上软下硬地层盾构通用环管片设计
盾构通用环管片拼装点位确定方法与流程
步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后，还需对当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的盾构机千⽄顶⾏程信息和盾尾间隙信息分别进⾏计算；当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的盾构机千⽄顶⾏程信息包括YGS、YGX、YGZ和YGY；其中，YGS为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后盾构机上部千⽄顶的⾏程，YGX为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后盾构机下部千⽄顶的⾏程，YGZ为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后盾构机左侧千⽄顶的⾏程，YGY为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后盾构机右侧千⽄顶的⾏程；当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的盾尾间隙信息包括DWS、DWX、DWZ和DWY；其中，DWS 为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的上部盾尾间隙，DWX为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的下部盾尾间隙，DWZ为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的左侧盾尾间隙，DWY为当前环盾构管⽚拼装施⼯完成后的右侧盾尾间隙。
上述⼀种地铁盾构施⼯通⽤环管⽚拼装点位确定⽅法，其特征是：步骤⼆中三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的权重系数记作λZ，盾构机千⽄顶⾏程差的权重系数记作λQ，盾尾间隙的权重系数记作λD；其中，0＜λZ＜1，0＜λQ＜1，0＜λD＜1，λZ+λQ+λD＝1。
上述⼀种地铁盾构施⼯通⽤环管⽚拼装点位确定⽅法，其特征是：步骤⼆中三个所述选择影响指标的权重系数中数值最⼤的权重系数记作λM，λM＝0.4～0.6；三个所述选择影响指标的权重系数中数值最⼩的权重系数记作λm，λm＝0.1～0.3。
上述⼀种地铁盾构施⼯通⽤环管⽚拼装点位确定⽅法，其特征是：步骤⼆中对三个所述选择影响指标的权重系数进⾏确定时，先根据对当前环盾构管⽚所处隧道节段进⾏盾构掘进施⼯时的盾构掘进施⼯参数，并结合预先设定的设定参数，对三个所述选择影响指标的影响程度分别进⾏确定；影响程度最⼤的选择影响指标的权重系数＝λM，影响程度最⼩的选择影响指标的权重系数＝λm；所述设定参数包括盾构机姿态偏差阈值s、千⽄顶⾏程差阈值q和盾尾间隙允许值d；其中，s＞0，q＞0且d＞0。
盾构通用环管片选型技术
一、引言
目前国内地铁盾构隧道衬砌管片形式主要有普通环形式和通用环形式。 普通环形式包括标准环和左右转弯环，在直线段使用标准环，曲线段采 用左右转弯环，竖曲线则使用不同厚度的橡胶垫块拟合，需要设计和加 工直线、左转、右转以及特殊形式的圆环，由于转弯环的拼装点位是较 为固定的，从而不利于在隧道施工中对隧道轴线的精确控制。目前北京、 上海、广州、南京、杭州、天津、西安、哈尔滨等城市地铁采用普通环 管片型式。
mm×K21=1 52.80 m-1m7.（2 ≈24.8×172.=2 49.6 mm7.）1
-7.1
K12
-18.6
18.6
0
0
K13
-17.2
17.2
-7.1
7.1
K14
-13.2
13.2
-13.2
13.2
K15
-7.1
7.1
-17.2
17.2
三、通用环管片选型影响因素
如何在盾构掘进完成一环时通过盾构掘进施工参数进行通 用环管片选型？ 错缝拼装 盾尾间隙 推进千斤顶油缸行程差 管片姿态
7.1
-7.1
-17.2
17.2
K2
13.2
-13.2
-13.2
13.2
即沿半K径3 R=3001m7.2的曲线每-1前7.进2 1.2 m-，7.需1 要 24.87.m1 m 的楔形
量以抵K消4 因曲线所18产.6生的内外-1弧8.6长差。 0
0
本工K5程管片环在17平.2 面上的楔-1形7.2量有 37.27.1mm、 34-.73.61 mm、
管片成型轴线与设计轴线的夹角等于盾构轴线与设计轴线夹角加上管 片轴线与盾构轴线夹角。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术随着城市规划建设的不断推进，越来越多的地下工程需要在地层复杂的情况下进行施工。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术是一项重要的技术，它能够解决在软弱地层下进行盾构施工的难题，为城市地下空间的合理利用提供了有效的解决方案。
盾构机是一种用于地下隧道建设的专用设备，它能够在地下开凿出一个圆形的隧道，并在此过程中同时完成开挖、支护和衬砌等工作。
盾构机的直径一般为几米到几十米不等，根据不同的地质条件和施工要求，可以选择不同类型和规格的盾构机。
在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工中，盾构机是最常用的施工设备之一。
1. 地质勘察与分析：在进行盾构施工前，需要对地下的地质情况进行详细的勘察与分析，包括地质结构、地层性质、地下水位等等。
通过对地质情况的了解，可以为后续的施工工作提供可靠的依据。
2. 施工方案设计：根据地质勘察和分析的结果，制定盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工方案。
施工方案要考虑到地质情况、盾构机的类型和规格、施工进度等多个因素，并制定相应的措施来解决可能出现的问题。
3. 盾构施工：盾构施工是整个施工过程中最重要的环节。
盾构机在进行施工过程中，会不断进行土层的开挖，并进行支护和衬砌工作。
在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工中，盾构机需要根据地质情况和施工方案，选择合适的开挖方式和支护方式，并及时调整施工工艺。
4. 施工监控与管理：在盾构施工过程中，需要进行监控和管理工作，包括对盾构机的运行状态进行实时监测、地下水位的控制、土层变形情况的监测等等。
通过施工监控和管理，可以及时发现和解决问题，确保施工的顺利进行。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术是一项复杂而关键的工作。
只有通过合理的地质勘察和分析、科学的施工方案设计、精细的施工工艺和有效的监控与管理，才能够确保施工的质量和进度，同时保证运营铁路的安全和顺利进行。
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨发布时间：2021-01-15T14:45:33.110Z 来源：《建筑实践》2020年第29期作者：李斌文[导读] 随着科学技术的不断进步，城市轨道交通领域不断扩大规模以满足人们的需李斌文中交隧道工程局北京盾构分公司摘要：随着科学技术的不断进步，城市轨道交通领域不断扩大规模以满足人们的需求，与此同时，作为开挖复杂地层环境的高效方法之一，盾构法也越来越受到人们的关注。
基于此，本文根据实际情况，对盾构法穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工进行探讨，简述了盾构法在实际工程中的作用及现存的缺点，分析了土压平衡盾构的掘进对上软下硬地层造成的扰动，并阐述了盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层技术，具有一定的借鉴意义。
关键词：复杂地层；盾构法；全断面硬岩；施工技术1盾构法在实际工程中的应用与其他方法相比，盾构法具有安全性高、速度快、受周边环境影响小等优势，因此被广泛运用到城市的轨道交通建设中。
我国国土面积较大，地形地势较为复杂，给城市的轨道交通工作带来了诸多不利。
所以运用盾构法进行隧道穿越地层的工作就显得尤为重要，能够影响到施工工作整体的质量。
在我国的深圳、广州、福州等南部地区，上软下硬的地层结构成为当地地铁建设中遇到的较难的地质条件，不同岩土体之间的物理学性质具有较大的差异，同时对外界的干扰具有较强的反应，所以，研究土压盾构掘进对上软下硬地层扰动和地层变形特征对我国的区域城市轨道交通建设具有重要的现实意义。
2盾构法的缺点作为被广泛运用于城市轨道交通施工的一种重要技术，盾构法具有对岩土干扰小，安全性能较高的优势，但是，在实际运用盾构法进行开挖时，很多情况下，开挖面的稳定性没有达到预期的标准，很容易导致发生程度较大的地层位移或是地表变形，进而引发较大的安全事故，不利于保障施工工作的质量和效益。
在国内外研究盾构法的学者的共同努力下，我们得出极易造成开挖面稳定性较差的原因主要有：掌子面土体强度不同、刀盘的转速和推进速度不通、以及千斤顶的推力不完全相同等。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术二、线型特征分析盾构施工的第一步是对线型的特征进行分析。
在上软下硬的泥岩地层中，需要考虑地震活动带来的影响以及地质构造的复杂程度。
需要对地下水位、地下水质、土体的流变特性等进行详细调查和分析。
三、盾构机选择和设计在施工前，需要根据预计的地质情况和工程要求选择合适的盾构机型号。
在复杂地质条件下，应选择具有强大推力和切削能力的盾构机，并按照地层特征设计刀盘和刀具。
需要考虑盾构机的自控能力和可靠性，以应对突发情况。
四、施工方法在上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的盾构施工中，主要采用以下方法：1. 预喷混凝土法：在掘进过程中，利用压力顶管将预喷混凝土注入土体，形成一个稳定的管状结构，提高地层的稳定性和承载能力。
2. 中空泥浆法：在盾构机前部设置一个注泥机，将注泥液注入到切削面前，形成一个稳定的土浆层，防止地层塌陷。
3. 套管法：在舱室后部加装套管，起到地层固化和增强承载能力的作用。
4. 封闭法：在掘进过程中，对盾构机前后部分进行封闭，通过增加对地层的控制力度来提高施工的稳定性。
五、风险控制在盾构施工过程中，需要重视风险控制，包括管片沉降、泥浆涌入、地层变形等。
针对这些风险，可以通过加强监测和预警系统、合理调整施工进度、增加支护措施等手段来进行控制。
六、施工质量控制盾构施工的最终目标是保证施工质量。
在施工过程中，需要对盾构机的掘进速度、土体的掘进阻力、注浆压力等参数进行实时监测。
需要对施工工艺进行调整和优化，保证管片的准确拼接和安装。
七、施工方案变更在复杂地质条件下，常常需要根据实际情况对施工方案进行调整和变更。
这包括施工进度的调整、支护形式的变化、切割头和刀具的更换等。
在变更施工方案时，需要充分考虑地质风险和施工安全。
八、案例分析以某城市地铁项目为例，该项目在盾构施工过程中遇到了一些复杂的泥岩地层。
通过合理的盾构机选择和设计、优化的施工方法以及有效的风险控制措施，成功地完成了地下铁路的施工。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术一、地质情况介绍施工区域地质条件为饱和泥岩，其中地下水位较高，周围环境条件较为复杂，施工环境存在一定的危险性。
该项目的盾构区间长度为2000米，设计曲线半径最小处为280米，设计曲率达到2.9度/米。
穿越铁路的区间长度为300米左右，铁路的断面为35米×10米。
二、盾构下穿施工技术方案为保证盾构施工的安全和稳定，设计了下穿铁路的特殊工艺。
具体方案如下：1、超前探头：在进入下穿隧道段前，先行预埋数根规格不同的管道，以便于后续进行地质勘探、探水、预留空间等工作。
2、开挖涂覆梁：施工人员在隧道段前部开挖涂覆梁，并安装加劲杆、胶拱，以确保涂覆梁的稳定性和安全性。
3、地面钻孔注浆：在铁路下方约10米处布置定向钻孔，进行地质勘探，并对钻孔内的空隙进行注浆处理，提高盾构穿越地质的稳定性。
4、控管洞腰部支护：在洞腰部加装钢筋网，安装喷浆机进行加固，提高洞腰部的稳定性，在洞腰部搭设安全网，保证施工人员安全。
5、轴线锚固：在盾构轴线两侧，围绕盾构短径方向、长径方向进行锚固施工，增加盾构的稳定性。
6、深孔纵向连接：在接近铁路上方时，进行深孔钻探，并进行纵向连接，以提高盾构下穿铁路时的稳定性。
7、转盘连接：待盾构下穿隧道后，进行转盘的连接，使盾构通过转盘与下方坑口相连接。
三、下穿施工过程安全措施1、按照要求建立安全责任制度，落实各项安全管理制度。
2、明确施工人员的安全防护要求，配备安全保护装备和安全工具，定期进行安全培训，加强安全意识教育，提高安全意识。
3、在施工现场安排专业监理人员，对施工过程进行现场检查和指导。
4、严格按照工程要求进行施工，确保施工工艺顺序科学、施工设备安全稳定，施工现场整洁有序。
5、对施工过程进行实时监控，及时发现并处理问题，保证施工质量和进度。
四、总结。
上软下硬复合地层地铁盾构隧道管片的力学性态研究
摘要针对上软下硬复合地层这种特殊的地层结构，现有的地铁盾构隧道设计和施工更多的凭借工程师已有经验，迄今为止仍没有可以依据的理论体系和设计施工规范，而在此地层中，衬砌管片环受力及变形特征与在均一岩土层中势必会有所区别，本文试图对该课题进行一些探索，针对设计方法、施工阶段、地铁列车运营阶段及地震荷载作用下等多个不同方面，开展如下几个方面的工作：（1）建立精细三维管片模型，模拟上软下硬复合地层中盾构隧道管片的受力特征，并对衬砌管片环在岩层中的地层复合比进行参数分析。
研究结果表明：上软下硬复合地层中，管片环拱底处几乎没有竖向位移，管片环拱顶及拱腰向内侧收敛。
在设计时轴力取梁-弹簧法得到的最大轴力进行设计即可，弯矩的取值与地层复合比有关，在设计时应将地层复合比m=0.85当作关键工况，予以考虑。
（2）对上软下硬复合地层施工过程中千斤顶顶推力进行公式推导，以珠海市区至珠海机场地铁盾构工程为背景，模拟上软下硬复合地层中盾构隧道施工阶段管片的变形特征，并对管片环在岩层中的地层复合比进行参数分析。
研究结果表明：理论计算公式得到的千斤顶顶推力大小与实测结果相差不大，能够用来指导实际施工及数值模拟，施工过程中，随着地层复合比m的改变，衬砌管片环的纵向及横向变形均会发生变化，当地层复合比为0.5时，盾尾管片环上下纵向差异变形达到最大。
（3）建立上软下硬复合地层盾构隧道的二维数值模型，基于地层结构法，研究列车动荷载及地震荷载作用下衬砌管片环的力学行为，探讨衬砌管片环及周围围岩的稳定性控制机理，运用经验公式，对长期动荷载作用下的永久沉降进行预测，并对盾构隧道由软土层进去硬岩层时的差异沉降进行理论分析，给出差异沉降过大的处理方法。
关键词：复合地层；盾构；管片；顶推力；运营；数值分析；地层复合比ABSTRACTNowadays design and construction of the metro shield tunnel is more depond on the experience of the engineer when tunnelling under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum, and no theoretical design and construction system to rely on. The deformation and mechanical behavior of the segment lining ring in this stratum certainly be differ with in homogeneous soil layers. This paper attempts to explore some of the issues, focusing on some different aspects: design methods、construction phaseoperation phase and worked under earthquake on the following aspects:(1)3D simulation model was build, which included the segment and bolt, to simulation the deformation and stress during the shield tunneling under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum, and then analysis the influence of the ratio of soft soil in complex formation. The results show that there is almost no vertical displacement at the crown of the segment ring, and the arch segment convergences to the inner side under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum. The axial force calculated by spring-beam method can be used in shield tunnel segment structure design, the bending moment of segment is related to the ratio of soft soil, m=0.85 should be taken into consideration when constructional design.(2) The lifting jack force of the shield tunnel during the construction phase take the empirical value in simulation, while in this paper, the lifting jack force formula is obtained in the context of upper-soft and lower-hard composite stratum based on practical engineering, namely, the Zhuhai urban subway to airport. Three-dimensional finite element software is adopted to analyze the deformation and mechanical behavior of the segment through 10 segment rings of the tunnel when tunneling at the construction stage. Result from calculation of the influence of the parameters m, which is the indicator of the composite ratio of the upper-soft and lower-hard stratum, shows that: there exists only little difference between the result of theoretical calculations and actual measurements, which means that the theoretical calculation can be used to provide reference to the actual construction and numerical simulation. Longitudinal deformation and lateral deformation of the lining segment ring will change with the composite ratio m during the construction stage. The additional bendingmoments induced by the uniformly distributed loads F s and F l reached their maximum values when m=0.5, and accordingly, the longitudinal deformation difference will reach its maximum （1.4mm）at the tail pipe.(3)Based on stratum structure method, the 2D model of the operation stage of the subway and earthquake under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum were established to discuss the mechanical behavior of the segment lining ring under the train dynamic loading, and discuss the stability mechanism of the segment lining ring and the surrounding rock. Permanent settlement under long-term dynamic loading was predicted with the empirical formula, the theoretical analysis of when the shield tunnel from soft soil layers into a hard rock, the processing method of excessive differential settlement was given in this paper.Keywords:Composite stratum; Shield tunnel; Segment; The lifting jack force; Operations; Numerical analysis; The composite ratio of soft soil;目录目录...................................................................................................................................... I V 第一章绪论.. (1)1.1 选题的背景和研究意义 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 管片计算理论研究现状 (3)1.2.2 盾构隧道施工阶段管片的力学响应研究现状 (3)1.2.3 运营阶段管片力学响应研究现状 (4)1.2.4 地震荷载作用下管片力学响应研究现状 (6)1.2.5 研究现状评价 (7)1.3 本文主要工作与创新点 (8)1.3.1 研究技术路线 (8)1.3.2 主要研究内容 (8)1.3.3 主要创新点 (9)第二章上软下硬复合地层盾构隧道管片设计方法研究 (10)2.1 引言 (10)2.2 管片设计方法说明及比较 (12)2.2.1 惯用法 (12)2.2.2 修正惯用法[52] (12)2.2.3 多铰圆环法[52] (13)2.2.4 梁-弹簧法[13] (14)2.3 上软下硬复合地层中盾构隧道管片受力分析 (15)2.3.1 地层复合比[53]的概念 (15)2.3.2 管片的受力模型 (15)2.3.3 模型的建立 (16)2.3.4 计算结果及分析 (21)2.4 上软下硬复合地层盾构隧道管片结构设计与传统设计方法的比较 (29)2.5 本章小结 (31)第三章上软下硬复合地层盾构隧道施工阶段管片力学性态研究 (33)3.1 引言 (33)3.2 施工阶段衬砌管片的主要荷载 (33)3.2.1 千斤顶顶推力 (33)3.2.2 注浆压力 (37)3.2.3 水土压力 (37)3.3 上软下硬复合地层盾构隧道施工阶段的数值模拟及分析 (37)3.3.1 模型的建立 (37)3.3.2 千斤顶顶推力理论计算值与实测结果对比分析 (39)3.3.3 计算结果分析 (40)3.4 施工阶段不同地层复合比的影响分析 (42)3.5 本章小结 (47)第四章上软下硬复合地层盾构隧道运营阶段管片动力响应分析 (48)4.1 引言 (48)4.2 运营期数值模拟及响应分析 (48)4.2.1 地铁列车荷载的模拟 (48)4.2.2 动力时程分析 (49)4.2.3 模型的建立 (51)3.2.4 位移内力响应分析 (53)4.2.5 周围围岩响应分析 (55)4.2.6 不同地层复合比下响应分析 (55)4.3 长期循环列车荷载作用下累计沉降分析 (59)4.3.1 动荷载作用下累计变形理论 (59)4.3.2 动荷载作用下长期累计变形产生的差异沉降分析 (61)4.4 本章小结 (65)第五章上软下硬复合地层盾构隧道地震动力响应分析 (67)5.1 引言 (67)5.2 有限元模型的建立及分析 (67)5.2.1 地震波的选取 (67)5.2.2 模型的建立 (68)5.2.3 结果分析 (68)5.3 不同地层复合比下地铁盾构隧道地震动力响应分析 (69)5.4 不同地震级别的动力响应分析 (72)5.5 本章小结 (73)结论、建议、成果及展望 (74)结论 (74)建议 (74)成果 (75)展望 (75)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (80)致谢 (81)第一章绪论第一章绪论1.1 选题的背景和研究意义1.1.1 选题背景城市轨道交通地铁盾构隧道属于浅岩层隧道结构，现有的设计理论及方法均建立在均质地层的基础上，而均质地层在自然界中并不存在，当隧道断面内的岩土力学性质相差不大时是适用的，但若为复合地层时，其适用性有待商榷。
上软下硬复合地层地铁盾构隧道工程的设计及施工研究
上软下硬复合地层地铁盾构隧道工程的设计及施工研究摘要：上软下硬的复合地层中，地铁盾构隧道无论是在设计中还是在施工中都具有较高的难度，其中也不乏存在一些影响性因素，如果这些问题得不到有效的解决，最终将会严重影响到工程的质量，因此本文根据实际的施工经验加以分析，在对盾构的选择、配置以及施工中的方方面面都加以严格的管理，针对常见的问题提出一些可行性的方案，在今后类似工程的设计与施工中，希望可以得到有效的避免，为工程质量的进一步发展提供重要的参考依据。
关键词：地铁；盾构隧道；上软下硬复合地层；设计与施工；盾构选型在隧道工程施工的过程中，经常会出现这样一类施工现象，地层具有上软下硬的特点，尤其是在我国的华北以及华南地区，这一问题比较常见，经常是以花岗岩、黏土层等为主要的地层，所以在施工时为隧道工程的建设带来了一定的难度。
受到隧道线路以及坡度的影响，有时施工中难以避免的会经过这种地质层，引起施工中的众多问题，所以要在设计时就多下功夫，采取适当的措施对常见的现象加以处理，由此实现更加完整的施工。
本文从设计以及施工两方面进行了概述，希望对工程具有一定的帮助。
1、设计现状与问题在我国目前的隧道工程设计中，首先是这类设计人员存在严重的缺失，同时对于精细化的设计还存在较大的差距，其次是缺少必要的沟通，无论是线路设计人员还是区间结构设计人员，都缺少有效的沟通，这样就使得设计存在一定的独立性，不能形成一个完整有效的整体。
在常见的上软下硬的盾构隧道的设计中，设计人员缺少对其深入的认识，对后续工作的开展造成一定的影响。
类似的问题还有很多，主要是对于盾构隧道施工并没有具备深刻的觉悟造成的，所以在今后的设计方案中，需要设计人员尽量避开对上软下硬结构进行的设计，对线路进行进一步的优化，这样才能确保盾构隧道的质量。
此外，还有一些外界的影响因素影响着施工设计，整个设计过程中不仅需要注意经费的问题，还应该注意制定出严谨的设计方案，从而确保施工的顺利进行。
上软下硬地层地铁盾构管片环的设计
环的设计2023-11-09•上软下硬地层概述•盾构管片环设计概述•上软下硬地层地铁盾构管片环的特殊性•盾构管片环设计流程与方法•工程实例与效果分析目•结论与展望录01上软下硬地层概述地层特征：上软下硬地层通常由上部软弱地层和下部硬质地层组成。
上部软弱地层可能包含松散的砂土、淤泥质土或黏性土，而下部硬质地层则可能包含坚硬的岩层，如花岗岩、石灰岩等。
挑战：在上软下硬地层中进行地铁盾构施工时，需要面对以下挑战1. 上部软弱地层的稳定性问题，可能存在较大的变形和流动性。
2. 下部硬质地层的岩土力学性质差异较大，对盾构机的切削和推进带来困难。
3. 地层中可能存在的复杂水文地质条件，对地铁施工的安全和稳定性产生影响。
地层特征与挑战010*******0102工程分类根据上软下硬地层的具体地质条件和工程属性，可以将其分为以下几类1. 软土层与硬岩层交…上部为软土层，下部为硬岩层，两者交互出现。
2. 软土层与硬岩层叠…上部为软土层，下部为硬岩层，两者呈叠合状态。
3. 软土层与硬岩层突…上部为软土层，下部为硬岩层，两者地质条件突变。
工程定义上软下硬地层是指具有上述地质特征的地层组合类型。
在地铁盾构施工中，需要针对不同的地层类型采取相应的设计和施工措施。
上软下硬地层的工程分类与定义030405上软下硬地层的地质特点与工程属性地质特点：上软下硬地层的地质特点主要包括以下几点1. 上部软弱地层的稳定性较差，容易产生变形和流动。
2. 下部硬质地层的强度和硬度较高，对盾构机的切削和推进带来困难。
上软下硬地层的地质特点与工程属性工程属性：上软下硬地层的工程属性对地铁盾构施工具有重要影响，主要包括以下几点1. 盾构机在通过上软下硬地层时需要面对不同的地质条件和切削阻力，因此需要选择合适的盾构机型和刀具配置。
3. 地层中的水文地质条件复杂，可能存在地下水或地下溶洞等。
2. 在设计和施工过程中需要考虑上部软弱地层的稳定性问题，采取相应的加固和支撑措施。
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨发布时间：2023-02-27T01:53:46.837Z 来源：《工程管理前沿》2022年第19期作者：薛彬[导读] 在盾构掘进过程中，开挖面是否稳定，薛彬中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000摘要：在盾构掘进过程中，开挖面是否稳定，对周围岩土体、上部结构会产生直接影响。
而对于变异地层条件下的盾构掘进施工来讲，在开挖面稳定性方面开展的研究更加重要。
基于此，本文就着重针对穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工做出了深入探究，希望能够为之后更复杂的地层环境下的盾构开挖提供有力参考，探索出新的施工思路。
关键词：盾构；全断面硬岩；上软下硬地层；施工探究前言：盾构开挖不仅具有较高的安全性，对岩土体带来的扰动较小，也正因如此才在城市轨道交通施工中得到了广泛应用。
但盾构开挖中，开挖面的稳定性若与要求不符，可能会引发较大的地层位移、地表变形，导致事故产生几率大幅度增加。
盾构机在穿越软硬不均匀的地层时，因为其掌子面的土体强度差异较大，刀盘在相同转速、推进速度下，千斤顶的推力不够均匀，所以，容易引发开挖面的不稳定，还需要联系实际对施工过程做出进一步优化。
一、盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工指导思想在穿越工程时，相关盾构参数的变化一般都会经过一个不断完善的过程。
且不论是试验段，还是横截面上都不例外。
基于土体变形监测、地表监测，还有施工中线变形人工监测，对盾构生产参数做出进一步优化，以此来最大限度的控制实际盾构施工给周围环境带来的干扰。
对于这一过程来讲，不仅是基于对多维信息的综合分析来做出的科学规划，也能够为盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工安全、效率提供保障。
盾构法施工中，一方面，要严格按照设计要求来控制注浆质量，以免地层变形，对结构受力做出合理调整。
另一方面，还要基于对下穿段具体地质情况的考虑，在试验段先将最佳浆压力分析出来，保障盾构穿越时引用的参数更合理，还要在施工中加大监测力度[1]。
上软下硬复合地层地铁盾构隧道设计及施工研究
上软下硬复合地层地铁盾构隧道设计及施工研究作者：冯云波马斌来源：《科学与财富》2017年第27期摘要：盾构技术在地铁隧道建设中得到了广泛的应用，能够有效提高地铁项目建设效率与质量。
在盾构隧道施工中，上软下硬复合地层条件是常见的特殊地质条件，易产生不同程度的坍塌现象，因此，必须充分掌握工程实际地质情况，确保设计方案的科学性。
本文主要对上软下硬复合地层地铁盾构隧道的设计进行研究。
关键词：地铁；盾构隧道；上软下硬复合底层近年来，我国机动车保有量呈快速攀升状态，目前机动车数量已经达到2.9亿，为缓解城市交通的拥堵问题，地铁项目数量不断增多。
上软下硬地层系指岩层埋深较浅，且基岩完整性好，上覆土层的地基。
由于盾构隧道上软下硬的地层特性，决定了盾构隧道施工存在一定难度。
盾构法进行地铁工程施工建设，该施工技术不会对地面交通造成很大影响，可充分保护周边建筑物，能够适应复杂多变的环境，应用优势甚为明显。
一、上软下硬复合地层地铁盾构隧道设计探讨盾构穿越施工前期工作为整体施工奠定了基础，以下从合理优化施工参数、方案设计阶段、施工图纸设计阶段等方面出发，对上软下硬复合地层地铁盾构隧道设计进行分析。
1、盾构穿越施工需要以精确的施工参数作为施工的基础。
开始穿越地层之前，需结合沉降情况优化施工参数，归纳总结沉降规律，针对盾构穿越地层结构展开合理分析，旨在实现最佳施工成效的最大化获取，严格控制地面沉降，确保盾构能够平稳安全地穿越地层结构。
2、方案设计阶段。
盾构区间上软下硬底层普遍存在，在设计中不可避免的会遇到，方案设计阶段应尽可能避开该地层，具体可采用以下措施：第一，线路从平面上绕避上软下硬特殊地层。
第二，各专业设计人员密切协调和沟通，调整线路纵坡，避开大量的上软下硬地层，可采取调高（或调低）线路的手段，例如线路可由常规的V形坡改变为W形坡。
第三，调整车站埋深，常规地铁标准车站采用地下2 层方案，工程实施困难区间两端车站可结合环境条件，比选地下1 层、地面 l 层车站和地下3层或4层车站方案，综合车站投资、区间工程实施难度、节省的投资以及后期运营的便利及成本的增减，确定合理的区间方案。
软土地层地铁盾构通用环管片结构设计研究!
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上软下硬地层地铁盾构管片环的设计研究
上软下硬地层地铁盾构管片环的设计研究xx年xx月xx日CATALOGUE目录•上软下硬地层概述•盾构管片环设计•盾构管片环施工方法•盾构管片环在软硬地层中的应用•盾构管片环设计研究的前景与展望01上软下硬地层概述由于上部分地层较为松软，因此需要采取特别的技术措施来确保施工稳定性和安全性。
上部地层松软下部分地层通常较为坚硬，需要使用较为强劲的盾构机来进行施工。
下部地层坚硬地层特点上部土体含水量高由于上部土体含水量高，因此需要采取措施降低土体含水量，提高土体的稳定性。
下部岩石强度高下部岩石强度高，需要使用强劲的盾构机进行施工，以确保施工效率和安全性。
地质条件施工难度大由于上软下硬地层的特殊性质，使得施工难度较大，需要对盾构机进行特殊设计，以确保施工稳定性和安全性。
成本高由于需要采取特殊的技术措施和强劲的盾构机进行施工，因此上软下硬地层的地铁盾构管片环设计成本较高。
工程特点02盾构管片环设计圆形结构采用圆形的断面形状，结构简单，受力性能好。
厚度与配筋根据隧道使用荷载和结构安全性要求，确定管片环的厚度和配筋方案。
管片环结构混凝土材料选择高性能混凝土，提高管片环的耐久性和强度。
钢材采用高强度钢材，增加管片环的承载能力。
管片环材料根据隧道使用荷载和规范要求，对管片环进行强度验算，确保其具有足够的承载能力。
强度验算对管片环进行稳定性分析，包括抗浮、抗滑和抗倾覆等，以确保其在复杂地质条件下的安全性。
稳定性分析管片环强度与稳定性03盾构管片环施工方法施工流程包括现场勘察、设备调试、材料准备等。
施工准备盾构掘进管片拼装注浆加固盾构机按照预设的参数进行掘进，同时进行同步注浆和测量监控。
盾构机根据测量监控结果选择合适的管片进行拼装。
在管片拼装完成后，进行二次注浆加固，提高地层稳定性。
施工参数盾构机掘进速度掘进速度需要根据地层条件、设备性能和施工要求进行合理设置。
同步注浆压力和注浆量同步注浆压力和注浆量需要根据地层条件、盾构机性能和施工要求进行合理设置。
南昌地铁典型上软下硬地层土压平衡盾构掘进参数控制研究
南昌地铁典型上软下硬地层土压平衡盾构掘进参数控制研究摘要：依托南昌地铁1号线五标工程，详细地分析了南昌典型上软下硬地层中土压平衡盾构的总推力、刀盘扭矩、土仓压力及推进速度4个关键掘进参数的变化，据此提出了在类似地层中掘进参数的控制范围，并结合现场沉降监测验证了掘进参数选取的合理性。
这对类似上软下硬地层的土压平衡盾构施工具有一定的参考价值。
关键词：上软下硬地层；土压平衡；掘进参数；控制引言21世纪是大力开发地下空间的世纪，土压平衡盾构在地铁修建中将得到越来越多的应用。
但土压平衡盾构一般主要应用于比较均一的软上、软岩地层或砂层及其互层，在比较均一的地层中采用盾构法施工,盾构掘进方式及掘进模式相对简单、掘进方向容易控制、掘进参数相对稳定,因此盾构施工技术也比较简单[1]。
而在上软下硬地层中,坚硬岩层仅在隧道开挖面下半部分出露,下部硬岩自稳性较好而上部软岩自稳性较差,软硬不均现象明显,局部存在不均匀风化夹层,给盾构施工造成了很大的闲难,施工过程中可能会出现很多问题。
如:盾构掘进姿态控制闲难、刀具偏磨严重、刀盘受力不均致使主轴承受损或主轴承密封被破坏、工况转换频繁造成较大地表变形等问题[2] [3]。
因此掘进参数的控制在上软下硬地层中显得尤其重要，直接关系到施工质量与安全。
南昌地铁1号线五标中山西路站～子固路站盾构区间（简称中~子区间）穿越的的上软下硬地层，上部分为富水细砂和砾砂地层，下部分为强分化及中风化泥质粉砂岩，地层存在明显的软硬不均现象。
对于此类典型的上软下硬地层中的掘进参数相关的研究还较少，如何在这种典型上软下硬地层中合理地控制其掘进参数是一个具有工程价值的课题。
邓彬，顾小芳[4]在深圳地铁2号线上软下硬地层中根据现场施工简单地提出了刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩及油缸推力的控制值。
李光耀[5]也对盾构穿越上软下硬地层时的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩及推力提供了控制范围，并通过对刀盘扭矩与刀盘转速之间关系的分析提供了刀盘转速的控制范围。
南昌富水砾砂上软下硬地层盾构带压换刀施工技术
南昌富水砾砂上软下硬地层盾构带压换刀施工技术南昌作为江西省的省会城市，城市地下交通的建设一直备受关注。
盾构隧道作为城市地下交通的重要组成部分，其施工技术的创新和应用对城市发展具有重要意义。
在南昌市，富水砾砂上软下硬地层是盾构施工的典型地质条件。
本文将围绕南昌富水砾砂上软下硬地层盾构带压换刀施工技术展开论述。
一、南昌富水砾砂上软下硬地层特点南昌地处赣江中游平原区，地质属于亚洲陆缘板块，地层主要由砂、砾、卵石、粉砂、粉粒石灰岩组成。
在南昌盾构隧道施工中，通常会遇到砾砂和砂质地层，其物理力学特性为砂土与砾石的混合物，上部为软土质地层，下部为硬质地层。
这种地层特点在盾构施工中会对机械设备和作业方式提出较高的要求。
在南昌盾构隧道施工中，由于地层的复杂性，为了保证施工的安全和高效，采用带压换刀施工技术是十分必要的。
带压换刀施工技术是指在盾构施工过程中，在不停机的情况下，通过换刀机械设备将盾构刀具进行更换。
具体步骤如下：1. 预处理：在施工前，对地质勘测和地层分析进行深入研究，确定研究区域的地质情况和地层特点，为后续施工技术提供数据支持。
2. 设备准备：在施工现场，将带压换刀所需的机械设备、测量仪器等进行准备，确保设备齐全、状态良好。
3. 施工过程：在盾构施工过程中，根据地层情况，确定带压换刀的频率和时间点，保证换刀过程中不影响盾构机的正常运行。
4. 安全控制：在带压换刀的过程中，要加强对施工区域的安全控制，确保作业人员和设备的安全。
1. 提高施工效率：采用带压换刀施工技术，可以在不停机的情况下进行刀具更换，避免了停机换刀所带来的时间损失，提高了施工效率。
2. 保证施工质量：地层复杂的情况下，盾构刀具易受损坏，采用带压换刀技术可以保证刀具的及时更换，保证了施工的连续性和质量稳定性。
3. 提高施工安全：带压换刀施工技术避免了频繁停机换刀所带来的施工安全隐患，保障了作业人员和设备的安全。
以南昌某隧道工程为例，该隧道工程位于南昌市中心区域，地质情况较为复杂，主要为砾砂上软下硬地层。
上硬下软地层盾构施工-最新资料
上硬下软地层盾构施工: In the hard soft formation, and shield construction characteristics, through the analysis of strata, it shields construction parameters optimization, and takes the ground sleeve valve barrel grouting of the strata damage, the weak layer reinforcement measures, and the design calculation and construction practice. The results show that, using the technology of construction treatment can better control shield posture, security shield smoothly through such formation.s: under the hard soft shield, tunnel sleeve, valve tube reinforcement, shield posture0、前言城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源及用地等特点。
目前世界各国普遍意思到：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。
采用盾构法进行隧道施工，由于其特有的安全高效及适应性，广泛应用于城市轨道交通建设隧道施工中。
随着施工建设的开展，施工过程中必然遇到各种难题，本文结合长沙市轨道交通2号线实例，对盾构施工上硬下软地层处理进行了深入研究，详细论述了处理措施。
1、工程概况长沙市轨道交通2号线体育公园站南侧100m范围地质情况较为复杂，为强风化砾岩、全风化砾岩区域，同时内部不同程度的含有中风化砾岩夹层，强度相差较大，施工前对该区域进行了地质补勘,揭示地层情况如下图所示：(6-2)层为中风化砾岩，单轴天然抗压强度为15~25MPa，（6-2a）层为全风化砾岩，该层胶结差，钻孔时取不到完整芯样。
南昌地区上软下硬地层土压平衡盾构带压开舱技术
３ ． １ 土舱 压 力设 定计 算 本 次 开 舱 换 刀 地 层 为 透 水 性 地 层 ，可 采 用 水 土 分 算 ，带 压换 刀气 压可 按 下式 计算 ：
Ｐ 下限 ＝ ｋ ・ｍ ａ ｘ（ 丫・ｈ ，ｅ １ ）
采 用浆 液 对土 舱 内渣 土进 行 置换 ，在 土 舱前 壁 ３ 、９ 点位 向土舱 内部注 浆 。共 分两 个阶 段对 土舱 内渣 土 进行
文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ Ｏ １ ４ ）０ ３ — ０ １ １ ６ － ０ ２ 粉 砂 岩和 中风 化泥 质粉 砂 岩 。停机 处盾 构 掌子面 的地层
１ 概述
在盾 构过 程 中 ， 由于受 到盾 构 掘进 距 离 的增加 和 地 质 异常 情况 的 影响 ，刀 盘上 的刀 具可 能会 出现磨 损或 刀
图２ 地层 剖 面 图
３ 准备 工作
带压 进舱 就 是利 用 某种 浆液 封 闭掌 子面 土体 的 孔隙 和 周边 的空 隙 ，将盾 构土 舱 形成 一个密 封 的大 容器 ，土
（ 含 长链１ ． ９ ５ ９ ｍ ），全长ｉ ３ ３ ２ ． ９ ２ ４ ｍ 。 区 间共 设 置 一 处 联 络通 道 兼 废 水 泵 房 ， 中 心里 程 为 Ｓ Ｋ １ ３ ＋ ２ ８ ９ ． ６ ６ ３ ￣ １ ： １
置换 。
式 中： Ｐ ｙ ｅ ｒ — — 土舱 气 压设 定值 （ ｋ Ｐ ａ ）
ｋ — — 安全 系 数 ，一般 Ｋ ＞１
丫 水・ｈ 水 — — 空舱 底 部水 压 （ 刀盘 中心 位 置 ）
表２ 第一 阶段浆液配比
ｅ 删 — — 空舱 底部 土层侧 压 力 在 盾 构机 停机 处 地下 水 位基 本 在 隧道顶 部 ６ ． ０ ｍ 。根 据 计 算空舱 底 部 水压在 ０ ． ９ ｂ ａ ｒ 。在保 证 安全 前提 下 ，气 压值 越 小越 好 。从 以往 施 工经 验来 看 ， 由于开 挖 面地 层 脱水 和 较小 的刀盘 开 口率 ，加 之土 层加 固使其 前方 土 体
宁波复合地层上软下硬工况下盾构施工技术措施
宁波复合地层上软下硬工况下盾构施工技术措施发表时间：2019-06-28T11:34:46.873Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：樊俊松[导读] 平面曲线最小半径为R3000m，采用 1台Ф6460mm 复合式土压平衡盾构机由2号工作井始发推进至1号工作井接收。
上海隧道工程有限公司上海市 200001摘要：盾构在上软下硬地层中掘进施工时，盾构机姿态控制难度大，容易产生超挖，导致地面沉降过大，而在复合地层上软下硬工况下盾构掘进施工难度更高，除姿态控制难、易超挖外，还会出现刀盘偏磨、螺旋机喷涌、管片上浮等风险。
本文以宁波镇海炼化石油管道迁改工程为例，介绍在复合地层上软下硬工况条件下盾构掘进施工相关技术措施。
关键词：复合地层；上软下硬；盾构施工1 工程背景1.1 工程概况衙前山盾构隧道为单圆单线隧道，隧道全长996.79m（831 环）、外径6200mm，内径5500mm，沿途需穿越江南公路、海天公园、石油管廊带、S79 省道、衙前山。
盾构隧道穿越土层为复合地层，其中前400m主要为软土，软土地层段顶埋深10.2m～24.4m；后600m主要为风化岩，风化岩层段顶埋深17.2m~42.2m。
隧道竖曲线为“V”字坡，最大纵坡35‰，平面曲线最小半径为R3000m，采用 1台Ф6460mm 复合式土压平衡盾构机由2号工作井始发推进至1号工作井接收。
按照地勘资料，区间隧道在330~407环盾构所处断面为上软下硬地层，穿越上软下硬段线型平曲线直线段，竖曲线：330~377环R=2000,378~407环+22‰单坡。
表1 区间上软下硬地段地层分段统计表图1 区间上软下硬地层隧道剖面图1.2 周边环境盾构穿越上软下硬地层段地面为海天公园边高尔夫球场内，球场下方敷设镇海炼化石油管廊带，盾构上软下硬穿越段上方分布有6根石油管线。
图3 隧道上软下硬段与石油管线剖面位置关系示意图1.3 水文地质1）工程地质盾构穿越上软下硬段主要涉及的地层⑤1粘土、⑤2粉质粘土、⑦2含粘性土碎砾石层、⑨1强风化流纹斑岩、⑨2中风化流纹斑岩、⑩1全风化凝灰岩、⑩2强风化凝灰岩、⑩3中等风化流纹斑岩。
谈上软下硬地层盾构纠偏技术
谈上软下硬地层盾构纠偏技术文一鸣;祁海峰【摘要】盾构遇上软下硬等复合地层极易产生姿态偏差,姿态偏差产生后纠偏恢复难度非常大,通过理论研究及成都地铁4号线工程在大坡度、曲线段、上软下硬地层纠偏实践,合理进行刀具配置更换、适时采用超挖刀、动态调整管片选型、加密盾尾及管片姿态监测、管片螺栓复紧及拉结等方法,有效控制了姿态变化趋势,确保盾构姿态短时间内进入正常状态,为后续相关地层盾构掘进纠偏提供有效技术支撑.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2018(044)027【总页数】3页(P179-181)【关键词】盾构;纠偏技术;质量控制【作者】文一鸣;祁海峰【作者单位】中国水利水电第十四工程局有限公司,云南昆明 650041;中国水利水电第十四工程局有限公司,云南昆明 650041【正文语种】中文【中图分类】U4550 引言随着国内地铁建设步伐的加快，盾构法作为一种修建地铁区间隧道安全、快速、对周边影响小、较高适应性的施工方法，被广泛采用。
在实际盾构施工掘进中，地质情况复杂多变，软硬地层交替出现，且同一横断面上下软硬不均、富水情况变化较大的情况时有发生，因此研究针对盾构穿越复合地层的盾构姿态控制技术十分必要。
1 依托工程概况成都地铁蜀十区间为盾构施工区间，区间隧道拱顶最大覆土埋深16 m，最小埋深9 m,最大曲线半径650 m,最小曲线半径600 m，最大坡度26.2‰，左线盾构机处于直线上，隧道埋深12 m。
从269环～413环掘进期间，先后有三阶段出现盾构机垂直姿态上浮，需进行姿态纠偏及控制。
2 设备情况1)盾构机铰接为被动铰接，铰接最大伸长量为150 mm。
现盾构机上部铰接已经伸长到最大，下部铰接伸长为50 mm左右。
为防止上部铰接回收，在11点、1点位处已经用钢板固定中盾和尾盾，使上部铰接固定。
目前铰接力在180 bar～220 bar左右。
2)盾尾间距，见表1。
3 纠偏过程3.1 第一次纠偏措施蜀十区间左线掘进至269环时，盾构机垂直姿态持续往上，从270环～345环掘进采取纠偏掘进。
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上软下硬地层盾构通用环管片设计
摘要：根据国内外盾构的设计理论和经验，针对深圳地区上软下硬地层盾构通用环管片设计进行了探讨和分析，研究了管片的分块、封顶块位置、管片内径、厚度、环宽、楔形量、榫槽、连接方式、组装方式、防水等构造设计的原理以及经验，希望能够为国内外地铁设计同行提供借鉴。
关键词：盾构管片,封顶块,楔形量
1引言
随着城市轨道交通的快速发展，盾构法在上海、广州、深圳、北京、南京等城市地铁建设中得到推广。
该工法具有施工速度快、对周边环境干扰少、地层适应性强、安全性高等优点。
为了满足盾构隧道曲线偏转及蛇形纠偏需要，盾构管片一般设计成楔形衬砌环。
目前国际上常用的衬砌环类型有三种：直线衬砌环与楔形衬砌环的组合、通用环、左右楔形衬砌环之间的相互组合。
深圳地区上软下硬地层一般选用通用环管片，本文以此为背景对该类管片的设计进行研究，希望为以后类似工程实践提供借鉴。
2通用环管片设计
21分块设计
管片分块设计需要综合考虑管片的生产、安装、纠偏、断面大小以及对渗漏水和结构刚度的影响等因素。
一般而言，小断面隧道（如市政隧道等）分4 块，中至大断面隧道（如地铁公路隧道等）分6~10块[1]。