均勻軟質(zhì)地層條件下土壓平衡盾構(gòu)施工的合理頂進(jìn)推力分析

北京地鐵5號線盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程是全線重要的地下區(qū)段之一,通過本工程的實(shí)踐,為北京地層條件下的盾構(gòu)施工先期進(jìn)行了有益的探索,并取得了一些典型地層條件下的施工經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)盾構(gòu)隧道的施工提供有益的參照.

在盾構(gòu)的掘削過程中,千斤頂頂進(jìn)推力是一個(gè)重要的施工參數(shù),它不僅決定著施工速度,而且還影響著刀盤的切削扭矩、轉(zhuǎn)動速度等其他參量。但是,目前對千斤頂頂進(jìn)推力的變化規(guī)律,尤其是土體與盾殼之間摩擦阻力的研究還不夠深入。以上海地區(qū)粉砂地層為參照原型,借助于模型試驗(yàn)方法,通過對盾構(gòu)機(jī)工作參數(shù)和地層特性參數(shù)進(jìn)行不同的組合試驗(yàn),研究了土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)過程中頂進(jìn)推力變化的規(guī)律,以及土體與盾殼之間摩擦作用的機(jī)理及其影響因素。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了盾構(gòu)千斤頂頂進(jìn)推力的計(jì)算公式。

介紹不同地質(zhì)工程中盾構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合盾構(gòu)施工理論對不同地質(zhì)條件下土壓平衡盾構(gòu)施工的控制要點(diǎn)及對策進(jìn)行了分析。

軟、硬巖條件下土壓平衡盾構(gòu)施工控制要點(diǎn)及對策——介紹不同地質(zhì)工程中盾構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合盾構(gòu)施工理論對不同地質(zhì)條件下土壓平衡盾構(gòu)施工的控制要點(diǎn)及對策進(jìn)行了分析。

在盾構(gòu)的掘削過程中,刀盤切削矩是一個(gè)重要的施工參數(shù),它不僅決定著施工的難易程度,而且還影響著盾構(gòu)頂進(jìn)推力、推進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、驅(qū)動功率等參數(shù)。應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)方法,從土壓平衡盾構(gòu)刀盤的切削工作機(jī)理入手,研究刀盤扭矩的計(jì)算方法及其影響因素;隨后,開展了土壓平衡盾構(gòu)的掘削模型試驗(yàn),研究在不同埋深、不同刀盤開口率、不同轉(zhuǎn)速以及不同推進(jìn)速度時(shí)刀盤扭矩的變化規(guī)律,對前述理論研究成果加以驗(yàn)證,并取得了較為滿意的結(jié)果。

以天津地鐵1號線東延伸段奧體中心站一會展中心站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程為背景,針對該工程特殊砂層條件下盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)所面臨的困難,對盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行了研究.通過盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性優(yōu)化設(shè)計(jì)與改制、優(yōu)化同步注漿和土體改良工藝等措施,得出適應(yīng)該工程土層特性的施工工藝和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保了成環(huán)隧道的穩(wěn)定和對地面沉降的控制,并提高了盾構(gòu)在此類土層掘進(jìn)的施工效率.

論文范文 題目：北京典型地層條件下土壓平衡盾構(gòu) 施工工程建筑論文_工學(xué)論文 編輯：小小 [摘要]北京地鐵五號線盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程是全線重要的地下區(qū)段 之一，它位于老城區(qū)并穿越一系列北京地區(qū)典型地層。同時(shí)也是北 京地區(qū)首次將盾構(gòu)法應(yīng)用于地鐵隧道施工的工程。通過本工程的實(shí) 踐，為北京地層條件下的盾構(gòu)施工先期進(jìn)行了有益的探索，并取得 了一些典型地層條件下的施工經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)盾構(gòu)隧道的施工提供有 益的參照。盾構(gòu)法在北京城區(qū)地鐵建設(shè)中的首次應(yīng)用獲得了圓滿成 功，倍受各界好評。 [關(guān)鍵詞]盾構(gòu)施工北京典型地層地表沉降特征 1工程與地質(zhì)概況 1.1工程概況 北京地鐵五號線工程是北京地鐵路網(wǎng)中一條重要的南北向軌道交通 線路，南起豐臺區(qū)宋家莊站，北至昌平區(qū)的太平莊北站，全長 27.7km，其中地下線14.88km，地下車站16座，其余為地面及高 架線。線路呈南北走向穿越北京東單，所以又稱“東

以廣州地鐵盾構(gòu)隧道某施工段為背景,應(yīng)用數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了富水砂層中盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起周圍地層位移場的分布規(guī)律,結(jié)果表明:計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值吻合較好。

以南昌地鐵一號線6標(biāo)盾構(gòu)工程為對象，從地質(zhì)、環(huán)境、設(shè)備、技術(shù)以及人員的角度分析了盾構(gòu)施工要素控制及管理的要點(diǎn)，為同類工程提供了有益的參考。

結(jié)合上海軌道交通明珠線二期工程“溧陽路站—臨平路站”區(qū)間盾構(gòu)推進(jìn)工程,進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)、超孔隙水壓力測量以及地面沉降的量測.從上述不同角度,分析了ebp(土壓平衡)盾構(gòu)在粉性土中推進(jìn)對土體擾動、變形的影響,研究了受影響區(qū)域土體靜力觸探強(qiáng)度、超孔隙水壓力隨著時(shí)間的變化趨勢及隨之表現(xiàn)出來的地面變形趨勢,得出了超孔隙水壓力發(fā)展的規(guī)律及經(jīng)驗(yàn)公式,并總結(jié)分析了三者之間的相互關(guān)系.為今后盾構(gòu)施工擾動的分析及控制提供有益的參考.

土壓平衡盾構(gòu)施工通常會對周圍土體產(chǎn)生擠壓作用,導(dǎo)致地面隆起和深層土體向遠(yuǎn)離隧道方向移動?？紤]土體的初始應(yīng)力場,假定土體是均勻線彈性材料,通過向掘進(jìn)機(jī)周圍土體施加向外側(cè)的橢圓形徑向位移來模擬盾構(gòu)擠土過程,在假定小應(yīng)變情況下,推導(dǎo)了半無限空間中土體位移場的近似解析解。考慮空間效應(yīng),給出了修正計(jì)算公式,并作了一個(gè)算例分析。分析結(jié)果表明:過大的支護(hù)壓力、掘進(jìn)機(jī)偏斜、掘進(jìn)機(jī)與土體的摩阻力以及注漿壓力都會引起擠土效應(yīng),產(chǎn)生的地面隆起最高點(diǎn)位于軸線兩側(cè),擠土過程會減小施工結(jié)束時(shí)的沉降值和沉降槽寬度,且所得理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)較吻合。

成都地鐵4號線二期工程土建6標(biāo)1工區(qū)地質(zhì)以高富水、高強(qiáng)度、高漂卵石含量著稱,在此種特殊地質(zhì)條件下的盾構(gòu)法施工難度很大。筆者以土壓平衡盾枸理論為基礎(chǔ),首次提出漂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)土倉壓力并不是越高越好的理念,進(jìn)而分析出盾構(gòu)超挖的主要原因,提出可行性解決措施,降低盾構(gòu)掘進(jìn)超挖,確保盾構(gòu)施工安全。希望能對成都乃至全國砂卵石地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工有所幫助。

土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)

土壓平衡盾構(gòu)以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于地鐵施工中，雖然技術(shù)成熟，但施工中一些常見的問題，施工方依然應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防及處理措施，從而確保地鐵工程的施工質(zhì)量。本文詳細(xì)介紹了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)組成、工作原理，重點(diǎn)對盾構(gòu)隧道的主施工過程和關(guān)鍵工藝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析。

土壓平衡盾構(gòu)以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于地鐵施工中，雖然技術(shù)成熟，但施工中一些常見的問題，施工方依然應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防及處理措施，從而確保地鐵工程的施工質(zhì)量。本文詳細(xì)介紹了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)組成、工作原理，重點(diǎn)對盾構(gòu)隧道的主施工過程和關(guān)鍵工藝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析。

在大直徑或超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中，外運(yùn)渣土數(shù)量將隨盾構(gòu)機(jī)開挖直徑的增大成倍增加，若同時(shí)遇到運(yùn)輸距離長、渣土外運(yùn)重載上坡坡度大等不利工況時(shí)，采取常規(guī)的物料運(yùn)輸方案，會出現(xiàn)物料運(yùn)輸效率低，導(dǎo)致盾構(gòu)施工速度下降。針對大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工在長距離物料運(yùn)輸、重載大坡度上坡等不利工況，結(jié)合長株潭城際鐵路盾構(gòu)施工的實(shí)際，綜合采取了雙電機(jī)車重聯(lián)牽引、隧道內(nèi)鋪設(shè)四軌三線運(yùn)輸軌道和盾構(gòu)機(jī)尾部安裝隨盾構(gòu)機(jī)移動的雙開道岔浮放軌等三項(xiàng)措施，與常規(guī)的隧道內(nèi)鋪設(shè)單線軌道的方案相比，物料運(yùn)輸效率提高近一倍，解決了大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工物料運(yùn)輸效率低下、盾構(gòu)施工速度慢的難題，該方案有較高的技術(shù)水平，在大直徑和超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中具有廣泛的推廣和參考價(jià)值。

1 軟土地層土壓平衡盾構(gòu)施工工法 第二工程有限公司 一、前言 盾構(gòu)法施工城市地鐵目前已在北京、上海、深圳等城市廣泛應(yīng)用。中鐵四局集團(tuán)二公司 在上海市軌道交通楊浦線（m8線）ⅲ標(biāo)段區(qū)間隧道工程施工中，應(yīng)用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施 工，在軸線控制、管片拼裝、襯砌防水、地表沉降等方面嚴(yán)格控制，總體效果良好?？偨Y(jié)施 工工藝形成本工法。 二、工法特點(diǎn) 1．一般不使用土體預(yù)加固輔助措施，節(jié)省技術(shù)措施費(fèi)； 2．易達(dá)到工作面的穩(wěn)定,減小地表變形，施工安全性好； 3．機(jī)械自動化程度高,施工速度快，襯砌質(zhì)量容易控制； 4．振動小、噪聲低，對環(huán)境無污染； 5．對沿線居民生活、地下和地面建筑物影響小。 三、適用范圍 適用于松軟含水地層及城市地下管線密布，施工條件困難地段的隧道施工?？稍谏暗[、 砂、粉砂、粘土等壓密程度低，軟、硬相間的地層，以及封閉式盾構(gòu)無法適應(yīng)的砂礫、砂層 等地層中使用。 四、工藝原理

地鐵隧道工程施工時(shí),經(jīng)常會采用盾構(gòu)施工法進(jìn)行施工,在施工期間,需要結(jié)合地質(zhì)情況及施工進(jìn)度對渣土的狀態(tài)進(jìn)行改良和調(diào)整,保證盾構(gòu)施工順利開展。以實(shí)際工程為例,首先對渣土改良的重要性進(jìn)行了分析,然后提出渣土改良的方案,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配比進(jìn)行研究,探討土壓平衡盾構(gòu)施工過程中渣土改良施工技術(shù)的應(yīng)用,確保項(xiàng)目工程的順利施工,為同類工程施工提供參考與借鑒。

我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市及一些內(nèi)陸中心城市正在興建或籌建地鐵,這些地區(qū)的地下廣泛分布著較厚的軟黏土沉積層。為研究土壓平衡盾構(gòu)在這種軟土地層中施工的適應(yīng)性,以上海地鐵m8線某區(qū)間隧道工程為研究背景,采用室內(nèi)模型試驗(yàn)的方法,開展在不同埋深、不同刀盤開口率、不同推進(jìn)速度以及不同螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速等情況下的盾構(gòu)掘削模型試驗(yàn)。通過對試驗(yàn)結(jié)果的整理與分析,得出土倉壓力與排土效率、單位時(shí)間排土量與推進(jìn)速度、推力和扭矩之間的內(nèi)在聯(lián)系,以及隧道埋深、刀盤開口率、推進(jìn)速度對推力和扭矩的影響。這些結(jié)論的取得為盾構(gòu)施工參數(shù)之間及其與地層特性之間的適應(yīng)性理論提供了有益的幫助,并為更好地指導(dǎo)軟土地層盾構(gòu)隧道的設(shè)計(jì)與施工服務(wù)。

地鐵土壓平衡盾構(gòu)施工中應(yīng)注意的關(guān)鍵問題

針對類矩形盾構(gòu)施工的擾動控制問題,基于彈性力學(xué)mindlin解,考慮刀盤正面附加推力、殼體與土體之間摩阻力、同步注漿壓力以及土體損失4種因素的共同作用,采用數(shù)值積分法和疊加原理對地表變形進(jìn)行計(jì)算分析.結(jié)果表明:4種因素共同作用下類矩形盾構(gòu)掘進(jìn)地表相當(dāng)范圍內(nèi)表現(xiàn)為沉降,最大收斂沉降約為33mm,開挖面前方的沉降影響主要集中在前方10m范圍;同步注漿壓力產(chǎn)生的地表隆起可以部分抵消土體損失引發(fā)的沉降,因而合理的同步注漿有利于沉降控制;4類因素中,正面附加推力和盾殼摩阻力產(chǎn)生的地表變形很小.理論結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)基本吻合,可為后期類矩形盾構(gòu)隧道施工的擾動控制提供理論參考.

盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)開挖面的穩(wěn)定對控制沉降起著決定性作用,因此要求作為開挖面支撐介質(zhì)的土砂具有良好的塑性變形、軟稠度、內(nèi)摩擦角小及滲透率小等特點(diǎn),但是一般土壤不能完全滿足這些特性,為此需要對開挖面土體進(jìn)行改良。目前土體改良技術(shù)主要是在土體內(nèi)加入膨潤土、泡沫等添加劑來改善土體的性能,但是該技術(shù)對于超大直徑、工程環(huán)境敏感的上海外灘通道工程是否適應(yīng)值得探討。為此,以上海外灘通道工程為背景,通過室內(nèi)試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)研究了土體改良技術(shù)對超大直徑土壓平衡盾構(gòu)隧道的適應(yīng)性問題;通過室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證了泡沫和膨潤土對上海典型土體的改良效果;根據(jù)模擬推進(jìn)試驗(yàn)結(jié)果確定了添加劑加量、發(fā)泡率等參數(shù);最后通過現(xiàn)場試驗(yàn)探討了改良效果。通過在超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中對土體進(jìn)行改良,有效地保持了開挖面的穩(wěn)定,減少了盾構(gòu)推力與扭矩,刀盤磨損和機(jī)械負(fù)荷也都得到了很好的改善,盾構(gòu)在土體改良后出土流暢、推進(jìn)勻速,從而驗(yàn)證了土體改良技術(shù)對超大直徑盾構(gòu)隧道的適用性。