摘要：土压平衡盾构机在粉土粉砂层为代表的粘性地层中掘进,很容易出现结泥饼的情况,该情况会造成掘进参数的异常,影响盾构的施工效率和安全。为了解决这一问题,需要对盾构掘进渣土进行改良。依托郑州市某盾构区间隧道,对不同质量分数低分子分散剂与泡沫剂共同作用下的渣土改良性能进行了研究。对取样渣土进行粒径组成分析,设计室内试验,得出泡沫剂配合0.05%~0.30%低分子分散剂质量分数范围的改良性能曲线规律:在0.05%~0.30%溶液范围时,渣土改良前、后的塌落度差会随着低分子分散剂溶液质量分数的增加而呈现减速下降。研究结果表明:0.30%低分子分散剂配合泡沫剂对渣土流塑性的改良效果最佳。通过现场试验发现:渣土改良后,盾构机掘进速度明显提高,刀盘扭矩下降,而且经济效益方面有大幅提高。

摘要：为解决大直径土压盾构在大粒径富水卵石、漂石土地层条件下刀盘刀具磨损严重、刀盘被卡、地表塌陷、渣土喷涌等工程难题,结合都四山地轨道交通项目DSZQ-1标永丰站—蒲阳站区间盾构隧道工程的施工情况,从盾构选型设计、超前地质预警处理、掘进参数选择、渣土改良、螺机防喷涌等方面进行研究,总结出都江堰地区大粒径富水卵石、漂石土地层大直径土压盾构掘进关键技术,为后续工程在此类地层施工提供了借鉴依据。

摘要：为了准确预测盾构在高黏粒地层掘进时刀盘堵塞风险、提供刀盘泥饼防治依据,自行设计土体-金属界面拉拔试验装置与界面直剪试验装置,通过室内试验,分析了不同土样在不同稠度指数下法向黏附力与切向黏附力变化规律;基于试验结果提出了针对黏附力的五等级盾构堵塞风险分区图,并应用于强风化混合花岗岩渣土改良效果评估。研究表明:法向黏附力随稠度指数的增大先升高再降低,蒙脱土含量的提高会降低法向黏附力峰值线的稠度指数;全样品的摩擦角和切向黏附力在稠度指数小于0.6后稳定在低水平;稠度指数大于0.6时,纯黏土土样切向黏附力随着稠度指数的增加而增加,含砂土样切向附着力在稠度指数0.9附近有峰值,随后降低;针对黏附力盾构堵塞风险分区图可反映渣土改良过程中的盾构堵塞风险变化的路径,可对渣土改良效果进行评估。

摘要：针对广州地铁二号线越秀公园—三元里区间的软硬不均地层的盾构施工,提出复合盾构的设计思想,并对复合盾构的功能及技术参数进行研究,分析刀盘、刀具与地质的适应性。研究复合盾构掘进模式的原理、掘进参数及模式之间的转换技术,解决了软硬不均地层的掘进难、效率低、成本高、地层变形不易控制等技术难题。为了有效地控制掘进方向和盾构姿态,分析盾构掘进方向偏差的原因,研究相应的控制方法,达到了防止管片裂损和控制错台的目的。为防止黏性地层掘进的“泥饼”现象及富水地层掘进的“喷涌”现象的发生,研究相应的渣土改良技术。通过盾尾环形间隙同步注浆技术的研究及采用可靠的技术措施,并加强施工监测,及时变更掘进参数,控制地层的变形,确保京广铁路正常运营及临近建构筑物的安全。

摘要：为确定福州地铁4号线金牛山—工业路盾构区间强风化花岗岩地层中的膨润土改良最优参数,分别选择膨润土泥浆浓度、掺入比和盾构推进速度3个影响因素,以渣土塌落度、渗透系数和改良成本为响应值。采用中心复合试验设计方法进行了20组试验,分别构建了各响应值的响应面函数。试验结果表明,膨润土泥浆浓度、掺入比和盾构推进速度对渣土改良效果均有较大影响,且各因素之间存在显著交互作用。利用响应面–满意度函数,将渣土改良的3个响应值优化问题转化为单一响应值优化,获得强风化花岗岩地层在不同盾构推进速度下的最优改良参数。该方法科学合理,为金牛山—工业路盾构区间在强风化花岗岩内的高效施工提供了技术保障。

摘要：为了研究盾构在卵石地层、无换刀条件下连续掘进1.2 km并近距离穿越风险源的工程难题,依托北京市地铁19号线盾构下穿既有4号线隧道的工程实例,提出了一系列工程应对措施,并采用数值模拟方法对盾构下穿过程中既有线变形进行了计算,确保了施工方案的有效性;结合实测数据分析了既有线变形规律;对刀具布置进行了特殊设计,将撕裂刀分3层布置,增强了刀具耐磨性和抗冲击性,延长了刀具使用寿命;正式下穿前设置了试验掘进段,验证了掘进参数和渣土改良方案的合理性;通过对数值模拟结果与实测数据分析,发现了既有线竖向变形最大位置。该研究结果可为类似工程提供借鉴。

摘要：土压平衡盾构机在富水砂层掘进时易出现喷涌现象,造成地面沉降、坍塌等环境风险,当其在河底穿越长距离类似地层时,风险大幅增加。论文依托福州地铁4号线某盾构工程,从设备管理、渣土改良、掘进及注浆、应等方面进行研究,并采取针对性措施使工程顺利实施,为类似工程提供借鉴。

摘要：以济南市轨道交通R1线王府庄站-大杨庄站区间盾构隧道下穿京台高速公路桥梁为工程依托,采用MIDAS-GTS有限元软件建立三维计算模型对比分析有无注浆两种工况下桥墩变形特征。计算结果表明:无注浆加固条件下,桥墩竖向沉降最大值达10.24 mm,接近变形控制值10.0 mm;采用袖阀管注浆加固条件下,桥墩竖向沉降最大值为6.35 mm,加固效果对保护桥梁变形效果明显。施工过程中通过控制盾构掘进参数、同步注浆、补强注浆、渣土改良技术等施工精细化技术措施来减小盾构施工对桥梁扰动;针对桥梁沉降达到预警值、控制值分阶段采取洞内径向注浆、应急支顶措施,确保桥梁结构安全。监测结果显示,盾构整个穿越过程中,桥墩最大沉降值为3.11 mm,表明袖阀管注浆加固对控制桥梁变形起到很好的效果。

摘要：以成都川大下穿人民南路人行通道矩形顶管项目为依托,对富水砂卵石地层矩形顶管机关键技术进行研究。1)为探索同平面多刀盘联合开挖矩形断面技术,采用ANSYS Workbench有限元仿真分析方法对刀盘结构进行优化,得出:刀盘采用箱体式4辐条结构外加大圆环支撑形式,可满足强度需求的同时有效提高刀盘开口率。2)研究针对大粒径卵石的双螺旋输送机排渣技术,利用ANSYS仿真分析对螺旋叶片厚度进行优化,通过工业性试验表明:大直径、大节距螺旋叶片设计可有效提高卵石地层的排渣效果,实现450 mm粒径卵石的顺利排出。3)采用正交试验对掘进过程中渣土改良工艺进行研究,获得适应该地层的渣土改良方案。

摘要：郑州地铁2号线国基路站—北环路站区间隧道在富水粉细砂地层中长距离下穿3条有压给水管线,给水管为混凝土管材,稳定性较差。为满足设计单位和产权单位对施工沉降的要求,分析盾构隧道下穿施工过程中,不均匀沉降导致地层土体变形的施工风险,地层沉降主要受刀盘结构形式、刀盘支撑形式(影响渣土改良效果)、渣土改良剂在刀盘上的注入位置3方面影响。从设备选择及改造、施工工艺措施方面予以优化:1)盾构刀盘结构形式及相应配置要适应富水粉细砂层掘进和保压;2)合理的施工参数及工艺措施对地表沉降控制的必要性。监测结果表明,管线最大沉降满足风险源控制目标。