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。     

昆明某地铁隧道施工盾构机选型及分析

在城市地下空间开发中盾构施工工法被越来越广泛地应用,结合市体育馆站—西安路站及西安路站—省博物馆站两个隧道区间,介绍了盾构穿越过程中所面临的问题、影响盾构机选型的不利因素及选型原则。根据两区间洞身地质条件、经济性、适用性、地下水渗透情况及土压盾构和泥水盾构各自的特点等综合因素考虑,最终确定本工程采用土压平衡盾构。     

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。     

泥水盾构泥浆在砂土地层中的渗透特性及对地层强度的影响

对于泥水盾构隧道施工,在有压泥浆渗透到地层的情况下,开挖面表面会形成渗透系数极小的泥膜.通过作用在不透水的泥膜上的泥浆压力来平衡掌子面前方的土水压力,以保证开挖面的稳定.以南京纬三路过江通道工程为背景,选择粒径及级配不同的3种地层,进行室内有压泥浆渗透地层模型试验,探讨有压泥浆在不同地层中的渗透特性及泥浆渗透对地层强度的影响规律.研究发现,对于砂土地层,其渗透系数是影响泥浆渗透深度及泥膜质量的重要因素,渗透系数分别与泥浆渗透深度及滤水量呈线性相关关系,而渗透到地层中的泥浆也会随着地层粒径的变化对砂土地层的剪切强度产生不同且有规律的影响.本文的研究成果可以为泥水盾构合理的泥浆支护压力提供相关参考.     

大直径泥水盾构复合地层速凝浆液的同步注入技术

在大直径泥水盾构施工中,由于大断面隧道所承受的浮力大和泥水对浆液的稀释及通过富水复合地层等不利条件,同步注浆效果大受影响.本文结合正在施工的盾构隧道施工情况进行研究分析,通过对盾构原有注浆设备和管路优化改造,由传统的同步注入单液水泥砂浆改造为同步注入复合浆液,达到了同步注入速凝浆液的目的,并通过在施工中加强过程控制和采取辅助措施,解决了因同步注浆效果差造成的管片上浮及开裂等技术难题,取得了很好的效果.     

砂土-灰岩地层泥水平衡盾构机泥水舱压力及总推力计算模型

泥水平衡盾构机在上软下硬的砂土-灰岩复合地层中掘进,掘进参数的确定难度较大。在均一地层中,砂土地层中掘进参数的计算包括泥水舱压力和总推力,灰岩层中由于岩体自稳性好,因此只需考虑总推力即可。基于太沙基松弛土压力理论推导均一地层中泥水舱压力和总推力的计算模型,以均一地层的计算模型为基础推导出砂土-灰岩复合地层泥水平衡盾构机泥水舱压力及总推力的计算模型,并结合实际工程验证了模型的正确性。研究成果可为盾构机在复合地层的施工参数确定提供新思路,并为后续类似工程提供参考。     

佳木斯市江北水源工程松花江穿越隧道盾构施工泥浆性能研究

在泥水平衡盾构施工过程中,针对佳木斯地质条件的具体情况,经过对泥浆的反复调配、试验,找出了适合本地层的泥浆配比。解决了在富水砂砾石地层中采用膨润土加粉质粘土混合浆液充当砂石输送载体、土体开挖面护壁支撑介质的难题,为泥水平衡盾构在富水砂砾石地层中施工提供了一些思路。     

盾构隧道始发技术

综合土压平衡盾构隧道施工始发技术在上海地铁二号线施工过程中的应用,介绍了盾构施工始发的技术的组成、关键技术、关键工序及工艺,并提出了常见问题的对策和预防措施。     

大埋深富水砂卵石地层泥水盾构带压换刀及动火焊接技术

通过北京铁路地下直径线工程盾构施工实践经验,总结了大埋深富水砂卵石地层泥水盾构施工中带压换刀技术以及特殊情况下的带压动火焊接技术.带压换刀的技术主要有两个方面,一是选择合理换刀地点及进舱工作压力,保证掌子面土体的稳定;二是进行开挖舱高浓度泥浆的置换和中盾高浓度泥浆的注入,有效地防止了气体的逃逸.在施工中成功实现了带压进...     

超大直径泥水平衡盾构地表沉降控制关键技术

分析泥水平衡盾构施工引起地表沉降的机理,结合超大直径泥水平衡盾构施工实例,从切口压力、泥水指标控制及同步注浆管理等方面探讨超大直径泥水平衡盾构施工地表沉降的控制技术.结果表明:切口压力的设定对正面土体沉降量影响较大,在施工过程中应密切关注切口位置的地表沉降量并及时调整压力.对于超大直径泥水平衡盾构,单次压力调整不宜过大,切口压力波动不宜超过±2 kPa;采用双控同步注浆模式,以砂与粉煤灰为主要原材料的单液浆施工技术可以有效减小地表后期的沉降.     

砂卵石地层土压平衡盾构掘进技术浅谈

随着地铁建设的蓬勃发展,土压平衡盾构机在全国得到了较为广泛的应用,但伴随而来的却是盾构掘进过程中遇到的地质情况越来越复杂,如果土压平衡盾构施工过程中不能进行很好的控制,极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。兰州轨道1号线土门墩~西客站区间在掘进施工过程中采用"泡沫剂+膨润土+保压"掘进技术,有效地解决了盾构掘进过程中造成地表及建构筑物沉降过大、刀盘及螺旋机卡死、刀具磨损过大、刀盘扭矩及盾构机推力过大等问题,确保了该区间一次性顺利完成掘进,取得了良好的经济和社会效益。     

复合地层土压平衡盾构刀盘掘进参数

土压平衡盾构在复合地层中掘进时常出现推力和扭矩波动幅度过大的问题,为了研究盾构机在复合地层中刀盘受力特点,基于扩展模型建立了不同类型全刀盘掘土数值模型,研究了全刀盘Mises应力以及推力和扭矩的变化规律,验证了数值计算结果的合理性。基于室内土压平衡盾构掘进试验,研究了盾构机掘进参数在不同地层中的变化规律。研究结果表明,随着刀盘推进深度增加,各类刀盘Mises应力最大值呈增加的趋势。各类地层全刀盘掘进模型的推力及扭矩计算误差均未超过10%,利用扩展Drucker-Prager模型所建立的全刀盘掘进模型是合理的。土压平衡盾构掘进模型试验表明,随着中风化泥质粉砂岩地层占比逐渐增大,盾构机推力有增大的趋势;盾构刀盘扭矩先增大后减小,最后趋于稳定;出土器扭矩变化不明显。整个推进过程中盾构机推力变化范围为6.0～7.7 kN,扭矩变化范围为773.4～1 195.8 N·m,出土器扭矩变化范围为32.5～104 N·m。     

富水砂砾卵石地层泥水盾构始发施工技术

该文主要介绍了富水砂砾卵石地层泥水平衡盾构采用端头降水、延长洞门、直接切削竖井维护结构的玻璃纤维筋桩始发掘进的施工技术,希望能够为以后类似施工提供参考依据.     

大型泥水平衡盾构气泡舱初始参数的设计

首次从吸收脉动压力的角度,建立了大型泥水平衡盾构气泡舱的气压弹簧数学模型,并在此模型的基础上对该气泡舱进行了动态分析,其中详细分析并确定了对泥水平衡盾构开挖面平衡控制起关键作用的气泡舱的初始泥水液位、压缩空气的初始体积、初始压力等初始参数的确定原则、计算公式以及最佳取值范围,为此类盾构的泥水气压平衡控制系统的设计提供了理论依据,最终得出的"气泡舱的初始泥水液位应维持在盾构中心轴线处"的结论与实际施工结果相一致.     

土压平衡盾构施工事故预防与处理

盾构法隧道施工技术以其独有的智能化、安全、快捷等特点与优势，越来越得到广泛的推广和应用。但是，施工事故依然大量存在，本文将在土压平衡盾构施工事故预防和处理方面进行探讨与研究，为今后的土压平衡盾构施工提供参考与借鉴。     

超大型泥水平衡盾构施工的三维非线性模拟

根据超大型泥水平衡盾构的实际施工过程,以长江隧道东线工程为依托,采用非线性有限元分析软件ABAQUS,对超大型泥水平衡盾构在浅覆土工况下的施工过程进行准动态非线性有限元三维仿真模拟.模型比较全面地考虑了盾构施工过程中土体、盾构、管片和浆体之间的相互作用,较好地反映了泥水平衡盾构的实际施工过程.分析结果和现场实测数据作了对比,结果证实了该方法的有效性.     

西藏南路越江隧道施工难点和对策

基于上海市西藏南路越江隧道工程的地质条件、周边环境和工程特点,对该隧道的施工难点和可能存在的风险进行分析,发现主要存在地层复杂、覆土厚度变化大、穿越黄浦江和已运营隧道等难点。针对以上难点,结合实际施工过程,研究大型泥水平衡盾构开挖越江隧道和近距离穿越已运营隧道的相关技术,并对其经验进行归纳和总结。结果表明,通过实时控制切口压力、合理设置挖掘速度、严格保证注浆压力和注浆量,可有效防止盾尾泄漏、保持开挖面水土平衡、控制已运营隧道沉降量。由盾构导向系统和信息管理系统组成的协同运行平台可实现信息的共享和集成,促进盾构施工的自动化水平。中国已切实掌握大型泥水平衡盾构开挖越江隧道的施工技术,可为类似工程提供借鉴。     

基于离散元分析盾构动态掘进引起的无黏性地层主应力特征

为阐明土压平衡盾构掘进引起无黏性地层主应力响应特征,采用离散元方法建立土压平衡盾构动态掘进二维数值模型。在同一盾构掘进速率下,考虑不同土仓排土速率,分析盾构掘进引起的地表沉隆变化;取上、下2组极限排土工况,研究盾构掘进过程中排土速率引起的砂土地层主应力变化特征。研究结果表明:盾构掘进引起的地层主应力大小和方向的变化与土仓排土速率密切相关;在不排土工况下,地层主应力的量值和偏转明显,掘进引起地层主应力响应的范围要比排土工况的大,且主应力比排土工况的更不容易达到稳定状态。在排土工况下,掌子面前方会形成明显的应力释放区;在同一排土速度下,掘进过程中地层大、小主应力随盾构掘进变化趋势相似,但变化的程度不同。     

基于流固耦合的泥水盾构隧道施工引发地表变形

利用泥水盾构隧道开挖面平衡稳定原理,对泥水介质渗透的微观机理进行分析.同时,以具体工程为研究对象,结合流固耦合基本原理对由于开挖面泥水渗流所引起的隧道开挖位移场进行计算分析.研究结果表明:泥水介质向开挖面前方土体渗流时,将引起隧道地表附加沉降,且泥水压力大于主动土压力时,泥水压力越大,附加沉降量越大,但总沉降量越小;泥膜渗透系数越小、泥膜厚度越大附加沉降越小;适当增加施工进度有助于减少附加沉降.因此,在高渗透性地层条件下采用泥水盾构施工时,应确保泥水介质的质量,适当提高施工进度,尽量减少泥水渗透对开挖面稳定性及地表变形的小利影响.     

泥水盾构刀具失效分析及应对措施

盾构施工过程中刀具失效较为常见,本文以穿黄隧道泥水盾构施工为研究案例,对泥水盾构在卵砾石地层掘进过程中,各类刀具的失效情况进行归纳总结,结果表明:滚刀失效形式主要以磨损为主,主要有均匀磨损、弦磨和刃偏磨三种形式;刮刀主要有磨损、刀刃崩断、刀刃脱落三种失效形式。针对泥水盾构刀具失效情况,从刀具选型、刀具结构改进和盾构施工参数等方面提出了增加刀具可靠性的处理措施,泥水盾构刀具的失效情况得到显著改善,为后续施工及类似工程提供一定的参考价值。