盾构施工端头加固技术

当前我国各地地铁建设大规模采用盾构工法,盾构隧道里程不断增加。与此同时,盾构工程端头加固失效案例不时发生。端头加固是盾构始发、到达技术的一个重要组成部分,端头加固的成败直接影响到盾构能否安全始发、到达。而盾构始发、到达是最容易发生事故的,端头加固的失败又是造成事故多发的最主要原因。因此,加强端头加固施工控制,是保证盾构顺利施工的重要的环节。本文介绍了几种盾构施工端头加固技术,并以实际工程为例探讨了端头加固技术要点。     

亦庄线工程盾构井端头加固施工

台湖地区的水文地质条件复杂,为北京地区所不多见,这给盾构接收始发和暗挖等地下施工带来了极大风险和困难。文章结合北京市轨道交通亦庄线工程亦庄火车站—次渠站—次渠南站盾构区间,在盾构井端头加固施工中遇到问题和解决问题的过程,对不良地质地段盾构竖井端头加固的方案设计和工法选择进行了论述。     

地铁盾构在圆砾层端头加固设计

盾构端头加固是盾构始发、到达技术的重要环节,圆砾层进行盾构端头加固的设计及施工有其特殊性,介绍了在圆砾层采用连续墙加袖阀管注浆工法进行端头加固的工程设计实例,为盾构在类似地层进行端头加固设计提供借鉴。     

TRD与旋喷桩组合工法在盾构端头加固中的应用研究

为了研究TRD与旋喷桩组合式工法在盾构端头土体加固上应用的可行性,以青岛地铁流亭机场站盾构到达区端头加固为研究对象,基于理论计算、数值模拟、现场钻芯及监测等手段,对此混合工法展开了深入的研究。研究结果表明,TRD与旋喷桩组合式工法能够较好的适用于城市复杂地质条件下盾构端头土体加固上,且能够保证盾构始发及到达端部区域加固土体在强度和稳定性上的要求;弹性薄板计算理论模型及三维有限元数值分析能够对土体加固方案进行科学的检算,其分析计算结果及精度能够满足施工期要求,并能够较好的指导现场施工。     

SEW工法在广州地铁施工中的应用

在盾构法地铁隧道施工中,盾构的始发和到达是整个盾构施工中非常重要也是风险较高的环节,盾构机的始发和到达约占整个隧道施工风险的60%～70%,传统的端头施工往往加固量大,洞门凿除工作量大、事故风险高."SEW工法"是针对传统的盾构始发、到达端头加固方法所研发的一种新型的盾构始发、到达技术,成功地解决了盾构始发、到达端地层差、有管线、加固量大及洞门凿除等技术难题.该技术在广州市轨道交通5号线某区间盾构工程中成功应用,填补该项技术在国内施工技术上的空白,为全国盾构施工提供了一个新型的盾构始发、到达技术.     

采用水平MJS工法的盾构端头加固技术

介绍了水平MJS工法在盾构端头加固中的应用，MJS工法具有成桩质量好、可全方位加固等特点，将其应用到盾构端头地层加固，不仅加固效果良好，而且无需地面加固场地，该技术在盾构端头加固中的应用具有一定的推广价值。     

土压平衡盾构始发与到达端头加固研究

为确保盾构始发与到达的顺利进行,避免施工过程中出现端头土体失稳现象,从而引发地表沉陷、塌方等工程事故,作者在分析了现有端头加固理论模型的优缺点后,基于端头加固土体的力学和数学模型,提出了基于强度理论的荷载等效模型和基于稳定性理论的砂性土端头滑动模型,给出了端头土体纵向加固范围计算公式。同时,根据盾构设备的几何构造特征及端头土体的渗透性要求,提出了盾构始发与到达端头土体纵向加固范围＂几何准则＂。该研究方法综合考虑了端头土体的强度、稳定性、渗透性及盾构设备的几何尺寸对盾构始发与到达的影响,研究结果对指导施工及反馈盾构隧道设计具有重要理论与实际意义,也可为类似研究提供参考。     

富水砂卵石地层盾构始发端头加固工法研究

文章以广州地铁18号线沙溪站盾构始发工程为背景,建立三维有限差分模型,对富水砂卵石地层盾构始发加固工法进行比选,研究不同工法下盾构始发引起的地表沉降和衬砌结构应力的变化规律,选取最合适的盾构始发端头土体加固工法。结果表明:采用深层搅拌桩法加固的工况下,盾构始发对地表沉降的影响更小,衬砌结构的应力分布状态也更良好,说明深层搅拌桩法更适用于类似的富水砂卵石地层盾构始发端头加固。     

无锡地铁盾构组合工法接收施工技术

地铁盾构进洞接收施工是地铁盾构施工中的重点和难点,属于施工重大风险源,在承压含水地层中接收风险极大。以江苏无锡地铁3号线一期工程无锡火车站盾构接收施工为例,通过采用水平注浆+水平冻结加固、配合在盾构端头井内施作钢筋混凝土箱体进行盾构到达接收的组合工法施工技术,确保了盾构安全到达接收。为今后复杂地层、复杂环境下地铁盾构接收施工提供了一种方法。     

水平注浆加固富水砂层盾构到达端的施工技术

盾构施工的安全性和高效,越来越多的隧道工程选用盾构工法,盾构始发和到达风险很高,尤其盾构在富水砂层到达风险更高,本文结合工程实例介绍了水平注浆加固富水砂层盾构到达端的施工技术,对以后类似工程有借鉴意义。     

盾构井开挖及暗挖法施工对既有地下隧道安全分析

盾构隧道下穿既有隧道或构筑物时,为降低对其地基、桩基础等产生不利影响,可采用先行暗挖施工,然后盾构空推的方案。依托穗莞深城际深圳机场至前海段区间隧道下穿桂湾一路地下市政隧道安全评估项目,通过Midas GTS NX有限元分析软件模拟注浆加固、PHC桩基切除、暗挖隧道施工等工序,得出了隧道施工监控数据要求等。结果表明:该方案施工地下隧道结构安全、位移指标选取合理。同时可为隧道开挖、桩基切除、二衬施工中的结构受力模型转换等工况提供建议和指导。     

广州地铁五号线员科区间建筑物加固设计

广州地铁五号线员科区间隧道采用盾构法施工,员村站东端隧道两侧建筑物较多,盾构机掘进前需要对区间隧道上方的建筑物进行加固处理,根据建筑物的基础型式选择了袖阀管注浆加固,并提出在盾构机通过建筑物时为减少建筑物内部的差异沉降,根据现场实时监测结果及时对建筑物注入双液浆进行加固,以确保建筑物的沉降差在控制范围内。     

盾构隧道下穿高速公路加宽区管桩施工技术

以郑州地铁3号线出入场线-新柳路站盾构施工为工程背景。研究小半径、大纵坡、浅覆土盾构隧道下穿高速公路加宽区管桩的施工技术。本文将盾构下穿高速公路加宽区分为三个过程,即盾构机达到管桩前、盾构机下穿管桩过程中和盾构机穿过管桩后进行研究。在盾构机到达管桩前设试推段,以确定适当的土仓压力、掘进速度和同步注浆参数;在盾构下穿管桩过程中调整适当的推进方向和姿态控制、管片拼装、注浆参数和防渗措施;以及对盾构穿过管桩后的监测及加固措施等进行研究,有效地保证了隧道的成型效果及盾构施工的顺利进行。     

盾构250m半径曲线始发段管片姿态控制技术

针对广州地铁6号线某盾构工程250m半径曲线上盾构始发段隧道的管片姿态控制问题,从盾构机控制、管片控制、注浆控制和测量控制四个方面进行了施工技术处理,工程实践证明：首先做好盾构机选型,然后通过选择合适的始发方向来控制盾构机的姿态,从而控制隧道的成型质量;在管片拼装完成后,结合同步注浆、二次注浆来稳定成型隧道;并且通过加强管片姿态监测及时调整掘进参数,能够确保隧道施工质量满足设计和规范要求。     

长距离叠落段盾构隧道施工影响叠加效应分析

受隧道侧上方苏州桥的桥桩位置限制,北京地铁16号线万寿寺站—苏州桥站区间盾构隧道左、右线呈叠落形式布置。因此采用有限元数值模拟方法,研究了区间隧道3个典型叠落段的盾构掘进叠加效应。计算结果表明:左、右线隧道完全叠落段施工对地层扰动的叠加效应最明显,且上下层隧道净距越小,叠加效应越显著;完全叠落段的上层隧道施工将会引起下层盾构隧道管片结构上浮。该数值模拟计算结果为制定土体注浆加固措施及下层隧道内的加固方案提供了依据。     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

基于BP神经网络的水下岩溶地层#br# 盾构掘进参数预测与分析

随着我国城市地铁网的建设,越来越多的隧道将不可避免的穿越水下岩溶区,受制于岩溶地层的复杂性、注浆加固后地层的诸多不确定性,盾构穿越该类地层施工风险极大,而选取合理的盾构掘进参数是确保盾构安全与高效掘进的关键。以长沙地铁三号线盾构穿越水下岩溶段为工程依托,首先通过统计与分析钻探数据,明确了岩溶分布特征;其次,通过输入地层特征参数和隧道特征参数,建立了可输出盾构掘进速度、推力、刀盘扭矩、开挖仓压力、气垫仓压力和同步注浆量等掘进参数的BP神经网络水下岩溶盾构掘进参数预测模型;最后,对样本数据进行了训练,并成功应用于工程实践。研究结果表明：训练的输出值与期望值吻合度较高,构建的BP神经网络模型具有较好的适应性;输出的预测结果能有效反映实际盾构掘进参数的变化趋势,预测值与实际期望值的平均误差均低于13%,在误差可接受范围内。现场应用结果表明,地表沉降在安全范围内,盾构掘进过程中未发生工程事故,盾构掘进参数选取合理,姿态控制较好。研究成果可用于指导水下岩溶盾构隧道工程施工,且该方法的提出也为其他复杂地层盾构掘进参数合理选取提供了新思路。     

盾构施工中注浆压力波动对邻近桩基影响的研究

盾构隧道施工中,沿着掘进方向土体参数存在空间变异性,需要不断调整注浆压力,以保证地应力稳定。这导致在施工过程中注浆压力会围绕设计压力值曲线波动。因此,在模拟盾构隧道掘进施工过程中应该考虑注浆压力参数的波动性对邻近受荷桩基的影响。针对这一问题,结合太原地铁2号线“学府街站—长风街站”盾构区间工程案例,考虑了注浆压力参数的不确定性,用数值模拟方法分析了地铁隧道盾构施工对邻近受荷桩基附加响应的影响。结果表明:考虑注浆压力波动性的盾构施工对邻近受荷桩基附加弯矩的影响较大,对附加轴力的影响相对较小;对附加弯矩的影响大的区域在地表以下0~30 m范围内(约2.5倍隧道埋深),对附加轴力影响较大的区域在隧道埋深附近。通过卡方检验发现,当300组注浆压力满足正态分布时,受其影响后的受荷桩基的附加轴力和附加弯矩也服从正态分布。     

不同地质条件下盾构进出洞施工技术研究

盾构进出洞是盾构隧道施工中的事故多发阶段,应加强各种地质条件下盾构进出洞施工技术的研究。对盾构施工中所遇到的具有普遍性的三类岩土条件下盾构进出洞土体的加固方式进行了总结分析,提出了盾构进出洞过程中主要控制技术措施。研究表明：对于软土地区,盾构隧道端头采用最多的是水泥土深层搅拌桩＋高压旋喷桩（或注浆）的加固方式,当受地面环境限制时,可采用冻结法进行加固;在砂层中,主要采用地层加固＋降水的加固方式;遇到全断面岩石地层时,无需进行地基加固,可采用分层注浆的施工方案;对于特殊地层,需采取较为特殊的加固方式。     

复杂地质盾构长距离下穿城市快速路隧道施工关键技术研究—以杭州至富阳城际铁路SGHF-11标为例

针对复杂地质中盾构长距离下穿城市快速路隧道的施工技术难题,以杭州至富阳城际铁路SGHF-11标为例,阐述该标段的工程地质特点,分析盾构进出口加固、分体始发、掘进换刀、盾构掘进对周边环境的影响,掘进施工工期控制,管片拼装质量,隧道渗漏水防治和"上软下硬"的地质条件对工程的不利影响等工程重难点,并给出应对措施。