玻璃纤维筋在 盾构工程中的研究与应用

地铁车站或盾构井的围护结构一般采用钢筋 混凝土材料,在盾构始发与接收前必须破除钢筋混凝 土桩,破除过程中存在较大的施工安全风险,工期较 长,且会削弱结构强度; 在穿越区间既有附属结构时, 也存在这些问题。在围护结构中用玻璃纤维筋局部替 代钢筋而实现盾构直接切削进行始发,在国内外已经 有了较为广泛的应用,在充分总结国内外研究与应用 现状的基础上,提出玻璃纤维筋的应用前景,为进一步 推广该方法奠定基础。     

玻璃纤维筋在盾构井围护结构中的应用研究

用玻璃纤维筋代替盾构围护结构中的钢筋,不但保证了盾构井围护结构的安全,而且使盾构始发、到达施工时不需要人工破除洞门,减少了盾构施工的安全风险。以深圳地铁5号线大学城站为工程依托,介绍玻璃纤维筋的材料特性、力学行为和工程实际应用。研究发现,玻璃纤维筋多数都是在端头墙周边的位置发生断裂的,且先被拉断的并不是主筋,而是直径较小的玻璃纤维箍筋。研究成果为玻璃纤维筋在盾构端头井围护结构中的应用提供了理论、技术和现场实施等方面的依据。     

洞内始发盾构区间工程玻璃纤维筋施工技术

盾构进出洞为盾构隧道施工过程中的关键环节。盾构进出洞时易出现地层土体塌方、地表下沉等险情。玻璃纤维筋具有抗拉强度高、与混凝土弹模接近、耐腐蚀、易于切割等特点,用它替代初支结构中的钢筋,盾构机进出洞时可直接切割隧道初支结构,既能减少盾构进出洞事故,同时还能提高施工效率,节省工程造价。文章以长春地铁1号线南环路站~中央商务区站区间工程为依托,介绍玻璃纤维筋的材料特性及施工应用,为类似工程提供依据。     

玻璃纤维筋混凝土在盾构进出洞工程中的应用

以广州市轨道交通9号线盾构进出洞工程为例,简要介绍了玻璃纤维筋的性质及力学性能。从安全性、经济性、工期以及施工工艺等方面对比分析了钢筋混凝土地下连续墙与玻璃纤维筋混凝土地下连续墙的优缺点。事实证明玻璃纤维筋混凝土地下连续墙在端头井加固的投入、进出洞施工环境、人力物力投入、施工工期等方面均得到较大改进,极大地降低了盾构进出洞的安全风险。     

玻璃纤维筋在盾构端头井围护结构中的应用

研究目的:采用玻璃纤维筋代替盾构端头井围护结构中的钢筋不但可以减少盾构进出洞事故,提高施工效率,还可以减少端头井地层加固费用.基于以上原因,本文通过理论分析、室内及现场试验等手段对盾构端头井围护结构采用玻璃纤维筋进行研究,为施工和推广应用提供参考.研究结论:通过室内试验得出了玻璃纤维筋的基本力学参数和玻璃纤维筋混凝土的基本构造特性;参照钢筋混凝土设计方法和正截面承载力假设,推导出玻璃纤维筋混凝土的基本设计公式;通过现场试验得到了玻璃纤维筋围护桩在基坑施工全过程中的第一手实测资料;为玻璃纤维筋在盾构端头井围护结构中的应用提供了理论、技术和现场实施等方面的依据.     

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.     

超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口玻璃纤维筋技术及实践

基于杭州地铁6号线火车东站项目,分析了超深地铁车站盾构机接收的风险,提出了地下连续墙单侧玻璃纤维筋优化方案.以现场试验和数值计算为基础,采取了地下连续墙幅宽调整、钢筋笼合理分节、玻璃纤维筋卡扣连接和吊装方案优化等措施,探讨了超深超厚玻璃纤维筋地下连续墙的施工技术要点,并阐述了盾构磨除墙参数的选取.工程实际应用结果表明,单侧玻璃纤维筋技术成功应用于超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口,既保证了超深基坑盾构接收掌子面稳定性,又隔断了承压水层,减小了因端头加固施工质量不可控导致的接收风险.     

超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口玻璃纤维筋技术及实践

基于杭州地铁6号线火车东站项目,分析了超深地铁车站盾构机接收的风险,提出了地下连续墙单侧玻璃纤维筋优化方案.以现场试验和数值计算为基础,采取了地下连续墙幅宽调整、钢筋笼合理分节、玻璃纤维筋卡扣连接和吊装方案优化等措施,探讨了超深超厚玻璃纤维筋地下连续墙的施工技术要点,并阐述了盾构磨除墙参数的选取.工程实际应用结果表明,单侧玻璃纤维筋技术成功应用于超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口,既保证了超深基坑盾构接收掌子面稳定性,又隔断了承压水层,减小了因端头加固施工质量不可控导致的接收风险.     

地铁区间隧道盾构曲线始发与接收施工技术

地铁盾构始发与接收施工是区间隧道施工中的关键工序,其施工质量控制直接影响隧道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效。本文结合武汉地铁2号线金汉区间盾构隧道施工,通过计算探讨在小曲率轴线条件下如何控制好盾构始发与接收,并重点讨论了始发与接收盾构基座设置、始发阶段盾构姿态控制、注浆控制等关键技术。     

大直径盾构始发洞门处理新技术

盾构始发竖井通常采用普通钢筋混凝土结构及人工破洞方法,效率低,工作条件艰苦.介绍了盾构破除始发洞门的新方法,即盾构直接掘削新型材料(玻璃纤维)墙体进洞的方法.该方法可免去人工破洞施工作业,提高工作效率.     

钢套筒辅助技术在透水卵石地层泥水盾构接收中的应用

泥水盾构隧道的始发与到达控制一直是盾构掘进施工中的关键步骤,其难度较大且风险较高。为了保证盾构接收过程的安全、快速与经济,结合某地铁区间工程,对强透水砂卵石地层条件下的泥水平衡盾构钢套筒辅助接收技术进行试验。针对强透水砂卵石地层透水性强、被扰动性强以及地层不稳定等特点,对钢套筒设计、端头井加固、盾构机姿态校核、洞门处破除、到达洞门的掘进参数控制以及洞门注浆堵水处理等方面进行分析并形成一整套相关控制技术。从实际施工效果可知,采用该技术进行盾构接收具有安全性高、工期短、施工成本低以及适应性强等优点。     

武汉地铁盾构始发段施工三维数值模拟

以武汉地铁积玉桥车站盾构始发段工程为背景,综合考虑始发井连续墙施工、基坑开挖、端头加固、土体分层、盾构开挖面泥土压力、盾尾建筑空隙、盾构壁后同步注浆等因素,采用有限差分软件FLAC3D模拟始发段泥水盾构施工。利用现场实测数据对比模拟结果,分析本文提出的三维有限差分模型,验证了模型的可靠性,分析始发段盾构施工引起土体的土体扰动规律。     

盾构始发暗挖大断面快速支护技术研究

城市中心区域可用施工场地面积狭小、既有建筑多、地下管线复杂交错，盾构施工需借助暗挖大断面工法辅助始发。本文结合北京地铁19号线05标段暗挖大断面施工，创新性提出“钢筋喷混+永久性玻璃纤维筋(GFRP筋)格栅封端墙”快速支护方法，并通过数值模拟和现场监测对比验证支护方法的安全性。“钢筋喷混”工法主要针对暗挖段二衬阶段，以喷射混凝土代替支模浇筑；“永久性玻璃纤维筋(GFRP筋)格栅封端墙”充分利用玻璃纤维筋轻质高强特性施作封端墙，免除破除阶段，盾构机可直接掘进通过。在该组合工法下施工，封端墙及地表沉降最大仅为变形控制标准的33%,支护效果良好，且与传统工法相比缩减工期45%。     

玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用

采用玻璃纤维筋替代钢筋应用于地铁盾构井处的地下连续墙,能有效提高盾构进、出洞的效率,降低盾构刀盘的切割损耗,同时提高工程安全性。以深圳地铁5号线大学城站工程为背景,介绍玻璃纤维筋的材料特性、设计原则和工程实际应用。     

大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性

研究目的:在盾构始发阶段,由于覆土浅、地层自稳能力差,地层扰动引起的危害已成为不可忽视的问题。基于此,本文以京张高铁清华园隧道工程为背景,依据始发段实际加固方案及现场监测得到的始发段掘进参数,采用有限差分法建立三维泥水平衡盾构隧道数值模型,通过分析始发施工过程中隧道周边地表土体位移,并与现场实测进行对比,研究大直径盾构浅覆土始发段地层位移变化特征。研究结论:(1)数值计算与现场监测结果得到的土体位移规律基本一致,验证了本文盾构法施工数值模拟计算方法的工程实用价值;(2)由于始发竖井端头进行了高压旋喷桩加固,相应的地表沉降明显得到控制改善,印证了加固方案的有效性;(3)得到了大直径泥水盾构浅覆土始发土体变形规律:隧道轴线上方土体的沉降位移最大,为20 mm,两侧逐渐减小,两端呈现轻微上拱趋势,隧道周围土体有向洞室挤人运动的趋势;(4)该研究成果可为类似大直径盾构浅覆土始发工程提供参考。     

泥水盾构钢套筒接收技术研究

本文以武汉地铁六号线琴台站~武胜路站区间泥水盾构左线接收为工程背景,针对武胜路站到达端头具有水位较高、埋深较大以及场地狭小等特点,泥水盾构到达接收过程容易发生漏水、涌砂等风险,选用素墙+钢套筒+辅助降水接收方案。对钢套筒进行了设计研究,包括筒体、后端盖、反力架等方面设计,详尽论述了泥水盾构法施工钢套筒接收关键技术,主要包括确定端头加固的合理方法、钢套筒安装工艺流程、钢套筒各部件详细安装工法及流程、泥水盾构接收段的掘进工法等,可以为类似泥水盾构接收提供工程借鉴。     

超大型泥水盾构水中接收施工技术

对于大型泥水盾构,由于其掌子面的保压特性,在破洞门时必然造成内外压力失衡,易造成盾构与洞门圈间隙涌泥涌砂及地表沉降事故.南京长江隧道工程采用水中接收技术,确保了洞内外压力平衡;另外在盾构接收地段,采用了三轴搅拌加固、冷冻加固、强降水三重措施,确保盾构接收万无一失.     

水平冻结法在无锡地铁站盾构始发与接收洞门加固中的应用

无锡地铁4号线市民中心站-吴都路站区间的市民中心站地处软黏土层,洞门钻孔取芯时存在喷涌情况,且地下管线复杂,因此采用水平冻结法对盾构进出洞门进行加固.以盾构始发与接收水平冻结施工为例,介绍了冻结设计方案、盾构始发与接收过程以及实际应用效果.结果表明,水平冻结设计方案合理,盾构始发与接收技术措施可靠,冻结加固区总去回路盐...     

土压平衡盾构斜切大直径主筋桩群施工技术

针对盾构直接切削大直径主筋桩群的工程难题,以广州地铁12号线官洲站—大学城北站区间工程为例,开展盾构直接切削桩径1 200mm、主筋直径25 mm和28 mm桩群的实践研究,分析盾构施工关键措施、切桩效果。实践表明：滚刀和撕裂刀搭配的刀具配置具备切削主筋直径25 mm和28 mm混凝土桩基的能力;镶齿滚刀难以直接切断钢筋,撕裂刀二次作用时对钢筋的剪切作用力可将滚刀切口位置切断;采用“低推速、高转速、稳扭矩”方式掘进可有效切断桩体及钢筋;采用分体式液压钢筋剪可较好处理盾构仓内缠绕钢筋。     

盾构机夹轨自进式过站及回填式始发施工技术

在地铁盾构隧道施工中,盾构机过站及二次始发是盾构施工常见重要环节,盾构机到达接收后,盾构机过站,然后二次始发盾构掘进,不同的环境中,有不同的过站形式和方法,在软弱地层暗挖隧道内始发风险极大。本文以昆明地铁6号线为例,采用锁紧装置将油缸锁固在轨道上,通过泵站及千斤顶,实现盾体"自行走"过站;在软弱地层暗挖隧道内始发采用回填式盾构始发,提前封堵洞门,提前建立土压,有效地防止始发时土压力降低而产生的提前沉降,为同类工程施工提供借鉴。