富水圆砾地层中复合式土压平衡盾构施工技术

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富水砂层土压平衡盾构施工技术浅析

富水砂层土压平衡盾构施工技术浅析

富水砂层土压平衡盾构施工技术浅析【摘要】在富水砂层中采用土压平衡盾构掘进施工,具有较大的风险和难点,本文结合哈尔滨地铁工程土压平衡盾构施工的成功实例,从盾构机设备的性能配置、施工工艺参数(掘进参数)、辅助措施(碴土改良)等方面,分析、介绍了富水砂层中土压平衡盾构掘进施工的关键技术。

【关键词】土压平衡盾构机,富水砂层,掘进参数,碴土改良,沉降Abstract: Watery sand, earth pressure balance shield tunneling construction, with greater risk and difficulty of this paper, the successful examples of Harbin subway project earth pressure balance shield construction, from the performance of the shield machine equipment configuration construction of process parameters (tunneling parameters), auxiliary measures (ballast soil improvement), analysis, and introduces the key technologies of the water-rich sand earth Pressure Balance Shield tunneling.Key words: earth pressure balance shield machine, water-rich sand, tunneling parameters, the ballasted soil improvement, settlement引言土压平衡盾构对全断面富水砂层的适应性是一个较复杂的综合技术问题,掘进施工中面临着如何保证高灵敏性土体稳定的难点以及隧道喷涌、地层沉降大等风险。

土压平衡盾构穿越富水砂层的掘进技术

土压平衡盾构穿越富水砂层的掘进技术

1引言盾构机的性能及其与地质条件、工程条件的适应性是盾构隧道施工成败的关键,所以采用盾构法施工就必须选择最佳的盾构施工方法和选择最适宜的盾构机。

对于富含地下水的砂层,考虑到地下水的含量及水压,以及土的塑性流动性及透水性等问题,一般宜选用泥水盾构。

但由于广州地区工程地质的复杂性,对于同一个盾构标段,可能出现某些部分适合选用土压平衡盾构,而其他部分又适合采用泥水盾构,但作为同一个施工标段,不可能中途更换盾构机,因此,只好选择一种类型的盾构机,这就需要综合考虑并分析不同选择的风险,最终择优选取。

另外,城市地铁施工,由于施工场地的限制,导致泥水盾构的应用越来越少。

土压平衡盾构穿越砂层,风险较大,但若施工措施得当,土压平衡盾构穿越砂层亦会取得成功,如广州市轨道交通三号线珠江新城站~客村站区间穿越约300m的砂层地段。

2盾构穿越富水砂层的风险2.1易形成喷涌,导致地面塌方、建(构)筑物开裂损坏由于富水砂层含水量丰富,渗透性好,且受扰动后易液化,因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象,一方面,需用大量时间进行盾尾清理,严重影响盾构施工进度,另外,大量泥砂喷出或砂遇水液化,均易引起地层沉降,从而最终导致地面建(构)筑物沉降变形,甚至损坏。

2.2地面沉降难以控制,易造成地面塌方、建(构)筑物开裂损坏一旦发生喷涌现象,地面沉降肯定会很大,即使没有发生喷涌,控制地面沉降还是非常困难,主要原因是:1)砂层自身自稳性差,而刀盘开挖直径比盾体外径一般至少大200mm,从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间,这期间不可避免产生砂层沉降;2)掘进过程中,不可避免要造成砂层失水,且一定会对砂层产生扰动,这都会导致砂层产生沉降。

若沉降控制不好,极易造成地面塌方、建(构)筑物损坏。

3喷涌形成条件及防治方法3.1喷涌形成条件造成喷涌的原因多种多样,但无论何种原因,喷涌的发生都必须同时具备以下条件:1)具有足够高水头压力的充足水源。

土压平衡盾构施工技术

土压平衡盾构施工技术

土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述1.盾构施工程序。

盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。

其主要施工程序为:建造盾构工作井;盾构机安装就位;出洞口土体加固处理;初推段盾构掘进施工;隧道正常连续掘进施工;盾构接收井洞口的土体加固处理;盾构进入接收井解体吊出。

2.盾构施工优点。

盾构施工与矿山法施工具有以下优点:地面作业少,隐蔽性好,因噪音、振动引起的环境影响小;自动化程度高、劳动强度低、施工速度快;因隧道衬砌属工厂预制,质量有保证;穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围可不受施工影响;穿越河底或海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候影响;对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全;在费用和技术难度上不受覆土深度影响。

二、盾构推进隧道施工1. 掘进原理。

盾构在粉质粘土、粉质砂土和砂质粉土等粘性土层中掘进施工时,由刀盘旋转切削下来的土体进入密封土仓后,可对开挖面地层形成被动土压力,与开挖面上的主动土压力相抗衡。

使开挖面的土层处于稳定状态。

当盾构推进时,启动螺旋输送器排土,使排土量等于开挖量,即可使开挖面地层始终处于稳定。

排土量一般通过调节螺旋输送器转速和出土口装置予以控制。

当地层含砂量超过某一限度时,因土的摩阻力大、渗透系数高、地下水丰富等原因,泥土塑流性将明显变差,密封仓内的土体可因固结作用而被压密,导致渣土难于排出,甚至形成泥饼而无法推进,而且单靠切削土提供的被动土压力,常不足以抵抗开挖面的水土压力。

出现这种状况时,可向密封仓内注入水、泡沫、膨润土等,同时进行搅拌,以期适当改善仓内土体的塑流性,顺利排土。

2.轴线控制。

盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术,怎样控制盾构能在已定空间轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术,在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想的状况,轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平面和竖曲线要求外,往往是产生于人为因素,这是指施工不精心及对轴线控制操作技术水平不够两个原因,而后者占多数。

全断面强富水砂层土压平衡盾构施工技术

全断面强富水砂层土压平衡盾构施工技术

平衡盾构机进行施工 , 既有盾构刀盘设计 主要侧重 于 广州地 区的复合地层 , 刀盘为 可安装滚刀 的复合式 刀 盘, 开口率为 2 %。 8 为适应富水 砂层 , 中心滚刀 改为 中心鱼尾刀 , 将
其他滚刀刀座安装轻型撕裂刀 , 并在刀盘辐条空 白区 焊接 了 2 把 先行 贝壳 刀 , 6 在刀盘后 部外 围合适 位置 增加一个搅拌棒 , 以提高刀盘切削土体 的能力和土仓
c n t uc i n t c o o y n ul s c i n o s r to e hn l g i f l e to s r n t r— r c s nd s r t m t o g wa e — i h a t a u
Y ANG ig 一 n M n
的安 全 顺 利 掘进 成 为项 目成 败 的关 键 。
2 施 工 风 险 分 析
根据国内类 似地层土 压平衡盾 构施工经 验结合
本标段 的具体情况进行分析 , 确定本标段盾构施工存
在的风险 : 1 既有盾构适 应性 的风 险 ; 2 始发 、 () () 到 达涌水坍塌的风 险 ;3 加 固段掘进 土舱壁水泥砂板 () 结无法掘进的风险 ;4 掘进 中喷涌的风险 ;5 穿越 () () 构筑物沉降的风险。
场区地处松花江古河 滩 , 间隧道底板 主要在 A 区 中
砂层 上 , 局部在 A 粉砂层 上。盾构 施工断面穿越 的 地层 主要为稍密 的 A 层粉砂和 中密 的 A 层 中砂 , 局
部 为 中密 的 A他 粉 砂 。根 据 地 勘 报 告 显 示 , 层 属 层 该
Ea t r sur l nc hil rh p e s e baa e s ed
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土压平衡盾构穿越高压极富水砂岩地层的施工重点及措施

土压平衡盾构穿越高压极富水砂岩地层的施工重点及措施

土压平衡盾构穿越高压极富水砂岩地层的施工重点及措施摘要:土压平衡盾构通过富水地层的施工,通常都会遇到掘进困难,注浆效果不理想,排污量大难处理,作业人员积极性下降等等问题,非常影响工程进度、质量及安全文明施工,许多项目都吃过大亏。

以广州地铁六号线越秀南站~东湖吊出井隧道区间工程为例,工程近邻珠江水域,地层裂隙发育,地下水极其丰富,每小时流入土仓水量高达40方,地下水静水压力高达0.28Mpa。

特别在这种高压,极富水的地层中,如何在保证质量和安全文明施工的前提下快速通过,总结了一些工程经验。

关键词:盾构掘进;高压;极富水地层;施工重点;措施Abstract: soil pressure balance shield through the rich water layer of the construction, usually meet tunneling difficulties, grouting effect is not ideal, to great waste treatment, homework personnel enthusiasm down and so on, very influence project schedule, quality and safety civilized construction, many projects are suffered. In guangzhou metro line 6 yuexiu south station to east lake hoisted out well interval tunnel project for example, engineering neighbor pearl river waters, stratigraphic crack development, groundwater extremely rich, every hour of water into the soil bin as high as 40 square, groundwater calm water pressure as high as 0.28 Mpa. Especially in the high pressure, extremely rich water in the stratum, and how to ensure the quality and safety civilized construction under the prerequisite of the fast through the, summarizes some engineering experience.Keywords: shield tunneling; High pressure; Extremely rich water formation; Key construction; measures1 工程概况广州地铁六号线越秀南站~东湖吊出井区间,此区间两隧道长度:左线506米,右线487米,全区间隧道坡度为4‰,盾构下坡掘进,通过两段小半径急曲线隧道R=250米右转弯,R=280米左转弯。

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

成果I F ruits and A p p lic a tio n与应用土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术杨波(中铁十八局华东区域指挥部,福建福州350013)摘要:在盾构掘进期间,当刀具严重磨损、刀盘土仓泥饼聚结导致掘进困难并且现场客观条件限制严格时,需要带压开仓更换刀具、清理泥饼。

带压开仓需要根据现场地质条件采取相应的辅助措施,当土压平衡盾构 在上部为富水砂砾、下部为泥岩条件下进行带压开仓时,由于砂层透水、透气性较强,只做泥膜护壁,可能存在 较大风险,还需要在地面采取辅助加固措施以确保施工安全。

以南昌地铁盾构施工为例,就富水复合地层带压开仓中地面及洞内加固措施、设备保障、掌子面泥膜施作、带压开仓实施及风险控制等相关技术进行了阐述,有利于保证施工安全。

关键词:盾构;富水;复合地层;带压开仓DOI:10. 13219/j. gjgyat. 2017. 04. 015中图分类号:U445. 39 文献标识码:B文章编号=1672-3953(2017)04-0056-05土压平衡盾构(以下简称“盾构”)在富水砂砾地 层掘进中,由于石英含量高,容易导致刀盘刀具严重 磨损、盾构掘进困难的问题;另外,当盾构在泥岩中 掘进,因粘性颗粒多,也容易产生刀盘土仓泥饼聚 结、盾构掘进困难的现象,严重时甚至可能造成施工 事故。

处理盾构泥饼聚结掘进困难的问题,通常需 要采取带压开仓检查、更换刀具、清除泥饼的措施。

带压开仓需要综合考虑地面环境、地下水文地质条 件等诸多因素的影响,而在富水复合地层中开仓则 更容易产生较大的施工安全风险。

为确保施工安 全,需要根据实际情况采取相应的辅助加固措施,以达到更换刀具和清除泥饼的目的。

文献[1]对南昌 地铁1号线某标段富水砂砾地层的盾构带压开仓进 行了探讨,提出了泥膜护壁在富水砂砾地层中带压 开仓的重要性;文献[2]以深圳地铁11号线某标段 盾构带压开仓为例,在地面狭小空间范围内采取克 泥效浆液保护盾体、脱出盾尾,采用W SS工法注浆 技术进行地面加固,保护盾尾管片,取得了良好的施 工效果;文献[3]以北京地铁9号线03标工程为例,提出主动换刀的理论,有效减小了因刀具磨损严重 带来的必须停机换刀但又受到地面环境限制的风 险,取得了良好的经济社会效益。

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术一、背景介绍随着城市化进程的加速,地下交通建设也在不断发展。

盾构技术作为地下隧道建设的重要手段,已经得到了广泛应用。

而富水砂卵石地层是盾构施工中的一种典型地质条件,其特点是土体粒径大小分布范围大、孔隙率高、土体强度差等。

因此,在富水砂卵石地层中进行盾构施工需要采用一些特殊的技术手段,以确保施工质量和安全性。

二、富水砂卵石地层特点1. 粒径大小分布范围大:富水砂卵石地层中粒径大小分布范围大,从几微米到几厘米都有可能出现。

2. 孔隙率高:由于粒径大小分布范围大,导致孔隙率高。

3. 土体强度差:由于土体中含有较多的颗粒和空隙,导致土体整体强度较差。

三、盾构带压换刀技术原理1. 带压换刀概述:带压换刀是指在盾构施工过程中,不停机、不减压的情况下,更换盾构机前端刀具的一种技术。

2. 带压换刀原理:在富水砂卵石地层中进行盾构施工时,土体的颗粒和空隙会对盾构机前端刀具造成较大的磨损。

为了保证施工效率和质量,需要定期更换盾构机前端刀具。

带压换刀技术通过采用专门设计的装置,在不停机、不减压的情况下将旧刀具拆除并安装新刀具,从而实现更换盾构机前端刀具的目的。

四、富水砂卵石地层土压平衡盾构技术1. 土压平衡盾构概述:土压平衡盾构是指在进行地下隧道建设时,采用与周围土体相等或接近相等的土体支撑力来平衡隧道内外土体之间产生的差异性应力状态,并实现隧道掘进和支护一体化施工的一种技术。

2. 土压平衡盾构在富水砂卵石地层中的应用:由于富水砂卵石地层中土体强度差、孔隙率高等特点,采用土压平衡盾构技术可以较好地控制隧道内外土体之间的应力状态,减少土体塌方和沉降等问题的发生。

五、富水砂卵石地层带压换刀技术的操作步骤1. 准备工作:在进行带压换刀前,需要对盾构机进行检查和维护,确保设备处于正常工作状态。

2. 安装换刀装置:在盾构机前端安装专门设计的带压换刀装置。

3. 拆除旧刀具:通过带压换刀装置将旧刀具拆除,并将其送至后方进行更换。

土压平衡盾构在富水砂层中施工控制的重点及技术措施

土压平衡盾构在富水砂层中施工控制的重点及技术措施

土压平衡盾构在富水砂层中施工控制重点及技术措施[摘要]介绍南京地铁一号线地铁玄武门站~南京站区间采用土压平衡盾构在富水砂压中开挖隧道积累下的成功经验。

[关键词]地铁隧道;土压平衡盾构;始发;进站;技术措施在富水砂层中进行地下工程施工,一直倍受广大工程建设者关注和探讨,特别是上海地铁四号线<浦东南路~南浦大桥区间)地铁施工中隧道内发生涌砂事故后,引起了建筑工程界巨大的震动。

南京地铁玄武门站~许府巷站~南京站区间盾构隧道工程,盾构要在全断面的砂层中两次始发,一次进站,并要穿过约二十幢旧多层居民楼,在周密的技术方案和精心施工安排,使得工程安全、优质完成。

1 地质条件及砂层主要物理参数该标段属古河道漫滩地貌,基岩埋藏较深,均大于25m。

软弱土层较厚,主要为低塑性淤泥粘土、粉质粘土及中到稍密的粉细砂。

隧道所通过的粉细砂地层为良好的富水和透水地层<②-2d2-3-3cm/s105,地粉砂夹细砂和②-3d2粉细砂的物理力学参数表一),其饱含地下水,渗透系数达×层遇水极容易液化,使得地层变得更加不稳定,容易引发坍塌,施工中极易产生涌水、涌砂及开挖面失稳现象。

另外隧道上方覆土层次多,分布不匀及土质差异大,使地质情况变得错综复杂。

2盾构机设计在富水砂层中要考虑的关键因素服务于本工程的盾构设备是引进德国海瑞克公司的,但该盾构机设计时结合了我国盾构施工经验和很多专家的意见,在海瑞克公司原设计基础提出了很多技术措施改良。

由于盾构机的密封系统和盾构机刀盘设计将是在富水砂层中施工成败的关键,在此作详尽的介绍。

2.1盾构密封系统的设计1 / 6深的地层中施工,该范围的土层中含有丰富的地下水,盾构必须M至十几盾构要在地下几M设计有良好的密封系统,方能满足在地下施工的要求。

在盾构设备设计中,应考虑盾尾密封系统和铰接密封系统的防水性能,这两个部位的防水,是保证盾构施工安全和保证地面建筑物和管线安全的重要保障。

一、盾尾密封系统:盾构机的盾尾设计了三排弹性较好的钢丝刷用来防水,钢个8丝刷中之间间距30cm,为减少钢丝刷磨损和增加密封功能,在整个圆周盾尾钢丝刷间设置了油脂孔,盾构前进中自动或手动向钢丝刷中注入密封油脂,填充钢丝刷之间的空隙,防止泥水进入管片安装工作面。

富水复合地层盾构施工关键技术探讨

富水复合地层盾构施工关键技术探讨

富水复合地层盾构施工关键技术探讨摘要:主要研究富水复合地层盾构施工关键技术,分析了富水复合地层盾构施工中存在的常见问题,并对小半径掘进、腹水破碎带掘进等富水复合地层盾构施工关键技术进行了讨论。

关键词:富水复合地层;盾构;施工盾构施工是地铁隧道施工的常见方法,盾构机是一种依托工程地质、水文地质以及地面、地下构筑物情况定制的地下隧道施工设备,富水复合地层地形地貌起伏多变,地层岩性比较复杂,给盾构机的掘进施工带来了很大阻碍,研究富水复合地层盾构机施工技术,对保证该类地质条件隧道施工质量有着重要意义。

一、富水复合地层盾构机施工常见问题现阶段,富水复合地层盾构机施工中常见的问题主要有掘进困难、超挖塌陷和掘进不稳定等。

(一)掘进困难富水复合地层盾构施工日掘进量不超过2m,排除卵石粒径超过500mm,刀盘贯入度和盾构掘进速度不高,但是出土方量很大,掘进过程中出现了刀盘卡死、正反转困难和刀盘后退情况。

出现这种问题时,可以开仓处理,检查、清理刀盘内渣土,并在土仓内加压填充土膨润土浆液,恢复刀盘的正常运转。

富水复合地层中,大粒径卵石容易自行剥落,尤其是弱胶结高渗透性地层,刀盘旋转切割作用会带动刀盘转动,因此可以进一步增加盾构机工作扭矩,增加掘进速度的同时方便推出大粒径卵石。

(二)超挖塌腔盾构掘进过程中,富水复合地层单环超挖量均超过10m3,随着掘进的不断深入,超挖量将继续增加,会导致盾构掘削面后方地面累计沉降超限,导致施工无法继续。

最大沉降位置钻探可发现竖向空腔,需灌注砼处理,继续掘进,超挖土方量进一步增加,掘进会导致明显的地表振动。

富水复合地层颗粒之间点对点传力,掘进面底层内大粒径颗粒不能有效排出,会导致掘削面局部区域支护压力下降,从而导致超挖,大粒径卵石卡住螺旋输送机会导致排土困难,需要加大螺旋机转速功率,从而导致出土过量。

(三)掘进不稳定富水复合地层卵石土胶结程度不高,颗粒不均匀,有较多大卵石,而丰富的地下水会降低土仓渣土塑流性,无法满足土压平衡盾构施工的基本要求,施工中容易出现难以建立掘削面平衡土压、超挖、地表沉降失控、机械故障、刀具磨损过快等问题。

富水软土地层土压平衡盾构机始发关键技术控制要点

富水软土地层土压平衡盾构机始发关键技术控制要点

环球市场施工技术/-173-富水软土地层土压平衡盾构机始发关键技术控制要点谭仕波中铁建大桥工程局集团第四工程有限公司摘要:近年来,随着盾构技术的不断发展和提高,盾构法施工已被广泛地应用于全国各大城市地铁施工中。

盾构始发是盾构施工的关键工序之一,其主要内容包括:始发端头加固、凿除洞门围护结构、拼装负环管片、盾构贯入作业面建立土压、试掘进、洞门封堵等步序,每道步序都伴随着一定的施工风险,其中始发端头地层加固尤为重要,是决定盾构顺利始发的关键。

关键词:盾构始发;端头加固;凿除洞门;洞门封堵1 引言盾构始发做为盾构施工的首道工序,也是最为关键的一道工序。

因盾构始发洞门外土体多为含水丰富的软土层,水量大,水压高,若加固措施不当或未达到预期加固效果,破除洞口围护结构时极易导致洞口土体失稳、地下水涌入,造成地面塌陷。

本文结合天津地铁某区间盾构施工,对富水软土地质下盾构始发技术进行多方面的分析和探讨。

2 工程概况天津地铁6号线某区间盾构始发端车站为地下二层三跨岛式车站,主体结构总长204.7m,盾构井段宽24.7m,基坑深18.21m,站中心顶板覆土为3m。

区间隧道盾构始发段100m 地层由上至下为:①1杂填土、④1粉质粘土、⑥1粉质粘土、⑥3粉土、⑥4粉质粘土、⑦粉质粘土、⑧1粉质粘土层、⑨21粉砂层,隧道断面内主要土层为⑥1粉质粘土、⑥3粉土、⑥4粉质粘土、⑦粉质粘土、⑧1粉质粘土层。

始发段下卧层主要为⑧2粉土层,处于第一层承压水层中,微透水层,渗透系数为0.005m/d,层厚约3.5m。

3 关键技术及控制要点3.1 始发端头土体加固结合设计方案和地质勘察报告,区间盾构始发井端头加固采用φ850@600三轴水泥土搅拌桩,加固区与围护结构之间采用双排φ800@500高压旋喷桩补强并包角。

因始发段盾构下卧层⑧2粉土层处于第一承压水层,故高压旋喷桩加固应伸入该含水层以下相对隔水层中,施工时按地质勘察报告相应加深桩长。

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工技术

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工技术

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工技术摘要:由于圆砾层具有强透水性,土压平衡盾构在地下水丰富的华南地区进行施工作业时,若掘进区域存在富水圆砾地层将增加土压平衡难度并导致其它风险。

通过采取渣土改良、双螺旋输送、壁后注浆等措施,可有效控制撑子面平衡和降低施工风险,本文简单介绍了富水圆砾地层中的土压平衡盾构施工技术,以期对类似工程提供一定的借鉴。

关键词:土压平衡盾构;富水层;圆砾层;渣土改良;壁后注浆前言经济发展与技术进步,越来越多的城市加入了地铁建设行列,土压平衡盾构机被广泛用于全国数十个地铁项目施工之中。

目前土压平衡盾构施工虽已经比较成熟,但不同地区的地质差异大且各有特点,本文结合华南地区某市地铁区间土压平衡盾构施工实际,针对富水圆砾地层中的土压平衡施工技术进行了简单阐述。

1. 施工特点(1)在富水圆砾地层中通过对渣土改良、双螺旋输送机应用、管片壁后同步注浆与补充注浆、盾构掘进参数控制等措施,降低了富水圆砾地层中土压平衡盾构施工可能出现喷涌和地面沉降大等问题的风险[1];(2)解决了富水圆砾地层中土压平衡盾构施工进度慢、效率低的难点,大大缩短工期,加快施工进度。

2. 工艺原理土压平衡盾构机在富水圆砾地层中掘进时,采用针对性强的多元化渣土改良技术、双螺旋输送机应用技术、管片壁后同步注浆与补充注浆技术并通过盾构掘进参数控制技术确保盾构施工安全[2]。

图1 土压平衡盾构施工工艺流程图3. 施工操作要点3.1多元化渣土改良技术1)泡沫改良盾构在圆砾层中掘进加入适量泡沫剂,可以有效的改良渣土,使改良后的渣土具有较好的流动性和塑性,便于螺旋机出渣,还可以有效的润滑刀盘刀具,减少刀具的磨损。

泡沫发生系统有3种操作模式:手动、半自动和全自动。

掘进期间可根据掘进速度、扭矩选择不同的操作模式,不同的模式还可以根据实际施工情况需要对配方、速度进行调整。

每个泡沫喷嘴尾端有一个螺栓固定的通路板。

发生堵塞时,通路板将被移开,被堵塞的喷嘴从刀盘后面拔出,代替以新的喷嘴。

富水砂层中土压平衡盾构施工的技术措施 杨斌

富水砂层中土压平衡盾构施工的技术措施 杨斌

富水砂层中土压平衡盾构施工的技术措施杨斌发表时间:2018-01-26T17:37:23.033Z 来源:《基层建设》2017年第36期作者:杨斌[导读] 摘要:在富水砂层中,因不利地质条件影响,土压平衡盾构机作业期间容易发生多种不可控问题,如地层沉降,盾构姿态难控以及隧道喷涌等,对于此本文结合实际工程案例,提出了富水砂层中土压平衡盾构施工的技术措施。

身份证号码:32128119890806xxxx 南京地铁运营有限责任公司摘要:在富水砂层中,因不利地质条件影响,土压平衡盾构机作业期间容易发生多种不可控问题,如地层沉降,盾构姿态难控以及隧道喷涌等,对于此本文结合实际工程案例,提出了富水砂层中土压平衡盾构施工的技术措施。

关键词:富水砂层;土压平衡盾构;技术措施伴随建筑工程中对地下空间的大范围开发与应用,土压平衡盾构施工法的应用也愈加广泛,这次施工方法又被称为泥土加压式盾构或削土密封式盾构。

这一施工方法的原理是借助推力的力量,通过盾构机刀盘对土体进行切削处理,并利用对螺旋机旋转速度的调节以对土仓排土量进行控制,实现开挖面与土仓之间的动态平衡。

泥水平衡盾构机是将隔板装置在支撑环前面泥水舱中,并向其中注入一定压力的泥浆,在开挖面形成泥膜,可以对正面土体有支撑作用,并用在正面安装的大刀盘对土体表面泥膜进行切削,混合泥水后,转变为高密度泥浆,通过管道以及泥浆泵输送至地面对其进行处理。

由此可见相比于泥水平衡盾构机,土压平衡盾构机在富水砂层条件下进行施工可能会增加地面沉降,很难控制盾构姿态,且会出现隧道喷涌问题。

一、工程概况以某轨道交通工程为例,本工程涉及到的盾构工程需从富水砂层通过,这一区间地层状态包括淤泥质粉细砂层、海陆交互中粗砂层、粉细砂层、中粗砂层。

其中第一砂层的厚度为0.5-4.5米;第二砂层厚度为0.6-15.6米;第三砂层厚度为0.5-11.8米;第四砂层厚度为0.6-11.3米,隧道范围的埋设深度介于1.8-14.3米。

富水富含大粒径漂石复合地层盾构隧道施工工法附示意图

富水富含大粒径漂石复合地层盾构隧道施工工法附示意图

编制单位:北京xx集团有限责任公司主要编制人:1 前言盾构法作为集成了多种设备功能的全机械化隧道建设设备,在地下隧道建设中应用越来越普及,其自动化程度高,具有安全、快速等特点,但由于盾构设备、工艺在不同地层区别较大,在粒径较大的卵漂石、孤石地层建设隧道如何破碎,是盾构领域未妥善解决施工难点,在富水条件下的施工难度更大,风险更高。

在北京地铁XX号线施工筹备阶段,隧道邻近一大型基坑揭示地层中密集分布直径超过1000mm漂石,且强度超过300Mpa,经工作井探查,最大漂石粒径为1500×1700mm,隧道每掘进一环地层中遭遇粒径1000mm以上漂石至少2块、粒径800mm以上漂石至少4块,其中粒径500mm以上漂石体积比超过50%。

为盾构设备选型及施工筹划带来了前所未有的挑战,经查证国内外无类似工程实例可供参考。

此次采用盾构法在潜水下漂石地层中完成隧道施工,通过对盾构工艺的系统改善、技术创新,利用盾构设备,成功解决了较高水压条件下连续破碎密集高强度、大粒径漂石的隧道建设的工程难题,摸索、形成了一套该种地层盾构施工的成熟技术。

工程实施过程中申请了多项发明和实用新型专利,目前获批的国家专利有(发明型专利为201210457261.7、201210410081.3;实用新型专利为201220614474.1、201220598258.2、201220293261.3)。

项目成果属于国内外首例,工程实践证明,该工法具有较高的技术创新水平、设备机具配合高效、操作参数准确、节能增效、经济合理,大幅度拓展盾构法施工适用领域。

2 工法特点2.1突破了束缚地下工程建设诸多技术难题,拓展了地下工程建设前景,将土压平衡盾构应用范围进行了较大幅度的延伸,储备了在更深地层、更广地域建设隧道的技术手段。

2.2可以在潜水中、扰动可控条件下解决利用盾构刀盘、刀具在刀盘前方机械连续破碎漂石、孤石等,利用渣土改良手段将均匀破碎的漂石碎块顺利由螺旋机排出,突破了漂石地层对于盾构法施工的限制。

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法(2)

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法(2)

富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法一、前言随着城市化发展的不断加快,地下空间的利用逐渐受到重视。

在地铁、隧道等地下交通建设中,盾构施工成为一种常见的方法。

富水圆砾地层是地下工程中常见的地质类型,其特点是水位高、透水性好,对盾构施工提出了很大的挑战。

为了克服这些挑战,富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法应运而生。

二、工法特点富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法具有以下特点:1. 适应性强:该工法适用于富水圆砾地层中的盾构施工,有效解决了高水位和透水性好的问题。

2. 土压平衡:通过在盾构掘进前后维持一定的土压差,保持盾构工作面的稳定,有效防止水流进入盾构工作面。

3. 安全可靠:采用适当的喷射混凝土和封闭液体,确保工作面稳定,并达到防水的效果。

4. 施工效率高:减少对地下水的影响,加快盾构工作的速度,提高施工效率。

三、适应范围富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法适用于以下情况:1. 地下水位较高的地区,水位高于掘进面。

2.地质条件好的地区,圆砾颗粒较大,透水性好且强度高。

3.地下交通建设,如地铁、隧道等。

四、工艺原理富水圆砾地层中土压平衡盾构施工工法的主要原理是通过维持一定的土压差,将工作面与周围地层隔离,防止水流进入工作面。

具体工艺原理如下:1. 封闭工作面:在盾构掘进前,通过喷射混凝土等方法,封闭工作面周围的地层,形成一个封闭区域。

2. 调节质量平衡:在掘进过程中,通过调节注入的封闭液体的质量和密度,维持一定的土压差,使工作面保持平衡。

3. 预防水流入:通过喷射封闭液体和合理布置围岩锚杆等措施,防止水流从地层进入工作面。

五、施工工艺1. 准备工作:包括勘测设计、设备准备、施工队伍组织等。

2. 封闭工作面:利用喷射混凝土等方法,封闭工作面周围的地层,形成一个封闭区域。

3. 控制土压:通过对注入的封闭液体的质量和密度进行监控和调节,维持一定的土压差。

4. 防水处理:采用合理的围岩锚杆布置和喷射封闭液体等措施,防止地下水流入工作面。

富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法(2)

富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法(2)

富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法一、前言随着城市的快速发展和人口的增加,地下空间的开发和利用变得越来越重要。

盾构施工作为一种高效快速的地下隧道建设方法,被广泛应用于城市地铁、交通隧道和供排水工程等领域。

在传统的盾构施工中,地层复杂性和水文条件对施工过程产生了很大的挑战,因此富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法应运而生。

二、工法特点富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法具有以下几个特点:1. 灵活适应不同的地质条件:该工法采用了针对富水圆砾地层的特点设计的施工工艺,能够在不同地质条件下灵活应对。

2. 高效快速:通过优化施工过程和采取合理的技术措施,能够实现高效快速的掘进施工,大大缩短工期。

3. 良好的地面控制:针对富水圆砾地层的特点,工法中设计了一系列的地面控制措施,确保施工过程中地面稳定,减少地面沉降。

4. 降低风险:通过合理的施工工艺和安全措施,减少了不良地质导致的风险,提高了施工的可靠性和安全性。

三、适应范围富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法适用于以下地质条件:1. 地层为富水圆砾土或含水量较高的圆砾土。

2. 地下水位较高,需要对地下水进行控制。

3. 存在地下水渗流或涌水的困扰,需要采取相应的渗水控制措施。

4. 存在地下水静压时需要采取相应的地下水压平衡措施。

四、工艺原理富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法的工艺原理主要包括:1. 地层预处理:根据地质勘察结果,对富水圆砾地层进行钻孔排水和冻结处理,提供良好的施工条件。

2. 施工控制:通过地下水压平衡和隧道内外压力平衡控制,减小地层水力梯度,降低地层涌水风险。

3. 富水圆砾土排水处理:施工过程中采取合理的排水措施,确保圆砾土的稳定性和施工进度。

4. 地面控制:采用合理的地面注浆和加固措施,确保施工过程中地面的稳定和安全。

五、施工工艺富水圆砾地层复合式盾构高效掘进施工工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 地层预处理阶段:包括地下水排泄和地下水冻结,提供良好的施工条件。

盾构在富水圆砾层施工关键技术研究

盾构在富水圆砾层施工关键技术研究

盾构在富水圆砾层施工关键技术研究摘要:本文仅针对土压平衡盾构机在广西南宁地铁2号线富水圆砾层掘进的施工特点,根据工程施工经验和相关技术研究报告,从富水圆砾层盾构推进的速度、推力,刀盘的扭矩、转速,土体压力的控制、同步注浆工艺、出渣方量的控制等方面结合盾构机参数,详细分析富水圆砾层盾构推进相关参数的确定及过程控制,以实现盾构施工安全高效,避免盾构在施工中造成盾构机卡壳、刀盘卡死,地面沉降等诸多施工难题。

关键词:富水圆砾盾构推进技术研究1 工程概述南宁地铁2号线三十三中站~苏卢站区间设计采用盾构法施工,区间右线设计起止里程为YDK37+666.993~YDK38+732.104,长度为1065.111m。

区间线路平面最小曲线半径为2500mm,最大纵坡为28‰。

区间线路埋深10.2m~19.8m。

区间衬砌采用钢筋混凝土预制管片,外径6000mm、内径5400mm,环宽1500mm按照转弯环类型分为标准环、左弯环及右弯环三种,转弯环管片最大楔形量为38mm。

三十三中站~苏卢站区间右线隧道洞身范围内主要地层为:圆砾层,局部粉土及泥岩层;隧道结构顶部覆土主要为粉土层、圆砾层;隧道结构下部主要为圆砾层及泥岩层。

图一:隧道纵断面图区间隧道范围内地下水主要为第四系土层孔隙水,地下水主要赋存于圆砾⑤1-1中,水量丰富,透水性强。

地下水稳定水位埋深为5.0~12.0m,标高为68.05~69.65m。

2 盾构掘进参数确定盾构施工的关键技术是根据地质条件确定掘进参数,参数的确定直接关系到盾构施工的质量和进度。

盾构法施工时应根据地质条件、水文条件、地层的变化结合相近地层的成功经验科学计算盾构掘进参数并在施工过程中严格控制和灵活调整,其中主要包括土体压力、出渣方量、刀盘扭矩和转速、掘进推力和速度、注浆方量和压力等。

2.1 土仓压力计算土仓压力的设定是土压平衡盾构施工成败的关键,维持和调整土压力亦是盾构推进操作中的重要环节,这包含着推力、推进速度和出土量的三者相互关系,对盾构轴线和地层变形量的控制起主导作用。

复合型土压平衡盾构掘进工法

复合型土压平衡盾构掘进工法

复合型土压平衡盾构掘进工法土压平衡式盾构自1974年在日本首次使用以来,以其独到的优势已广泛用于世界各地的隧道工程中。

我国上海等软土地区已经广泛应用土压平衡盾构建造地铁隧道和其他市政公用隧道。

但是,在强度差别较大的土质以及盾构掘进断面土层不均匀等复杂地质施工中,常规的土压平衡式盾构已难以适应施工要求,而复合型土压平衡盾构正是在该形势下开发研制并成功地应用于复杂地质中施工。

2 000年上海隧道工程股份有限公司在我国首次应用由该公司开发研制的Φ6140复合型土压平衡盾构建成了广州地铁二号线“海珠广场~市二宫”和“市二宫~江南新村”区间隧道;2001年上海隧道工程股份有限公司又采用复合型土压平衡盾构成功地穿越了风化岩和砾质粘土交错的复杂地层,建成了深圳地铁一期工程2A标。

复合型土压平衡盾构掘进技术已达到国际先进水平。

一、特点复合型土压平衡盾构是在土压平衡盾构的基础上发展起来的一种适用于强度差别较大的土质以及盾构掘进断面土层不均匀等复杂地质条件中施工的新盾构,其施工方法是在刀盘上装有2种或2种以上的刀具,可切削软土、硬土、砂砾和软岩等不均匀地层,为了保持开挖面的稳定,在切削刀盘后的密封舱内充填开挖下来的土体,通过螺旋输送机出土,保持土压平衡的一种施工方法。

本工法主要特点:1.具有切削软土、硬土、砂砾、岩石等不同强度的岩土功能。

2.根据土压变化调整出土和盾构推进速度,易达到工作面的稳定,减少地表变形。

3.对掘进土量和排土量能形成自动控制管理,机械自动化程度高、施工进度快。

4.施工安全性好,可在大深度、高水压下掘进工作。

5.在密闭舱内的中央部装备有效地搅拌土砂,力求土砂流动的旋转搅动罐,以及为防止粘性较强的粘土形成“泥饼”的被动搅拌棒,大大提高了盾构在复杂土层施工中的出土效率。

二、适用范围本工法是用于软土、砂砾、软岩等不同地层内掘进直径3~10m的隧道。

能适应多种环境和地层的要求。

可在强度差别较大的土质和盾构掘进断面土层不均匀等复杂地层,以及高粘度砾质粘土、风化岩等常规土压平衡盾构无法适应的地层中使用。

富水砾砂地层特殊情况下盾构带水始发施工工法(2)

富水砾砂地层特殊情况下盾构带水始发施工工法(2)

富水砾砂地层特殊情况下盾构带水始发施工工法富水砾砂地层特殊情况下盾构带水始发施工工法一、前言富水砾砂地层是一种具有高含水量和砾砂含量的特殊地质情况,对隧道施工会带来很大的困难和风险。

针对这种情况,本文介绍了一种适用于富水砾砂地层的盾构带水始发施工工法,旨在提高工程安全性和施工效率。

二、工法特点该工法的主要特点是通过盾构机自身的螺旋搅拌和水压注入技术,在盾构始发段形成一个相对密实的带水封闭段,从而避免了富水砾砂地层中的涌水和泥水浆流形成。

三、适应范围该工法适用于富水砾砂地层中的隧道施工,特别适用于需要从地表向下挖掘的盾构施工工程,如地铁、水利和交通等。

四、工艺原理该工法通过盾构机自身的螺旋搅拌和水压注入技术来实现带水封闭段的形成。

首先,盾构机在始发段设置螺旋搅拌器,并向地层中注入高压注水,使富水砾砂地层形成水饱和状态。

然后,盾构机在推进过程中利用螺旋搅拌器的搅拌作用将地层中的砾砂与注入的水混合,形成一定浓度的砾砂水浆,并通过水压控制使水浆保持在一个较低的封闭压力下。

这样,就能够有效地防止地层中的水和泥水浆流入盾构机的工作空间,并维持始发段的稳定。

五、施工工艺1)施工准备:对施工区域进行勘察和分析,确定盾构机的掘进路径和始发段的位置。

根据地层情况调整盾构机的参数和工艺设备,确保施工的顺利进行。

2)始发段预处理:在盾构机的始发段安装螺旋搅拌器,并通过管道连接注水泵和注浆泵。

将注水泵设置为高压状态,将水压注入始发段的地层中,使其形成水饱和状态。

3)盾构推进:盾构机开始推进后,螺旋搅拌器开始转动,将地层中的砾砂与注入的水混合,形成砾砂水浆。

通过控制注水、搅拌和注浆的速度和压力,维持始发段的封闭压力和稳定性。

4)始发段处理结束:当始发段处理完成后,盾构机进入正常推进阶段,螺旋搅拌器停止工作,盾构机依靠自身的推进力继续向前推进。

六、劳动组织施工过程中,需要配备一定数量的工人进行盾构机的操作和设备的维护。

同时,为了保证施工效率和质量,需要建立严格的工作流程和协作机制。

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1前 言
面 已具备 通 车条 件 ) , 区 间 隧道 采 用 中 国铁 建 重 工生 产 的 Z T E 6 2 5 0复合式土压平衡盾 构机 从北 辰三 角洲站 始发 , 推 进
至开福寺站北端头接收 , 区 间 隧 道 衬 砌 采 用 6块 厚 度 3 0 0 mm、
复 合式 土 压 平衡 盾 构 施 工 技 术 已 在 国内 地 铁 工 程 中得 到
石 土 名 称 石 土 分 层 天然密度
p c I I 1 。


粘 聚力
k P a
6 . O
长 沙 地 铁 1号线 二标 段 北 辰 三 角 洲 站 ~开 福 寺 路 区间 采
砾土 、 下部为强风化砂砾岩 , 剩余地段盾构 穿越 地层 上层为强
风化板岩 、 下 部 为 中风 化 板 岩 。
用 盾构法施 工 , 区间线路长 1 4 0 0 m, 沿规划纵 二路行 进 ( 该 路
表 1 主要地层物理力学参数表 图
K e y wo r d s :Me t r o ;Co mp o s i t e EP B S h i e l d;C o n s t uc r t i o n Co n t r o l ;W a t e r—r i c h Gr a v e l S t r a t u . N o . 3
■地 基基 础工 程
富水 圆砾地层中复合式土压平衡盾构施 工技 术
王 建伟 ( 中铁 十七 局集 团第 六工程 有 限公 司 福 建福 州 3 5 0 0 1 4)
[ 摘 要] 结合 长沙地铁 l 号 线 2标段 北辰三 角洲站 一开福寺站 区间右线前 2 2 0 m盾 构施 工实例 , 分析 富水 圆砾 地层对 盾 构施 工的危害 , 提 出了采取 土体 改良、 同步注浆等技术措施预防可能 出现的风险情 况, 对今 后 同类地质 、 水 文条件 下盾构隧道 的安
全 施 工 积 累 了一 定 的 经 验 。
[ 关键词 ] 地铁 ; 复合式土压平衡盾构 ; 施 工控 制 ; 富水 圆砾地层
Co ns t r u c t i o n t e c hn o l o g y o f Co mp os i t e EPB S hi e l d i n wa t e r r i c h g r a v e l s t r a t um
的 经验 。
2工 程 概 况
环宽 1 . 5 m 的环形 C 5 0预制钢筋混凝土管片 , 抗渗强度等级为
P 1 2 , 错 缝拼 装 , 组成 外径 6 . O m, 内径 5 . 4 m的 圆形单 圆隧道 。 3 工 程 地质 情 况
3 . 1工程 地 质 情 况
根 据 区间 地 质 剖 面 图 揭 示 地 质 情 况 , 区 间 隧 道 上 方 覆 土 地质为杂填土 、 素填土 、 粉质粘 土 、 粉土 , 同 时 夹 杂 圆砾 层 、 卵 石层 、 细沙层。本区 间始发 前 2 2 0 m 盾 构 穿 越 地 层 上 部 为 圆
广泛 的应用 , 虽然施工 技术 已 日臻成 熟 , 但 在不 同地 区 、 不 同 地质水 文条件 下各有 特点。本 文主要针对 长沙地铁 1号线 2 标北辰 三角洲站 ~开福寺 站区间右线 盾构在前 2 2 0 m富水 圆 砾地层 的施 工经 验 , 采取 了降低施工风 险的相应技术措施 , 以 保证地 表沉 降及 管线沉降得 到有效 控制 , 同时对下 一 阶段 该 区间左线盾 构推进 、 长沙 地区类似 地层盾 构施工 提供 了丰富
o f Ch a ng s h a Me t r o Li ne 1 S e c t i o n 2,t h e p a p e r a n a l y z e s t he h a r m t o s hi e l d c o n s t uc r t i o n whi c h i s c a u s e d b y wa t e r r i c h g r a v e l s t r a t u m . Th e n s e v e r a l t e c h ni c a l me a s u r e s s uc h a s s o i l i mp r o v e me n t a nd s y n c hr o n o u s g r o u t i ng t o pr e v e nt a l l p o s s i b l e is r ks a r e pr o p o s e d. Fu r t he m o r r e,i t i s a b l e t o p r o v i d e r e f e r e nc e f o r s a f e t y c o n s t uc r t i o n u n de r t h e s a me c o n di t i o n s i n t he f u t u r e .
Ab s t r a c t :B a s e d o n t h e or f e p a t r 2 2 0一me t e r s h i e l d c o n s t r u c t i o n a t t h e r i g h t l i n e b e t w e e n B e i C h e n De t l a S t a t i o n a n d Ka i F u T e mp l e S t a t i o n
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