花岗岩球状风化发育区盾构施工特点分析

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的盾构施工。基于华南地区花岗岩球状发育区盾构施工工程案例,分析了在这一特殊地质环境下盾构施工在盾构机选型和盾构推进过程中参数控制相关问题,提出花岗岩球状风化体发育区盾构施工应合理选择盾构机,在孤石地层掘进时应控制掘进速度、刀盘扭矩、盾构机的推力,刀盘的贯入量以及刀盘的转速等施工参数,做到平稳掘进,减少对地层的扰动。     

盾构机通过花岗岩球状风化体的掘进施工技术

盾构法施工的安全、快捷的特性,使其在城市轨道交通建设越来越广泛应用。本文介绍广州市轨道交通某盾构法施工的隧道,在掘进过程中遇到花岗岩球状风化孤石所遇到的困难及解决的措施,供今后参考。     

花岗岩的球状风化的危害及防治措施建议

福州地区,花岗岩球状风化不良地质及其诱发的工程地质问题极为常见。球状风化花岗岩易引起地质灾害且对工程存在较大的危害,对文献资料进行归纳分析,对花岗岩球状风化的现象提出了相应的防治措施及建议。     

漂石地层不同刀盘型式盾构掘进试验

针对盾构在大粒径、高强度的漂石地层中掘进的难题,本文依托北京地铁16号线榆~宛区间工程实例,通过设置盾构掘进试验段,对比分析了采取不同刀盘形式盾构的掘进参数、掘进效率、刀具磨损等参数,得到了更具适应性的漂石处理方案和盾构选型方案。试验结果表明：1）相比于辐条面板复合式刀盘,采取“以排为主”的漂石处理原则的辐条式刀盘对大粒径漂石地层更具适应性;2）采用辐板辐条复合式刀盘的盾构掘进时刀盘泡沫注入孔更易发生堵塞,综合掘进效率比辐条式刀盘盾构低35%;3）漂石地层的高强度、高磨蚀性漂石对刀具的损害严重,辐条刀盘的边缘撕裂刀、保径刀磨损大,刮刀出现非正常磨损的比例高,复合式刀盘部分滚刀出现刀圈崩裂,刮刀破损严重,泡沫口被严重损坏,降低了施工效率。     

灵东水库全风化花岗岩防渗帷幕方法探讨

灵东水库花岗岩具明显球状风化特点,全风化岩体下部含有较多的球状弱风化岩块,严重影响对其进行防渗帷幕。本文通过对其特性分析,比较几种较为常见的防渗帷幕方法,然后推荐较为适合本工程特点的防渗帷幕方法进行施工。     

基于改进AHP-PSO的三模盾构掘进模式地质适应性研究

为提出一种可靠的复合盾构各掘进模式地质适应性分析方法,根据地质条件、地质风险、设计参数和工程需求评估影响盾构掘进的关键参数,并基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)算法建立三模盾构的土压、泥水、隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)3种掘进模式的地质适应性评价模型。同时,通过混合逻辑结构改进AHP算法,并结合粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法提高了其一致性检验和权重求解的能力。最后,以广州地铁7号线二期工程萝岗-水西区间三模式盾构施工工程为例进行三模式盾构地质适应性分析及掘进模式选取,得到的掘进模式选取方案在实际工程应用中取得了较好的掘进质量和掘进效率。该工程证实研究成果能对相关工程施工提供可靠的掘进模式选取方法。     

复合地层双模盾构与复合盾构刀具磨损对比

软硬交替复合地层中可采用双模盾构和复合式盾构进行掘进施工。然而目前针对双模盾构和复合盾构在软硬交替地层中的适应性缺乏清晰明确的现场掘进数据进行对比验证，特别是施工参数和刀具磨损方面。本文基于深圳地铁12号线相似地层的三个相邻盾构区间工程，对比不同盾构机的盾构掘进施工参数、刀具服役情况及岩渣形态，分析刀具磨损的原因及特征，并进一步对比在长距离软硬交叠地层下EPB/TBM双模盾构和复合EPB盾构的掘进效能。结果表明：（1）双模盾构TBM模式在岩质地层中的推进速度可达到双模盾构EPB模式的2倍及复合EPB盾构的3倍。受土仓压力和刀盘转速影响，刀盘推力和扭矩差异较大的双模EPB模式和复合EPB盾构更易造成刀具异常磨损。（2）双模盾构TBM模式滚刀磨损速度更低，其刀具寿命是双模盾构EPB模式和复合EPB盾构的3~5倍，换刀时间占比约为后两者的1/2~3/8，EPB/TBM双模盾构总体掘进效能优于复合EPB盾构。（3）双模盾构TBM模式的岩渣中岩片更多且形状细长而扁平，在岩石地层中EPB/TBM双模盾构掘进效率优于复合EPB盾构。     

地铁盾构下穿建筑群的掘进施工技术分析①

为满足地下工程对稳定性、承载力、安全性的要求,采用了一种掘进施工技术,以成都地铁5号线工程为例,明确地铁盾构下穿建筑群的重难点,详细分析地铁施工中盾构下穿建筑群的掘进施工技术。研究表明,在条件适应的情况下,应用盾构施工技术,能够获取理想的施工效果,更好的满足地下工程质量要求,为后续相似工程施工开展总结经验。     

盾构法修建水下隧道的关键技术问题

结合武汉长江隧道等水下盾构隧道工程,对水下盾构施工合理覆盖层厚度、盾构类型及关键参数确定进行了分析。对水下盾构施工关键技术如开挖面稳定技术、预防泥水喷发技术、防止隧道上浮技术、盾构姿态控制技术、长距离掘进及盾构水中对接技术、盾构始发与到达技术等进行了归纳。     

盾构掘进参数的统计试验与优化控制

盾构掘进参数的变化与控制对盾构自身及周围环境的影响是十分关键的.结合天津地铁建国道站至天津站区间盾构施工参数记录,针对盾构掘进过程中的掘进速度和力学掘进参数进行了分析与模糊统计试验,并提出了针对力学掘进参数的优化控制措施.研究结果表明:盾构机掘进速度过高或过低均为盾构机掘进的不利工作状态,存在一个盾构机掘进的最优工作状态;基于模糊集合理论,定义了盾构力学掘进参数在各自最优取值范围内的工作状态,为其"正常掘进状态",相应的掘进速度、力学掘进参数的最优取值范围可以应用于制定对地表沉降的优化控制措施,为满足地表毫米级沉降要求提供了有效保障.     

兰州地铁富水砂卵石地层土压平衡盾构施工关键技术

兰州地铁盾构掘进施工穿越富水砂卵石地层对盾构掘进施工产生不利影响,在具体施工过程中容易造成刀具磨损程度高、刀盘及螺旋机容易卡死、土仓渣土极易板结、地表沉降控制难度大等难题,不仅对项目产生较大的经济损失,而且还严重影响工期进度,处理不当时极有可能对周边环境产生较大影响,造成严重的后果和不良社会影响,通过借鉴成都地铁施工经验和相关文献,结合兰州地铁施工具体情况,不断优化盾构掘进参数,将施工影响降低到安全警戒范围之内,通过总结,提出富水砂卵石地层盾构掘进参数控制参考值,希望能对此类地质情况下土压平衡盾构施工有所帮助。     

某地铁盾构穿越红砂岩特殊地层风险管控措施研究分析

某城市轨道交通盾构隧道掌子面地层以强风化粉砂岩及中风化粉砂岩为主,局部为卵石。红砂岩地层裂隙较发育,盾构掘进过程中正常扰动易使围岩迅速产生液化、呈流塑状,易出现螺旋机喷涌及超方现象,加之复杂的周边环境风险,严重威胁地面人员、建筑安全,盾构隧道施工风险控制极为重要。本文就某城市轨道交通2号线一期工程公定区间盾构施工风险管控措施进行研究分析。     

盾构施工地层可掘性及对机-岩状态识别案例分析

基于可钻性原理,对现有盾构施工地层的可掘性概念、意义及关键问题进行了梳理,总结提出了表示可掘性的位移法、强度法和能量法,并初步优选了其代表性指标-贯入度,场切入指数和掘进比能.结合某盾构隧道工程,对掘进过程中盾构的施工参数及可掘性指标变化规律进行了时程分析,提出了盾构掘进工作的4个主要阶段.分别从单环掘进的不同工作阶段、三类地层条件的施工统计数据和相关文献研究结果三个方面分析了可掘性指标间的相关性,发现贯入度、场切入指数和掘进比能间具有较好的统一性,可作为表示盾构施工地层可掘性的代表性指标.辅以工程中出现的特殊地层,对可掘性指标响应反馈机-岩状态的可行性进行了案例剖析.最后,对可掘性问题研究进行了思考,认为盾构施工地层的分类研究应侧重岩土主要物理力学参数与可掘性指标间的统计工作,加快推进传统地勘向基于可掘性的钻探方法技术发展.     

北京地铁敞口式盾构掘进对砂层土体扰动规律研究

敞口式盾构在砂层掘进时会扰动周围土体,易引起地层坍塌.以北京地铁6号线2期敞口式盾构施工段为工程背景,阐述了国内首台挤压式敞口盾构机机体构造及开挖工序,通过地表沉降和地中水平位移监测,研究了盾构掘进对砂层的扰动特征.结合盾构掘进参数分析,探讨了减少土体扰动的控制措施.研究表明,盾构接近测孔区阶段,土体变形规律最复杂;通过和刚脱离测孔区阶段是土层变形控制的重要环节;盾构隧道轴线两侧1.5倍洞径范围内是土体扰动主要区域.所得结论可为砂土地层敞口式盾构施工地层位移控制提供可鉴参考.     

细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响

风化岩由于细集料含量不同而表现出不同的力学特性.由于在荷载和压实过程中颗粒被压碎,风化岩可能表现为粘聚性或非粘聚性.为了评价细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响,对5种不同细集料含量(10%、20%、30%、40%、50%)的风化岩进行了直剪试验、三轴剪切和基本特性试验.三轴试验表明:随着细集料含量的减少,风化岩的粘聚力减小、内摩擦角增大.细集料含量较少的风化岩抗剪强度在达到峰值后急剧降低.相比之下,细集料含量高的风化岩抗剪强度在达到峰值后比较恒定.临界状态摩擦参数(试验)表明,随着细集料含量的增加,摩擦参数在降低.三轴和直剪试验也表明30%细集料含量是划分砂土与粘土的重要指标.小于30%细集料含量的风化花岗岩在自然界容易获得,其用作路基填料具有较强的稳定性.较低细集料含量的风化岩表现出了与砂相似或更好的力学特性.建议对风化花岗岩的力学特性作进一步的研究.     

郑州市域粉质黏土相似材料配比试验研究

文章结合郑州市轨道交通10号线盾构下穿南水北调干渠工程，针对盾构掘进的粉质黏土地层工况，根据相似理论计算相似材料的相似比尺，通过大量的相似材料配比试验，配制出一种新的粉质黏土相似材料，相比于原状粉质黏土，该相似材料呈现出“高密度、高摩擦角、低黏聚力、低压缩模量”的性质特点；通过对铁粉质量、锯末质量比、膨润土质量比、水质量4个因素的敏感性分析，获得铁粉、锯末等基础材料对相似材料物理力学性质指标的敏感性，并提出严控含水量的重要性。研究成果可为开展粉质黏土相似模型试验提供相似材料配比方案，为郑州市域该土层内的相关工程建设提供参考。     

盾构施工对周边建筑物影响及其保护技术

根据长沙地铁5号线时湘及湘木区间的工程实际,对该区间段内建筑物的基础埋深、结构形式及其与线路的位置关系进行了详细勘察,并根据隧道边线与建筑物的位置关系评估了盾构施工对建筑物的风险。针对不同建筑物的具体风险采取了相应的保护技术,如优化盾构掘进参数、控制盾构掘进速率、旋喷桩隔离保护、深孔注浆以及预埋袖阀管跟踪注浆等。为了避免盾构施工对区域内建筑物的影响,针对不同建筑物受到的具体风险,采取了优化盾构掘进参数、控制盾构掘进速率、旋喷桩隔离保护、深孔注浆以及预埋袖阀管跟踪注浆等保护技术,有效防止了建筑物发生变形、裂缝、倾斜等不良现象。     

苏州市轨道交通3号线重叠隧道盾构掘进参数控制值研究

依托苏州市轨道交通3号线土建Ⅲ-TS-14标现娄区间重叠隧道工程特点,详细介绍了管片衬砌结构设计和施工组织技术,选取重叠段中间50环管片对应的盾构掘进参数进行了统计分析,包括掘进速度、同步注浆压力与注浆量、土舱压力、盾构推力与扭矩、刀盘转速、出土量、二次注浆压力与注浆量,解决了软土重叠隧道盾构掘进参数控制值问题,为今后类似工程提供技术指导。     

复杂条件下的大直径泥水盾构掘进参数控制

对盾构掘进参数进行了详细试验,对不同地层条件下刀盘扭矩与刀具磨损情况之间的关系进行了详细分析,并探讨了盾构姿态的控制方法,同时对同步注浆参数及泥水循环系统做以简要介绍,总结了掘进参数、泥浆密度等在盾构掘进中的重要地位。     

隧道前方溶洞对盾构机掘进影响分析——以大连地铁5号线后后区间工程为例

城市岩溶地质对盾构施工易造成盾构机陷落、故障,溶洞坍塌;针对隧道前方的溶洞对盾构施工影响这一问题,依托大连地铁5号线后后区间工程,基于理论分析和MIDAS GTS数值模拟试验。以地表沉降、洞周变形、塑性区作为分析指标,选取溶洞尺寸、溶洞充填情况、溶洞处理前后对比作为分析工况和盾构掘进至溶洞距离作为变量,分析溶洞对盾构掘进的影响。研究结果表明:当掘进施工靠近溶洞时,洞腰水平变形和靠近掘进面的临空面纵向变形呈现非线性增长且与溶洞大小相关;掘进面与溶洞之间塑性区贯通距离与溶洞大小呈近线性关系,理论计算结果与数值模拟结果较为一致;处理后的溶洞变形得到有效控制,数值模拟结果与实测数据接近。研究结果可为岩溶识别处理和施工提供参考。