兰州砂卵石地层盾构施工振动传播及衰减特性分析

砂卵石地层盾构刀具动态磨损分析

　城市轨道交通 研 究2009年　　 砂卵石地层盾构刀具磨损测试分析 袁大军1　胡显鹏2　李兴高1　孙　立3 (1.北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心,100044,北京;2.北京城建设计研究总院有限责任公司, 100037,北京;3.深圳市地铁集团有限公司,518026,深圳∥第一作者,副教授) 摘　要　结合砂卵石地层盾构区间工程掘进,对盾构施工时 的刀具磨损情况进行了现场测试,计算出土压平衡盾构在砂 卵石地层施工时各种刀具的磨损系数。运用统计回归分析, 总结出砂卵石地层盾构刀具磨损与其掘削迹长的关系,推算 出砂卵石地层盾构不换刀可掘进的最长距离,可为后续类似 工程施工提供参考。 关键词　盾构隧道;砂卵石地层;刀具磨损;测试分析 中图分类号　u455.3+9 abrasioncharacte

针对成都地铁富水砂卵石地层中盾构施工渣土改良进行了室内试验研究,初步得出适合于该地层渣土改良剂的种类和配比,并通过现场应用确定砂卵石地层盾构施工渣土改良的合理配比,为其他类似地层盾构施工渣土改良提供一种参考。

城市地铁盾构隧道施工过程中,由各种原因诱发的地面塌坑或塌陷事故时有发生,严重影响了城市地铁施工安全。以成都地铁7号线为工程依托,采用现场测试等手段对典型断面的盾构隧道上方地层的分层沉降进行归纳总结和分析,得出的主要结论有:将砂卵石地层中盾构隧道施工引起的地层变形形态主要可归纳为5种情形；当分层沉降曲线基本呈竖直线并有一定的波动趋势时,不需采取任何措施；当曲线呈逐渐增大的趋势且可以测到地层下方的沉降值时,应对松散地层加强注浆,避免变形继续发展；当曲线呈骤然变大且不能测到地层下方的沉降值时,应该停止施工,加强开挖面支护措施,并对空洞进行注浆回填密实,避免变形继续发展；当曲线出现向左边弯曲的状态时,应该勘测出具体位置,进行注浆充填；当监测出的分层沉降曲线逐渐增大、骤然增大、向左弯曲时,施工方应及时作出相应的处理措施来阻止地层破坏的持续发展,避免出现坍塌的事故。

以兰州轨道交通1号线奥体中心站—世纪大道站区间右线盾构试验段为工程背景,分别采用泥水平衡盾构机和土压平衡盾构机自两端车站始发,直至中间风井汇合进行到达接收,两盾构机全程穿越富水大粒径砂卵石地层,地质环境复杂、施工难度大。通过盾构机掘进参数、盾构施工难点及监测数据进行对比分析,得到了富水大粒径砂卵石地层盾构施工两种盾构工法的不同点及盾构选型依据。

盾构在无水砂卵石地层施工

砂卵石地层盾构施工地表沉降预测与控制——地表沉降是隧道施工中一项重要风险，盾构掘进引起土体沉降有开挖时水土压力不平衡等多种原因。在北京地铁4号线某区间施工中采取了控制排土量、紧凑衔接各工序、及时同步注浆与二次补浆等控制措施。大大减小了土体沉降...

富水砂卵石地层盾构施工渣土改良研究

成都富水砂卵石地层盾构施工浅析

由于地铁工程大多数建设在地下，地下隧道施工可能存在卵石土层，卵石中含有大量的水分，且卵石颗粒比较大，施工环境复杂。在掘进的时候，可能对周围建筑物和地面交通造成影响，因此采用盾构法施工。但是盾构机型多，如何结合实际施工环境，选择合适的盾构机是富水大粒径砂卵石地层的重点和难点。本文主要探讨了盾构施工法的优点并结合地铁隧道实际情况进行了探讨，在考虑盾构机适应性的时候要考虑到具体施工环境，以及卵石层的各项参数。

3.砂卵石地层盾构

为解决气垫式泥水盾构在砂卵石地层中存在卵石堆积泥水仓和气垫仓底部、造成碎石机频繁损坏和泥浆管路堵塞等问题,通过对底部堆积、堵塞管路、破碎机频繁损坏的原因进行分析,认为造成堆积和堵塞的原因主要是泥浆在气垫仓和泥水仓流速偏低,不能及时带走碴土,从而造成碎石机频繁损坏和仓底底部堵塞。通过对这些问题的研究讨论,提出通过增加底部、刀盘冲刷以及主机段泥浆循环的方案来解决底部堆积、堵塞管路的问题,同时改变碎石机的结构来解决其寿命短的问题。

砂卵石是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此不利条件下安全穿越铁路困难较大。采用数值分析技术对无水砂卵石地层中土压平衡盾构推进引起的地层响应进行了模拟,并和现场实测的地层变形进行了比较和分析,提出了进一步减小地层变形的措施,并应用于工程实践,取得了良好的效果,确保了在列车"不限速、不慢点"、不预先加固的条件下成功穿越京九、柳西铁路。

成都轨道交通1号线试验段的地下段采用了盾构法施工。盾构区间穿越的地层为富水砂卵石地层。对于在该种地层中进行盾构施工,穿越建筑物的安全问题成为工程控制的重点。采用数值模拟的方法分析了盾构施工对建筑物的影响,包括建筑物的内力、位移等。对实际掘进采取了盾构机的施工控制以及注浆加固与桩基荷载转移的辅助措施,并实现信息化的施工,保证了盾构安全、顺利地穿越建筑物。

本文通过对施工区间地质情况分析,针对兰州地铁隧道盾构法施工过程中存在的主要问题提出相关的解决方案。兰州砂卵石地层的特殊地质特性导致盾构法施工过程中,由于人工填土问题、地下水埋深过浅、卵石粒径大等一系列问题,延缓了施工进程,经济成本较高。针对上述问题,本文提出了具体的解决措施。

针对成都地铁盾构施工的特点,提出风险分析在盾构施工中的重要性。对盾构施工中蕴含的风险源进行辨识与风险分析,并提出具体的风险控制对策。

介绍了小松加泥式复合盾构在北京轨道交通10号线的应用情况,及小松公司根据北京地质情况特点进行的针对性设计,阐述了施工管理中土压设定、泡沫及膨润土的管理、同步注浆等施工经验。

在北京地铁8号线天桥—永定门外区间隧道的施工过程中,盾构需要从既有京津城际铁路和京山铁路的上跨桥梁下方穿过,穿越段地层以砂卵石为主。盾构在砂卵石地层中施工极易导致地表沉降和塌陷,而高速铁路运营线又对轨道平顺性有着严格的要求;因此隧道施工的风险极高。借助数值分析软件对盾构隧道下穿铁路桥梁的动态施工过程进行模拟,研究盾构施工引起的砂卵石地层扰动变形、孔隙水压力变化及桥梁结构变形等规律,并据此提出确保桥梁运行安全的工程保障措施与监控量测体系。上述研究成果不仅用于指导隧道工程的设计与施工,而且也可为今后类似工程问题提供借鉴和参考。

在北京地铁8号线天桥—永定门外区间隧道的施工过程中,盾构需要从既有京津城际铁路和京山铁路的上跨桥梁下方穿过,穿越段地层以砂卵石为主。盾构在砂卵石地层中施工极易导致地表沉降和塌陷,而高速铁路运营线又对轨道平顺性有着严格的要求;因此隧道施工的风险极高。借助数值分析软件对盾构隧道下穿铁路桥梁的动态施工过程进行模拟,研究盾构施工引起的砂卵石地层扰动变形、孔隙水压力变化及桥梁结构变形等规律,并据此提出确保桥梁运行安全的工程保障措施与监控量测体系。上述研究成果不仅用于指导隧道工程的设计与施工,而且也可为今后类似工程问题提供借鉴和参考。

成都地铁7号线八里小区站~东区医院站区间在穿越成都煤件厂煤铁路专线施工过程中,根据现场情况的变化,不断地对施工技术方案进行优化,合理组织施工,有效地控制铁路专线的位移、沉降等质量问题,满足设计及施工规范要求.为盾构穿越铁路,提供宝贵的经验,对同类条件下的施工提供了参考和借鉴.

对北京地铁4号线北京南站至角门北路站区间隧道盾构刀盘在砂卵石地层施工时的磨损原因进行了分析和研究,制定了完整可行的盾构刀盘现场修复及设计改进方案,使其更加适应砂卵石地层掘进施工,延长了刀盘使用寿命,节省了工程投资,为城市地铁盾构长距离掘进提供了经验。

盾构施工是城市地铁施工的主要技术，能够有效的减少地铁施工中土方开挖和墙体衬砌的人工劳动强度，而且具有很高的自动化，不会对地面交通、建筑地基、地下管线等造成影响，施工不受风雨气候和季节等因素的影响，在施工过程中，难免会遇到穿越河流等复杂地质条件，本文以成都地铁4号线西延线为例，深入研究了盾构施工在砂卵石地层中穿越河流的施工关键技术。