青岛地铁1号线过海隧道工程双护盾隧道掘进机应用关键技术

青岛地铁在国内首次采用双护盾TBM(隧道掘进机)技术,实现了硬岩地层地铁区间隧道快速、安全、高效建设.结合青岛地铁1号线过海隧道TBM隧道段的施工实际,采用豆砾石、水泥浆、水泥-水玻璃双液浆复合灌浆材料及环箍分段注浆工艺成套技术,有效地解决了管片成型质量问题.根据近海区域穿越断层破碎带的施工风险,提出了地面精细化控制注浆、超前地质预报等综合技术,保障了施工安全.针对超深竖井垂直提升出渣效率低下的问题,创新性地研发了TBM洞内翻渣技术,其工效较常规方案提高1倍,为复杂条件下TBM高效施工提供了新的方案和思路,具有良好的推广价值.     

青岛地铁1号线过海隧道工程双护盾隧道掘进机应用关键技术

青岛地铁在国内首次采用双护盾TBM(隧道掘进机)技术,实现了硬岩地层地铁区间隧道快速、安全、高效建设.结合青岛地铁1号线过海隧道TBM隧道段的施工实际,采用豆砾石、水泥浆、水泥-水玻璃双液浆复合灌浆材料及环箍分段注浆工艺成套技术,有效地解决了管片成型质量问题.根据近海区域穿越断层破碎带的施工风险,提出了地面精细化控制注浆、超前地质预报等综合技术,保障了施工安全.针对超深竖井垂直提升出渣效率低下的问题,创新性地研发了TBM洞内翻渣技术,其工效较常规方案提高1倍,为复杂条件下TBM高效施工提供了新的方案和思路,具有良好的推广价值.     

双护盾TBM在城市轨道交通中应用的关键技术

为解决双护盾TBM在城市轨道交通中应用出现的频繁过站、小曲线半径施工、下穿风险点等问题,结合青岛地铁2号线的设计和施工情况,对双护盾TBM的适应性、支护形式、不同支护间的接口设计、过站技术方案、管片壁后注浆、下穿建筑和不良地质段等方面进行研究。提出管片衬砌/(锚喷+模筑衬砌)组合衬砌方式,解决了不同支护间的接口设计问题。根据车站工法提出TBM整机曲线过站的技术方案,解决了TBM过站多次拆解、组装、调试以及对车站影响的技术难题。同时研究并解决了TBM小曲线半径施工、管片壁后回填灌浆、下穿建(构)物和不良地质等一系列关键技术。双护盾TBM在青岛地铁的成功应用实现了"高效、安全、环保、经济"的工程建设理念。     

基于摩尔-库仑准则的双护盾TBM掘进参数研究

研究目的:青岛地铁在国内首次将双护盾TBM应用于城市轨道交通工程,并取得成功,拓宽了双护盾TBM的应用领域。本文结合双护盾TBM在青岛地铁2号线的应用,基于Mohr-Coulomb准则,根据双护盾TBM正常掘进情况下的刀盘推力、撑靴撑力、围岩强度之间需要满足的力学协调性,针对不同围岩级别,对双护盾TBM施工中掘进参数及模式选择进行研究,从而为双护盾TBM选型及适应性分析提供依据。研究结论:(1)对于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级围岩地层,刀盘推力可由撑靴提供,可采用双护盾掘进模式;(2)Ⅴ级围岩(软岩、强风化)条件下,撑靴撑力、围岩承载力及刀盘推力三者不能满足力学协调性,滚刀无法成功破岩,故无法实施双护盾模式施工,可采用单护盾掘进模式,由管片方式提供反力;(3)根据双护盾TBM正常掘进情况下的刀盘推力、撑靴撑力和围岩强度之间的力学协调性,得到不同围岩级别下相应的掘进参数;(4)该研究成果可为城市轨道交通工程TBM施工提供理论参考。     

双护盾硬岩隧道掘进机推进支撑液压系统设计

双护盾硬岩隧道掘进机(简称双护盾TBM)是一种能够适应复杂地层,并高度集成机、电、液、光、控制以及材料等多学科技术于一体的高端隧道施工装备。推进支撑系统作为双护盾TBM的核心组成部分,是通过电液控制技术来实现的。本文设计了一套双护盾TBM推进支撑液压系统,并对其进行分析和研究。采用该推进支撑液压系统的双护盾TBM在国内某引水工程实际应用表明:该系统能够很好地实现双护盾TBM的推进支撑功能,同时具有良好的操控性能和较高的施工效率。     

极硬岩隧道工程中双护盾隧道掘进机刀盘设计与滚刀磨损分析

双护盾隧道掘进机在极硬岩隧道施工中存在刀具磨损更换频繁、装备掘不动且施工效率低下的难题。以深圳地铁6号线羊台山隧道工程为研究对象,通过统计、参数相关分析的方法,提出:在双护盾隧道掘进机设计选型阶段前期,需要重点考虑高强度刀盘本体设计、刀具型式的选择及合理的刀间距布置方式;在施工过程中,可以进行破岩刀具的材料、刀具刃形优化,以及掘进参数与不同类别围岩的合理匹配选择。提出了适宜的双护盾隧道掘进机施工控制掘进参数。实践结果证明,硬岩刀盘的针对性设计与优化调整,以及合理的掘进参数选择,有效减少了换刀频次,降低了施工成本,保证了施工工期。     

我国首次将TBM施工技术运用于地铁建设

<正>由中铁隧道集团负责施工的青岛地铁2号线一标段于2015年4月16日实现硬岩掘进机(TBM)顺利始发。这是我国首次将TBM施工技术运用于地铁建设。TBM广泛用于山体隧道掘进,此次运用于青岛地铁施工,除考虑青岛地质条件外,还可以有效降低爆破产生的噪声,     

全断面硬岩及地层转换时地铁盾构隧道掘进参数分析与优化控制

针对某地铁区间地层为全断面硬岩、软硬混合地层及残积土层复合地层条件下盾构施工遇到的技术难题,通过盾构掘进参数分析,得到了硬岩段及地层转换时施工参数的变化规律。通过采取刀具优化配置、合理安排刀具更换时机、掘进模式选择、掘进参数合理匹配、同步注入泡沫及跟踪二次注浆等措施,实现了在硬岩段间杂软弱岩的地层中及软硬岩地质界面处盾构快速、安全掘进施工,拓宽了盾构的应用领域。     

西宁至成都铁路甘青隧道TBM施工方案研究

根据甘青隧道"海拔高、地质条件复杂、生态环境脆弱、辅助坑道设置条件差"等特点,分析钻爆法施工存在的技术问题,并开展TBM施工可行性研究。基于地勘资料,逐段分析TBM施工的风险及对策,得出隧道进口段较适宜TBM施工,但大直径TBM施工风险较高,推荐采用小直径TBM快速施工平行导坑方案;针对断层破碎带、节理密集带等特殊地层,提出设置辅助坑道来提前施工,然后TBM步进通过的方案。并从施工难度及风险、施工通风、施工排水、辅助坑道条件、运营维护及防灾救援、施工工期、工程投资等方面综合分析论证,推荐采用"钻爆法单洞双线隧道+贯通平行导坑(进口敞开式小直径TBM)"方案。     

基于激光标靶叠和双目视觉的双护盾TBM导向系统研制

为解决双护盾隧道掘进机（TBM）前盾姿态检测困难的问题,在激光标靶导向系统基础上开发了叠加双目视觉的双护盾TBM导向系统,系统包括全部常规激光标靶法导向系统硬件外,分别在支撑盾前部增加双目相机,前盾尾部增加1组空间布置的Mark灯组,构建双护盾TBM导向系统。研究双护盾TBM导向系统设计、算法实现、精度误差等问题。工地实际施工验证系统整体精度满足施工需求,为双护盾前盾姿态检测新增了一种有效方式。     

广州地铁硬岩段土压平衡盾构掘进施工的对策

广州地铁3号线某盾构区间地质条件复杂,既有极为松软的淤泥质土、砂层,又有坚硬的微风化混合岩、辉绿岩等.分析盾构机在硬岩段掘进中刀具磨损的原因,并主要通过对盾构掘进参数设定、姿态控制、泡沫使用等方面的研究,提出在广州地区硬岩段土压平衡盾构掘进的施工措施.     

盘形滚刀与岩石相互作用研究综述

研究目的:盘形滚刀是一种重要破岩刀具,主要用在掘进机(TBM)、复合式盾构及岩石盾构的刀盘上。研 究盘形滚刀与岩石相互作用对于分析盘形滚刀破岩机理、指导刀盘刀具设计、提高破岩效率与掘进性能及降低 能耗都具有重要的理论意义和实用价值。 研究方法:文献综合分析和研究。 研究结果:扼要分析了隧道掘进机盘形滚刀破岩的基本原理、滚刀的截面形式及几何参数,并就滚刀与岩 石相互作用机理、滚刀破岩力、掘进性能预测等方面,对国内外具有代表性的研究成果进行了综述。 研究结论:指出影响盘形滚刀与岩石相互作用的因素主要有机械因素和地质因素。     

复杂地质条件下轨道交通超长过海区间隧道方案研究

以厦门轨道交通3号线过海区间隧道为例,介绍了复杂地质条件下轨道交通超长过海区间隧道方案设计需要注意的问题,及需要研究的内容,从线位方向、断面形式、施工方法、防灾救援、给排水等方面进行了全面比较,并重点对隧道掘进机的适用性进行了分析。     

短距离硬岩及上软下硬地层盾构法施工技术

结合广州地铁3号线工程实例,介绍了城市地铁中硬岩和上软下硬地层的盾构法施工技术,对盾构在不同地层的掘进参数和注意事项进行了讨论.只要工程实施前期做好详细的地质勘查工作,摸清工程地质条件,通过有计划地更换刀具,在施工中选择合理的掘进参数,在硬岩和上软下硬地层采用盾构法施工是完全可行的.     

城市轨道交通全断面岩石掘进机的机型分析比选

以岩石地层为主的城市轨道交通修建过程中,为避免传统钻爆法爆破施工造成的粉尘、废气、噪音及振动等污染,并提高施工技术水平,应研究采用全断面岩石掘进机进行施工。全断面岩石掘进机分为敞开式和护盾式两类,其中护盾式又分为单护盾、双护盾等机型。主要从地质适应性、各种机型自身特点等方面出发,对全断面岩石掘进机各种机型进行了分析比选。     

厦门越海隧道盾构施工若干技术难题及对策

针对厦门2号线越海段盾构施工过程中出现掘进参数异常、刀具磨损严重及异常失效、堵管等工程难题,通过地质补勘,发现局部存在极硬而多裂隙的破碎带复杂地层。基于此,对越海隧道盾构施工技术进行探讨研究,创造性地提出了海上注浆加固技术,并对刀盘上的滚刀结构进行重新设计。后续施工过程刀盘推力恢复至21 000~22 000 kN之间,掘进速度维持在2~4 mm/min,达到正常掘进水平,同时降低了刀具的异常磨损和消耗。有效解决了盾构海底穿越破碎带复杂地层的难题,使得盾构顺利掘进,可为后续类似盾构越海施工提供指导。     

梯度硬度滚刀刀圈关键技术研究及应用

盾构和隧道掘进机(TBM)施工对盘形滚刀的设计及制造要求较高,特别是对滚刀刀圈的材料和热处理工 艺的要求更高。随着盾构和 TBM 施工工程增多,复杂地质条件难以准确预测,特别是在上软下硬地层中,普通 工艺的滚刀刀圈易出现刀圈崩块、断裂现象。针对上软下硬地层的地质条件,进行冷作模具钢刀圈材料成份和刀 圈刃型的设计,对滚刀刀圈梯度硬度热处理工艺进行研究,并通过项目现场试验,检验热处理工艺的效果。     

北京地铁盾构隧道设计施工要点

对北京地铁5号线首次采用盾构法修建地铁隧道的情况进行了介绍,针对北京特有的地质条件,通过盾构试验段工程对设计和施工进行了系统的研究。     

太原地铁1号线工程地质条件及主要地质问题研究

结合太原地铁1号线地铁特有的地层岩性、地质构造、岩土特征、水文地质,分析与地铁隧道、车站建设相关的工程地质条件、水文地质条件特征。研究太原地铁1号线的主要工程地质问题,即交城活动断裂、地面沉降、地震液化、湿陷性土。在此基础上,对地铁车站基坑以及区间隧道开挖可能面临的工程地质问题进行分析和研究,得出结论:交城活动断裂带内不宜设置地下车站,地下站基坑开挖易产生流沙、基坑边坡失稳,地面沉降对工程影响不大。     

地铁区间隧道盾构法施工下穿既有线铁路立交桥施工技术

成都地铁2号线二期工程(西延伸线)土建2标盾构机掘进下穿西环线铁路土桥立交桥桥墩,通过详细调查和设计论证,根据原桥墩结构设计特点、地下水位、地质条件、既有线施工要求等,综合考虑施工安全、进度、成本等因素,提出了设计方案、施工方案和工序控制。着重介绍了设计方案、钻孔桩施工、盾构掘进控制、监控量测等内容,可为以后类似工程施工提供经验。