砂卵石地层条件下盾构机设备的改进

根据成都地铁1号线盾构施工2标两台土压平衡盾构机掘进844m实际情况,分析成都地区盾构施工的重点、难点,尤其是盾构机掘进中如何解决超挖问题．提出在成都地区地质条件下土压平衡盾构机的改进设想,希望能为同类工程技术人员提供一些参考与借鉴．     

砂卵石地层地铁隧道盾构施工地面沉降控制探讨

随着我国城市化的快速发展，地铁成为了大中城市的重要交通工具。在地铁施工建设中，采用盾构法施工时遇到富水砂卵石地层，由于地质条件的特殊性，盾构穿越卵石层极易引发地面沉降，严重则会引发周边管线、建（构）筑物破坏，如何控制因盾构在砂卵石地层掘进而造成地面沉降是施工的重点。文章结合兰州轨道交通2号线盾构施工的工程实践，采取超前地质加固等控制措施，并辅以信息化手段进行安全风险管控，较好地解决了砂卵石地表沉降的问题，提高了地铁工程建设的成效。     

地铁车辆段出入线大盾构小间距超浅埋下穿河流安全施工技术

针对成都地铁18号线合江车辆段出入线大盾构小间距超浅埋下穿东风渠工程,提出了用黏土换填河底的淤泥、施工隔水层和抗浮压板、控制盾构掘进参数、改良渣土以及壁后二次保压注浆的综合措施,有效解决了下穿河流安全施工风险问题,提高了盾构隧道管片结构的抗浮能力,产生了良好的社会经济效益。建立了大盾构小间距超浅埋下穿河流安全施工技术,为今后类似工程提供技术参考。     

富水砂卵石地层泥水盾构施工技术

成都地质以地下水位高、含水量大、卵石含量高硬度高、漂石含量高且局部密集成群著称,是否适合盾构法施工或采用何种类型盾构施工,一直存在争论。就此以成都地铁一号线盾构4标右线线隧道施工为例,从盾构选型、泥浆配置、开挖面稳定技术、进泥水舱技术和大漂石处理等方面,对泥水平衡盾构在富水砂卵石地层中的掘进技术进行了初步探讨。     

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。     

砂卵石层盾构开挖面失稳分析及双参数掘进控制

为探究砂卵石层盾构施工的开挖面失稳过程和支护力设定方法，针对成都地铁盾构掘进施工超挖失稳实例，开展了三维工程离散元(EDEM)分析，对不同支护力分布形式的极限支护力和开挖面稳定性进行分析。进而结合盾构施工超挖失稳区段的掘进参数，考虑盾构机整体机械性能配置，提出了开挖面稳定性双参数控制建议值。结果表明，开挖面失稳位置与支护力分布形式有关，开挖面处于极限状态时，盾构上方0.75 D(D为隧道直径)范围内产生土拱效应，当支护力逐渐减小至0.1 P₀(P₀为初始静止状态支护力)时，失稳区发展到地面；盾构掘进时应保持土仓适当欠压，并降低刀盘转速，为可能遇到的大粒径漂石和土仓压力控制预留足够的富余扭矩。     

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。     

PBA大直径盾构隧道扩挖车站施工的关键技术

北京地铁十四号线采用外径为10 m的大直径土压平衡盾构进行地铁施工.由于盾构隧道扩挖车站施工具有盾构设备利用率高、建设进度快、环境影响小的优势,将台站采用盾构隧道已形成的中洞结合PBA法(洞桩法)扩挖而成,解决了盾构区间施工速度快与车站施工速度慢之间相互矛盾的问题.本文重点分析PBA大直径盾构隧道扩挖车站的工法特点,明确车站结构形式及施工步序,对施工过程中盾构掘进控制、管片拼装与拆除、纵梁与管片的连接、初支及二衬施作等关键技术进行了研究.施工完成后,实测数据显示地表沉降满足控制要求.研究结果可为类似工程提供参考及借鉴.     

盾构机下穿建筑物的施工控制技术

结合成都地铁施工通过的第一处建筑物（四川省经委、安监局办公楼）的施工,介绍在成都卵石土地层中盾构机下穿条形基础的建筑物施工经验．盾构下穿建筑物时采用地下掘进参数控制、地面跟踪注浆的方法,在成都地铁施工领域或卵石土地层中施工都有着很好的指导意义．     

复杂条件下小净距隧道盾构施工技术

如何解决两条盾构隧道近距离施工,是城市轨道交通建设面临的难题。结合西安地铁三号线某区间施工的成功案例,从严格控制掘进参数、盾构姿态调整和加强同步注浆、监测等方面介绍了复杂条件下小净距隧道盾构施工的关键技术。     

软土地层盾构近距上跨运营地铁施工技术

为研究新建线路上跨既有地铁隧道的施工控制措施的合理性,通过现场试验的方法研究了杭州地铁7号线上跨既有地铁1号线的施工措施,并对隧道变形及地表沉降监测数据等进行了分析。研究表明：1号线运营地铁的道床变形、管片收敛及病害扩张等均得到有效控制;7号线施工过程中的地表沉降、管片姿态等均在允许范围内。可见研究结果对类似盾构近距离上跨既有地铁隧道施工提供了一定的借鉴。     

土压平衡盾构中顶进推力的计算分析

针对土压平衡盾构开挖过程中顶进推力难以确定的问题。采用理论计算与数值拟合相结合的方法,计算土仓和掘进面的等效压力,从而推导出隧道开挖所需的顶进推力。以实际工程为背景,利用ABAQUS在该顶进推力作用下地表沉降规律。结果表明:①该土仓与掘进面压力的计算方法适用于卵石地层;②盾构推进力为110 000 N时,开挖较为稳定;③监测与模拟的地表沉降值较为接近,两者之差小于2 mm。该研究对卵石地层中的盾构开挖具有一定的指导意义。     

一种基于联合平差的盾构姿态计算方法

提出了一种新的盾构姿态自动测量方法,该方法通过全站仪测量盾构机上控制点坐标,结合双轴倾斜仪获取水平倾角数据,将两类观测值进行联合处理.在改进的七参数空间坐标转换模型的基础上,通过空间几何关系分析,建立联合平差模型.在实践中,基于该方法自主开发的全站仪与倾斜仪联合盾构自动导向系统已成功应用于上海地铁12线和杭州地铁1号线等隧道区间的施工导向,验证了该方法的可靠性和实用性.     

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四方面评估了影响盾构掘进的关键参数，并基于AHP算法建立了三模盾构的土压、泥水、TBM三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了AHP算法，并结合PSO算法提高了其一致性检验和权重求解的能力。最后，以广州地铁七号线二期工程萝岗~水西区间三模式盾构施工工程为例进行了三模式盾构地质适应性分析及掘进模式选取，研究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。该工程证实本文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。     

基于模糊层次分析法的岩溶区土压平衡盾构适应性评价

土压平衡盾构作为一种较为先进的隧道掘进机械,由于其安全、可靠等优势,在我国的城市地铁隧道工程施工中得到了广泛的应用。我国南方地区岩溶地层非常普遍,土压平衡盾构在岩溶地层中掘进容易产生“栽头”、刀具不均匀磨损等问题,因此评价岩溶地层条件下土压平衡盾构的适应性是非常有必要的。本文依托南宁地铁4号线2标相关盾构隧道工程,分析岩溶区各方面因素对土压平衡盾构适应性产生的影响,通过层次分析法确定最终的土压平衡盾构在岩溶地区的适应性评价指标,参考已有研究成果结合模糊数学方法确定评价指标的隶属函数,构造了岩溶区土压平衡盾构适应性评价模型,提供了岩溶区土压平衡盾构适应性评价方法。以南宁地铁4号线2标“良良”、“体良”和“清龙”盾构区间所采用的土压平衡盾构机为应用实例,现场盾构施工情况与本文提出的评价方法的评价结果匹配较好。本文提出的岩溶区盾构适应性评价方法对类似地层盾构机评价及应用具有一定的指导意义。     

南宁地铁4号线岩溶发育特征及处治技术

随着我国轨道交通建设的快速发展,城市地铁越来越多,修建过程中各种工程问题逐步显现。我国南方地区岩溶较为发育,给轨道交通的安全建设带来了一些工程难题,岩溶的处治技术成为近几年的研究热点。为了解决南宁地铁4号线岩溶带来的工程难题,通过地质勘察手段探明了岩溶分布规律,基于地质勘察资料分析了南宁地铁4号线岩溶发育规律,采用钻芯和室内试验确定了地层及溶洞的物理力学参数,结合有限元软件Midas GTS确定了溶洞与地铁车站、盾构隧道的安全距离,提出了岩溶区轨道交通溶洞处治范围及处治措施,并对溶洞处治区域进行取芯,通过室内试验研究了岩溶处治效果。研究结果表明,南宁地铁4号线岩溶总体上中等发育;车站区域溶洞基本上分布于底板下10m范围内,盾构隧道区域溶洞基本位于底板以及底板以下10m范围内;不同位置不同尺寸的溶洞塑性区不同,溶洞洞高越大塑性区越大,需要的安全距离越大;采用注浆加固方案是合理的,检测结果验证了其合理性。可为岩溶区地铁车站及盾构隧道溶洞处治提供参考。     

基于全站仪和倾斜仪的盾构姿态自动测量及多源数据联合处理方法

针对隧道空间狭小,全站仪难以对盾构机上2个以上点进行测量,提出利用智能全站仪、双轴电子倾斜仪组合导向控制技术,在三维直角坐标转换模型的基础上将双轴电子倾斜仪测定的盾构机的俯仰角和扭转角作为观测值参与平差,解决了多源数据采集、导向数据联合处理的问题.上海地铁12线、杭州地铁1号线等区间隧道的施工导向实践证明,该方法可靠、实用.     

基于因子分析和BP神经网络的地铁盾构施工成本风险分析

基于中国地铁盾构施工过程中成本风险的不易控性,为了实现地铁盾构施工节约成本、规避风险的目的,提出了因子分析与BP神经相结合的成本风险分析模型。运用SPSS软件对数据进行降维处理,结合MATLAB软件建立BP神经网络模型并进行训练,完成对地铁盾构施工阶段的成本风险评价。结合兰州地铁1号线施工过程的成本风险分析,得出对成本风险影响程度大的变量,并提出相应改进措施。为地铁盾构施工阶段的成本风险分析提供了一种较为客观的评价方法。     

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.