,盾构刀具配置与应用,高压力差下的洞门密封设置及大跨度、高强度与刚度反力架设计等方面带来的诸多难题。结合汕头海湾隧道工程建设条件及盾构掘进情况,总结了工程在端头加固、孤石处理、洞门密封设置、反力架设计等方面的成功经验,并分析研究了刮刀安装螺栓受力及失效原因,在此基础上对盾构在含孤石地层始发时的工序、刀具配置方面提出参考建议。

盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术

盾构法修建的隧道粘土含量较高时,采用一般掘进方法,会造成刀盘开口堵塞,影响掘进速度。以台山核电取水隧洞为例,通过工程类比、现场试验和施工实践,重点概括和提炼总结了海底隧洞粘土地层盾构快速掘进施工技术:①改进刀具、增大刀盘开口率;②调整转速和掘进参数降低地层扰动,适应快速掘进;③控制泥浆保证循环顺畅,同时达到绿色环保的作用;④控制掘进姿态以保证隧洞线型。以上措施的采用,保证了隧道安全、顺利掘进。

富水饱和砂性地层盾构长距离连续掘进施工技术

结合华电灵武电厂向银川智能化集中供热一期项目下穿黄河段盾构法隧道工程,从盾构机选型及优化、试掘进参数设置、施工参数统计与分析等方面介绍了"初心"号泥水平衡盾构长距离连续穿越饱和富水砂性地层施工技术的有效性。结果表明:盾构机选型及优化在保证了饱和富水砂性地层中连续掘进对刀盘、刀具的耐磨性要求同时兼顾掘进效率;盾构施工主要控制参数设置能控制地表沉降,克服了盾构机在饱和富水砂性地层中长距离连续施工风险。

兰州地铁1号线下穿黄河区间隧道通风竖井施工方案研究

兰州地铁1号线两次下穿黄河,为国内第1条穿黄地铁工程隧道,黄河岸滩地层为强透水砂卵石,地质条件十分复杂,黄河岸滩设置深、大通风竖井,工程规模、深度及修建难度都非常大,无类似工程经验可以借鉴。阐述穿越黄河的地铁隧道通风竖井工程难点,对通风竖井位置方案进行比选分析,并对通风竖井结构形式、通风及防灾模式进行研究论证,系统分析得出黄河区间隧道通风竖井施工方案。提出通风竖井的设置让追踪的列车位于不同通风竖井之间,避免列车在隧道内出现追踪现象,是黄河地铁隧道解决防火灾问题的推荐做法。黄河通风竖井的选址需综合考虑通风、结构、规划、拆迁、竖井周边环境条件等因素;提出通风竖井、疏散平台、联络通道的组合方案,保证黄河隧道行车、运营、通风及防灾疏散安全。采用双层地下连续墙、端头和井内注浆加固、坑内坑外联合降水的实施方案,有效阻隔黄河水系的联通,确保竖井开挖过程中的安全。

灰岩与砂土复合地层盾构隧道施工开挖面稳定性分析

采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对灰岩-砂土复合地层地铁隧道盾构施工的开挖面在渗流作用下的稳定性进行分析,探讨了2种复合地层模式下不同埋深和渗流系数对隧道开挖面变形的影响。研究结果表明:(1)当地层上层为灰岩,下层为砂土时,隧道开挖面变形主要集中于砂土层,埋深和支护力比越大,开挖面的水平位移越小;埋深10、20和30 m下对应的临界支护力比λ为0.4、0.3和0.1;不同渗透系数下,隧道开挖面均在支护力比λ≤0.3时出现变形突变,且随渗透系数增加,水平位移量也随之增加,并在开挖面下部3 m左右出现最大水平位移。(2)当地层上层为砂土,下层为灰岩时,隧道开挖面变形也主要集中于砂土地层,埋深10、20和30 m下对应的临界支护力比λ为0.4、0.3和0.2;不同渗透系数下,当支护力比λ≤0.2时,在开挖面中心上部1~2 m出现最大水平位移。