气压辅助土压平衡盾构掘进地表变形规律研究

1

作者 张心悦 张晓平 +6 位作者 许丹 沈婕 张旗 唐少辉 王浩杰 李方毅 周智 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期292-301,共10页

软土地层中盾构掘进引起的地表变形易造成邻近建/构筑物变形开裂,构成安全隐患并产生不利的社会影响。广州市地铁18号线陇枕出入场线是位于软土地层的浅埋隧道,为有效控制盾构掘进引起的地表变形,先后采用全土压平衡模式和气压辅助土压... 软土地层中盾构掘进引起的地表变形易造成邻近建/构筑物变形开裂,构成安全隐患并产生不利的社会影响。广州市地铁18号线陇枕出入场线是位于软土地层的浅埋隧道,为有效控制盾构掘进引起的地表变形,先后采用全土压平衡模式和气压辅助土压平衡模式进行掘进。对比两种掘进模式下的实测地表变形数据,发现当地层气密性良好时,采用气压辅助土压平衡模式能更好地控制地表变形。分析两种掘进模式下的地表变形规律以及影响因素,结果表明:两种掘进模式下,地表变形发展均可分为5个阶段,且地表变形主要发生在第Ⅲ阶段和第Ⅳ阶段;全土压平衡模式第Ⅲ阶段地表变形以沉降为主,采取中盾注浆措施或气压辅助土压平衡模式均会导致此阶段地表隆起,第Ⅲ阶段地表变形量与气压值的线性相关性更高;气压辅助土压平衡模式第Ⅳ阶段地表变形量与盾尾注浆压力、盾尾注浆量、气压值的线性相关性依次增加,皮尔逊相关系数分别为0.53、0.62、0.84,通过调节气压值可有效控制地表变形量。研究结果可为类似条件下气压辅助土压平衡盾构工程的地表变形控制提供一定理论依据和技术支撑。 展开更多

关键词 盾构隧道 气压辅助土压平衡模式 全土压平衡模式 地表变形 气压值

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土压平衡盾构到达钢套筒辅助施工接收技术 被引量：50

2

作者 赵立锋 《铁道标准设计》 北大核心 2013年第8期89-93,共5页

针对南京地铁3号线TA08标浮大区间土压平衡盾构法隧道施工遇到的特殊工程地质条件,采用土压平衡盾构到达钢套筒辅助工艺解决了施工难题。该技术不仅有效避免盾构到达接收过程中涌水、涌砂等风险,确保出洞安全,而且,钢套筒盾构接收方法... 针对南京地铁3号线TA08标浮大区间土压平衡盾构法隧道施工遇到的特殊工程地质条件,采用土压平衡盾构到达钢套筒辅助工艺解决了施工难题。该技术不仅有效避免盾构到达接收过程中涌水、涌砂等风险,确保出洞安全,而且,钢套筒盾构接收方法的成功使用,提高了盾构到达接收洞门的密封质量及管片的拼装质量。 展开更多

关键词 土压平衡盾构 盾构接收 辅助工法 钢套筒

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基于土压平衡模式的盾构穿越密集建筑群变形控制技术研究 被引量：8

3

作者 刘安伟 李兆平 +2 位作者 李阳 李明 严琪琛 《都市快轨交通》 北大核心 2021年第4期84-92,共9页

沈阳地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道采用盾构法施工,隧道在曲线段穿越密集建筑物群,且建筑物变形控制标准高,隧道穿越地层为富水黏土地层。根据试验段的土压平衡和泥水平衡两种模式掘进效果对比,提出采用土压平衡模式穿越建筑物... 沈阳地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道采用盾构法施工,隧道在曲线段穿越密集建筑物群,且建筑物变形控制标准高,隧道穿越地层为富水黏土地层。根据试验段的土压平衡和泥水平衡两种模式掘进效果对比,提出采用土压平衡模式穿越建筑物。详细探讨了穿越过程的盾构掘进参数、土仓压力设定、B型管片注浆孔设置以及曲线段测量控制技术,研制了适合地层特点和盾构结构特点的同步注浆浆液及刀盘开挖轮廓与盾体外缘之间的间隙填充浆液。建筑物变形监测结果表明:隆起及沉降变形均在允许范围内,极大提高了盾构掘进工效。 展开更多

关键词 地铁隧道 富水黏土地层 盾构 土压平衡模式 下穿建筑物 变形 控制措施

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富水粉质黏土地层土压平衡和泥水平衡盾构掘进模式转换试验研究 被引量：6

4

作者 林向阳 李兆平 +1 位作者 刘欣然 马翔 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第2期79-83,91,共6页

沈阳地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越地层为富水粉质黏土地层,细颗粒较多,其中粒径≤10μm的颗粒占比达61.23%。选取该区间0~290环作为试验段,对泥水平衡和土压平衡两种掘进模式进行试验研究。通过详细讨论土压平衡模式和泥水... 沈阳地铁4号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越地层为富水粉质黏土地层,细颗粒较多,其中粒径≤10μm的颗粒占比达61.23%。选取该区间0~290环作为试验段,对泥水平衡和土压平衡两种掘进模式进行试验研究。通过详细讨论土压平衡模式和泥水平衡模式相互转换的关键技术,对比分析两种模式的掘进效率和地层沉降控制效果。试验研究结果表明,土压平衡模式掘进效率远高于泥水平衡模式,对于泥水平衡模式,由于地层细颗粒含量高,泥浆分离效率低,导致盾构掘进效率降低;监测结果表明,两种掘进模式均能有效控制地层沉降。根据试验结果,对该区间隧道剩余区段全部采用土压平衡模式掘进,平均日掘进进尺由5.2环提高至10.3环。 展开更多

关键词 富水粉质黏土地层 地铁隧道 土压平衡盾构 泥水平衡盾构 掘进模式转换 地层沉降 掘进工效

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铰接式土压平衡盾构辅助测控系统研制技术 被引量：1

5

作者 孙连 《隧道建设》 2007年第2期16-20,共5页

在消化吸收国外盾构测控技术的基础上,结合国家863计划“砂砾地层盾构切削和测控系统研究”课题实践,总结了研究开发盾构辅助测控系统的设计方案、优化国外盾构测控系统功能的技术路线以及实施过程中的关键技术,详细介绍了测控系统的软... 在消化吸收国外盾构测控技术的基础上,结合国家863计划“砂砾地层盾构切削和测控系统研究”课题实践,总结了研究开发盾构辅助测控系统的设计方案、优化国外盾构测控系统功能的技术路线以及实施过程中的关键技术,详细介绍了测控系统的软硬件结构和采用的接口方案。 展开更多

关键词 饺接式土压平衡盾构 辅助测控系统 研制技术

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土压平衡/单护盾TBM双模盾构模式转换施工技术探析 被引量：5

6

作者 喻畅英 钟志全 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期464-469,共6页

为提高土压平衡/单护盾TBM双模盾构模式转换施工效率,最大程度地降低施工风险,以深圳地铁13号线留仙洞站—白芒站区间双模盾构施工为例,根据地质补勘、地面调查以及进舱检查等确定TBM模式转土压平衡模式转换位置,详细阐述双模盾构从TBM... 为提高土压平衡/单护盾TBM双模盾构模式转换施工效率,最大程度地降低施工风险,以深圳地铁13号线留仙洞站—白芒站区间双模盾构施工为例,根据地质补勘、地面调查以及进舱检查等确定TBM模式转土压平衡模式转换位置,详细阐述双模盾构从TBM模式转换为土压平衡模式的3个施工阶段,总结出一套土压平衡/TBM双模盾构在软硬交叠地层下的模式转换施工技术。通过在模式转换前加强隧道内补充注浆,合理进行施工筹划与施工部署,优化皮带机架拆装工序及螺旋输送机工装,仅用11d便完成单次模式转换,较计划工期提前3d完成,相比国内模式转换最短用时记录13d提前2d完成,实现了双模盾构安全、高效的模式转换。 展开更多

关键词 双模盾构 土压平衡 单护盾TBM 模式转换

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复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统开发 被引量：13

7

作者 夏毅敏 卞章括 +2 位作者 暨智勇 林赉贶 罗德志 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第36期64-69,共6页

在结合盾构刀盘构型、开口和刀具布置规律等理论基础上,以三维软件SolidWorks为开发平台,以VisualBasic作为开发工具,开发了一种复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统。该CAD系统采用编程法与尺寸驱动法两种开发方式,设计了刀盘选型模块、开... 在结合盾构刀盘构型、开口和刀具布置规律等理论基础上,以三维软件SolidWorks为开发平台,以VisualBasic作为开发工具,开发了一种复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统。该CAD系统采用编程法与尺寸驱动法两种开发方式,设计了刀盘选型模块、开口设计模块、刀具选型模块和刀具布置模块等八个模块,实现对复合式土压平衡盾构刀盘、刀具进行三维参数化优化设计。针对某地铁施工工程需求,应用所开发的复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统,设计了直径6.28m,开口率为32%,装配有滚刀35把,正面刮刀40把,边缘刮刀8把的刀盘。 展开更多

关键词 复合式土压平衡盾构 刀盘 计算机辅助设计(CAD)系统 二次开发

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土压平衡盾构机过江施工技术 被引量：5

8

作者 杨关青 代为 《隧道建设》 2009年第S1期26-31,共6页

广州地铁六号线(大坦沙站—如意坊站)盾构区间左右线均穿越珠江1次。施工中采取土压平衡模式,通过优化掘进参数,控制出渣量、注浆量、盾构机姿态、掘进速度以及渣土改良等措施,顺利穿越珠江。

关键词 土压平衡盾构机 过江掘进模式 操纵控制技术

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并联式泥水/土压双模式盾构施工技术与冷冻刀盘开舱技术的创新与实践 被引量：33

9

作者 朱劲锋 廖鸿雁 +2 位作者 袁守谦 易觉 朱宝石 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第7期1187-1200,共14页

针对盾构施工过程中经常遇到的2大问题:1)盾构在复杂地层中掘进遇到的盾构选型难问题,如盾构区间一段适合土压盾构掘进,另一段适合泥水盾构掘进,而采用单一掘进模式的盾构都无法应对较大的地层变化;2)盾构在复杂地层、长距离掘进施工时... 针对盾构施工过程中经常遇到的2大问题:1)盾构在复杂地层中掘进遇到的盾构选型难问题,如盾构区间一段适合土压盾构掘进,另一段适合泥水盾构掘进,而采用单一掘进模式的盾构都无法应对较大的地层变化;2)盾构在复杂地层、长距离掘进施工时,开舱检查并更换刀具不可避免,盾构在上软下硬/软弱地层/含水砂性地层开舱存在极大的工程安全风险。在原有盾构的基础上,通过采取改造盾构内部结构、搭载冷冻设备、改进设备系统等手段,研制出并联式双模式盾构及搭载冷冻刀盘式盾构。通过广州地铁9号线、广州地铁21号线、220 kV石井-环西电力隧道(西湾路-石沙路段)工程案例,总结出双模式盾构施工技术与冷冻刀盘技术。并联式泥水/土压双模式盾构兼具土压平衡盾构和泥水平衡盾构的功能及施工优势,可根据隧道沿线地表环境条件和隧道穿越地层条件,合理划分采用泥水或土压模式施工的地段,且盾构施工环境适应性强,可在不拆装任何部件的情况下安全、快速地实现掘进模式的切换。将冷冻法与盾构刀盘结合在一起,使盾构刀盘具备冻结地层的功能,通过冷冻刀盘在隧道内对土舱外土层冻结加固,使其达到常压开舱的要求,与双模式盾构相结合,兼容性好,不存在功能上的冲突。 展开更多

关键词 并联式双模式盾构 冷冻刀盘 泥水平衡模式 土压平衡模式 冷冻管路 冷冻试验

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复合地层土压平衡盾构掘进参数模拟分析研究 被引量：24

10

作者 李明阳 杨海涛 邹高明 《隧道建设》 2012年第3期287-295,共9页

复合地层特别是软硬交互地层的盾构掘进参数模拟与预测理论及方法研究,目前还处于薄弱阶段。基于Terzaghi松动土压力模型与CSM(科罗拉多矿业学院)模型,对广州地铁3号线大石—汉溪区间不同风化程度混合岩地层的土压平衡盾构掘进表现分别... 复合地层特别是软硬交互地层的盾构掘进参数模拟与预测理论及方法研究,目前还处于薄弱阶段。基于Terzaghi松动土压力模型与CSM(科罗拉多矿业学院)模型,对广州地铁3号线大石—汉溪区间不同风化程度混合岩地层的土压平衡盾构掘进表现分别进行模拟分析,结果基本符合实际的掘进表现,但在贯入度大于20 mm/r的硬岩掘进情况下推力及扭矩模拟值与实际值存在较大正负差异。针对这种正负差异情况,分析可能产生的原因。通过对软硬交互复合地层的盾构受力分析,模拟计算在软硬地层各占50%情况下的推力与扭矩值,结果表明,总推力和扭矩的模拟值均在实际值范围内,验证了采用的综合考虑软土和硬岩模拟分析结果的复合地层掘进参数模拟分析方法的有效性。 展开更多

关键词 软弱地层 硬岩地层 软硬交互地层 复合地层 土压平衡模式 敞开模式 半敞开模式 模拟分析

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浅析复合式盾构机的作业模式 被引量：7

11

作者 肖广良 《隧道建设》 2002年第1期10-13,共4页

复合式盾构机以其对各种地质条件的良好适应性,地下作业的安全性,现已得到广泛的运用,简要介绍了复合式盾构机的三种工法及其应用情况。

关键词 作业模式 复合式盾构机 开敞式掘进 隧道施工 半开敞式掘进 土压平衡式掘进 泡沫

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考虑地层蠕变特性的盾构隧道施工对邻近桥桩影响和保护措施 被引量：9

12

作者 刘欣然 李兆平 +2 位作者 张存 王航飞 孙程 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期79-84,共6页

为探讨地层蠕变特性盾构隧道施工对邻近桥桩变形影响,基于Burgers模型建立本构数值模型,并采用FLAC3D软件进行计算。结果表明:盾构隧道贯通后,邻近桥梁承台基础变形持续增加,变形趋于稳定至少需要1 a时间,且累计变形值将超过桥梁桩基础... 为探讨地层蠕变特性盾构隧道施工对邻近桥桩变形影响,基于Burgers模型建立本构数值模型,并采用FLAC3D软件进行计算。结果表明:盾构隧道贯通后,邻近桥梁承台基础变形持续增加,变形趋于稳定至少需要1 a时间,且累计变形值将超过桥梁桩基础允许变形值;提出隔离桩和盾构隧道周围地层注浆加固2种保护措施。研究结果可为评估盾构隧道施工对邻近桥桩影响程度和制定邻近桥桩保护措施提供参考。 展开更多

关键词 地铁隧道 盾构 土压平衡模式 粉质黏土地层 蠕变 既有桥桩基础 影响机理 保护措施

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深埋、复杂地质条件大直径隧道TBM的设计进展与创新 被引量：21

13

作者 Remo Grandori 《隧道建设》 2012年第1期1-4,共4页

要提高在深埋、复杂条件下大直径隧道TBM(隧道掘进机)的应用效率,必须正确选择TBM的类型。为了给复杂条件下TBM的选型提供借鉴和指导,总结现有的各类型TBM的特点,分析其在混合地质条件下开挖大直径、长距离隧道的局限性,提出不同地质条... 要提高在深埋、复杂条件下大直径隧道TBM(隧道掘进机)的应用效率,必须正确选择TBM的类型。为了给复杂条件下TBM的选型提供借鉴和指导,总结现有的各类型TBM的特点,分析其在混合地质条件下开挖大直径、长距离隧道的局限性,提出不同地质条件下大直径隧道TBM选型指南,介绍意大利SELI公司开发的3种新型TBM,即紧凑型双护盾通用TBM(DSU Compact TBM)、土压平衡双护盾通用TBM(DSU EPB TBM)和土压平衡单护盾通用TBM(SSU EPB TBM)及其运行特点和适用范围。得出结论:传统TBM没有专门针对复杂地质条件下的大直径隧道的研究与设计;为满足市场需求,必须开发新型TBM;意大利SELI公司开发的3种新型TBM,每种专门针对特定的地质条件,这些新型的TBM能够应对复杂的地质条件,并能克服在不同覆盖层下开挖长隧道时的最常见危险。 展开更多

关键词 大直径、长距离隧道 隧道掘进机(TBM) 撑靴式敞开TBM 双护盾TBM 单护盾TBM 敞开模式 双模式 紧凑型双护盾通用TBM(DSU Compact TBM) 土压平衡双护盾通用TBM(DSU EPB TBM) 土压平衡单护盾通用TBM(SSU EPB TBM)

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罗宾斯发布兼容型系列掘进机

14

《隧道建设》 北大核心 2015年第3期261-261,共1页

近日,美国罗宾斯发布了一系列兼容型掘进机,为双模式机型,适用于复合地层。XRE机型（兼容硬岩掘进机/土压平衡盾构）是最常见的兼容式掘进机机型,有硬岩单护盾掘进机与土压平衡盾构的特征,可以在带有岩石的混合地层中进行掘进。近日,1台... 近日,美国罗宾斯发布了一系列兼容型掘进机,为双模式机型,适用于复合地层。XRE机型（兼容硬岩掘进机/土压平衡盾构）是最常见的兼容式掘进机机型,有硬岩单护盾掘进机与土压平衡盾构的特征,可以在带有岩石的混合地层中进行掘进。近日,1台XRE掘进机在澳大利亚Grosvenor倾斜隧道中完成掘进,共掘进了2条矿井巷道,其中,掘进速率是传统凿岩机的14倍。最近一次推进于2015年2月9日完成。 展开更多

关键词 土压平衡盾构 兼容型 复合地层 矿井巷道 硬岩掘进 罗宾斯 泥水盾构 双模式

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我国首个盾构法地下停车场、综合管廊试验项目在郑州开建

15

《隧道建设》 北大核心 2017年第4期485-485,共1页

2017年4月15日,我国首个采用盾构法施工的地下停车场试验项目在郑州市经开区中铁装备集团厂区广场下方开始掘进施工。本次投入试验项目施工的组合式盾构为国内首创,由中铁装备集团自主研制。该设备由2台小矩形盾构拼装组合到一起,形成1... 2017年4月15日,我国首个采用盾构法施工的地下停车场试验项目在郑州市经开区中铁装备集团厂区广场下方开始掘进施工。本次投入试验项目施工的组合式盾构为国内首创,由中铁装备集团自主研制。该设备由2台小矩形盾构拼装组合到一起,形成1台5.74 m×5.02 m的大矩形盾构,既能实现组合模式推进,也能实现分体推进。设备掘进运用土压平衡原理,可保证施工过程中地面环境安全,具有良好的地质适应性。 展开更多

关键词 盾构法施工 地下停车场 综合管廊 土压平衡 掘进施工 组合模式 施工过程 区中 地面环境 盾构工法

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