软硬不均地层盾构隧道荷载模式研究

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作者 石钰锋 张涛 +3 位作者 阳军生 蒋亚龙 胡梦豪 代文超 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期123-134,共12页

系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式。对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力... 系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式。对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力计算式;对于深埋隧道,考虑软硬不均地层突变性并对太沙基理论滑移面宽度进行合理修正,推导对应的围岩压力计算式;再结合软硬不均地层分界线位于隧道水平中线上方、下方2类典型工况,推导出隧底反力表达式;最后结合工程实例对所提荷载模式进行验证。结果表明:与修正惯用法荷载体系相比,所提方法得到的软土-硬土隧道顶部、下半拱竖向土压力与实测值的误差分别缩小74%和172%;相较于软土-硬土隧道,该方法应用于土层-岩层隧道时,计算得到的下半拱竖向土压力、隧底侧向土压力与实测值的误差更小,即所提荷载计算模式更符合隧道实际受荷状态,且当隧道埋深与开挖直径之比较大以及下部地层越坚硬时,其适用性越强。 展开更多

关键词 盾构隧道 软硬不均地层 围岩压力 滑移面 荷载模式

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软硬不均地层沉管隧道碎石基床力学特性研究

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作者 张涛 李云刚 +1 位作者 胡传鹏 付佰勇 《中国港湾建设》 2024年第4期44-48,共5页

为揭示软硬不均地层下沉管隧道碎石基床力学特性,通过有限元分析及理论计算,对沉管隧道纵横向地基沉降及刚度的分布规律、参数敏感性及结构纵向受力响应问题进行量化分析,结果表明:岩基段基底压力分布中间小两侧大,中间位置会出现脱空,... 为揭示软硬不均地层下沉管隧道碎石基床力学特性,通过有限元分析及理论计算,对沉管隧道纵横向地基沉降及刚度的分布规律、参数敏感性及结构纵向受力响应问题进行量化分析,结果表明:岩基段基底压力分布中间小两侧大,中间位置会出现脱空,软基段为两端小中间大,结构两端会出现脱空;岩基与软基的基底应力值较为接近,但地基刚度相差较大,岩基段为软基段的14倍;岩基段地基纵向刚度受垫层厚度、模量及预压荷载等参数影响变化大,应以岩基段垫层设计厚度作为全线的控制标准;软基段接头平均剪力约为岩基段的3倍;软硬不均地层沉管隧道碎石基床力学特性研究为沉管法隧道在复杂地质条件下推广应用提供了重要参考意义。 展开更多

关键词 沉管隧道 软硬不均地层 碎石基床

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软硬不均地层盾构隧道管片力学行为研究 被引量：12

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作者 张恒 陈寿根 陈亮 《铁道标准设计》 北大核心 2012年第8期83-86,95,共5页

盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现局部破损现象。以深圳地铁5号线软硬不均地层盾构隧道施工为研究背景,通过现场测试,对衬砌所承受的轴力和弯矩进行分析,以此来探究盾构隧道管片的力学特性。研究结果表明:软硬不均... 盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现局部破损现象。以深圳地铁5号线软硬不均地层盾构隧道施工为研究背景,通过现场测试,对衬砌所承受的轴力和弯矩进行分析,以此来探究盾构隧道管片的力学特性。研究结果表明:软硬不均地层侧压力系数和抵抗变形的能力不同,导致试验环左右两侧土压力并不对称,同时拱顶压力比拱底压力大得多。管片刚拼装上时,试验环内力较小;当管片脱出盾尾时,其内力达到最大值;稳定后的管片内力一般相较刚脱出盾尾时稍小。在水压力计刚装上后,各测点水压力值逐渐增大,大约2 d左右,孔隙水压力值趋于稳定。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片结构 软硬不均地层 现场测试 力学行为

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软硬不均地层盾构技术的思考 被引量：10

4

作者 郭卫社 《隧道建设》 北大核心 2016年第10期1196-1201,共6页

软硬不均地层盾构施工难题一直考验着工程技术人员的智慧,业界为此付出的代价频现报端。文章以发展的眼光,梳理了国内盾构在软硬不均地层施工的曲折历程。从什么是软硬不均地层、软硬不均地层盾构施工所面临的问题、软硬不均地层为什么... 软硬不均地层盾构施工难题一直考验着工程技术人员的智慧,业界为此付出的代价频现报端。文章以发展的眼光,梳理了国内盾构在软硬不均地层施工的曲折历程。从什么是软硬不均地层、软硬不均地层盾构施工所面临的问题、软硬不均地层为什么易发生掌子面坍塌入手,引出了国内软硬不均地层盾构技术发展,详细阐述了深孔爆破预破碎方案对盾构施工所带来的次生危害,提出了新形势下软硬不均地层盾构技术的思考。主要结论如下:以盾构装备技术发展实现软硬不均地层顺利掘进,而不再进行预处理,符合科技进步规律与社会发展要求。 展开更多

关键词 软硬不均地层 盾构 常压换刀 环保 预处理

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软硬不均地层地铁盾构姿态超限剖析及控制方法研究 被引量：3

5

作者 田瑞忠 宋曙光 张延欢 《中国高新科技》 2019年第18期102-104,共3页

以徐州地铁2号线盾构区间为背景,介绍了区间岩土层相关岩土设计参数,提出在掘进参数获取及盾构姿态控制方面掘进姿态监测手段,剖析了不良地质环境下盾构姿态超限原因,提出在复杂地层环境下盾构姿态控制方法及纠偏方案,相关施工经验可应... 以徐州地铁2号线盾构区间为背景,介绍了区间岩土层相关岩土设计参数,提出在掘进参数获取及盾构姿态控制方面掘进姿态监测手段,剖析了不良地质环境下盾构姿态超限原因,提出在复杂地层环境下盾构姿态控制方法及纠偏方案,相关施工经验可应用于类似工程。 展开更多

关键词 软硬不均地层 盾构姿态 偏差调整

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软硬不均地层盾构法施工技术措施 被引量：4

6

作者 杨全亮 梁青槐 《山西建筑》 2007年第29期306-307,共2页

针对复杂的地质条件、技术难度较大、施工风险突出的工程特点,指出采用盾构法施工应当制定完善的施工方案,并对施工过程进行实时监测和动态管理,从而保证了掘进过程的安全平稳进行以及工具设备的经济有效使用。

关键词 盾构法 软硬不均地层 工程难点 技术措施

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软硬不均地层盾构施工泡沫剂使用分析

7

作者 张成龙 吴涛 《国防交通工程与技术》 2012年第A02期97-98,93,共3页

以南京地铁三号线秣周路站～明挖岔线段盾构区间施工为背景,当盾构处于软硬不均淤泥质地层中时,通过分析泡沫剂的比例、推进速度、刀盘扭矩、油缸总推力、土仓压力等重要参数的变化趋势,摸索总结出不同地质条件下与之相适应的泡沫剂使... 以南京地铁三号线秣周路站～明挖岔线段盾构区间施工为背景,当盾构处于软硬不均淤泥质地层中时,通过分析泡沫剂的比例、推进速度、刀盘扭矩、油缸总推力、土仓压力等重要参数的变化趋势,摸索总结出不同地质条件下与之相适应的泡沫剂使用变化规律,最大程度地保证盾构的正常推进。 展开更多

关键词 盾构 软硬不均地层 泡沫剂 效用 工作参数

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软硬不均地层地下连续墙成槽质量控制研究 被引量：1

8

作者 罗凤江 董海洲 +3 位作者 牛若歆 刘军 闵凡路 赵伏田 《山西建筑》 2023年第18期113-116,共4页

地下连续墙是地铁车站的常用围护结构形式,软硬不均的特殊地层结构容易造成施工中塌孔或塌槽、槽壁垂直度低等现象,施工质量和进度难以保证。以南京福建路地铁站地下连续墙为例,针对成槽施工中关键环节进行探讨分析,包括成槽机械选择、... 地下连续墙是地铁车站的常用围护结构形式,软硬不均的特殊地层结构容易造成施工中塌孔或塌槽、槽壁垂直度低等现象,施工质量和进度难以保证。以南京福建路地铁站地下连续墙为例,针对成槽施工中关键环节进行探讨分析,包括成槽机械选择、土层成槽、岩层成槽、槽段检验等;为提高泥浆护壁性能,采用新型泥浆材料配浆并对泥浆分离设备和工艺进行改良;从成槽作业、泥浆护壁、减小附加荷载以及缩短已开挖槽壁暴露时间等不同角度提出成槽施工质量控制措施。 展开更多

关键词 地铁车站 软硬不均地层 地下连续墙 成槽施工 质量控制

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软硬不均地层盾构近接下穿施工掘进参数优化分析 被引量：8

9

作者 徐新 王帆 +1 位作者 齐保栋 薛永斌 《路基工程》 2017年第3期212-215,共4页

盾构法修建城市地铁时,盾构掘进参数对于控制地表沉降、保证施工安全等具有重要影响。以深圳地铁7号线盾构隧道下穿既有2号线为工程背景,针对在软硬不均地层情况下盾构隧道下穿既有隧道及过街通道,运用ABAQUS建立三维计算模型,对盾构施... 盾构法修建城市地铁时,盾构掘进参数对于控制地表沉降、保证施工安全等具有重要影响。以深圳地铁7号线盾构隧道下穿既有2号线为工程背景,针对在软硬不均地层情况下盾构隧道下穿既有隧道及过街通道,运用ABAQUS建立三维计算模型,对盾构施工进行全过程模拟及掘进参数优化分析。研究结果表明:(1)土仓压力及注浆压力对过街通道沉降相对于地表影响较大,施工过程中应当注意对过街通道底部进行监测;(2)对于软硬不均地层盾构下穿既有隧道及过街通道采用0.30~0.40 MPa土仓压力以及采用0.25~0.30 MPa注浆压力施工较为合理。 展开更多

关键词 盾构隧道 软硬不均地层 近接施工 掘进参数 数值模拟

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基于强度折减法的软硬不均地层隧道开挖方法转换时机研究 被引量：13

10

作者 邓建林 《隧道建设》 北大核心 2016年第6期676-682,共7页

为确定隧道穿越软硬不均地层区段中隔壁台阶法向三台阶七步开挖法的工法转换时机,以某地下公路隧道为工程背景,考虑掌子面与软硬地层分界面不同相交位置关系,应用强度折减法对不同工况下隧道安全系数进行计算,获得掌子面与地层分界面相... 为确定隧道穿越软硬不均地层区段中隔壁台阶法向三台阶七步开挖法的工法转换时机,以某地下公路隧道为工程背景,考虑掌子面与软硬地层分界面不同相交位置关系,应用强度折减法对不同工况下隧道安全系数进行计算,获得掌子面与地层分界面相交位置改变时隧道安全系数的变化规律,通过数值计算,分析不同工况下隧道支护结构的变形及应力特征,进而确定隧道开挖及支护方法转换的合理时机。研究结果表明:1)当基岩覆盖拱顶厚度达4 m后,隧道安全系数增长速率减慢并很快进入稳定状态;2)基岩覆盖拱顶厚度达3 m后,支护结构变形及应力基本进入稳定状态;3)确定当基岩覆盖拱顶厚度为4 m时由中隔壁台阶法转换为三台阶法,并通过工程实践对此转换时机的可靠性进行了验证。 展开更多

关键词 隧道 强度折减法 安全系数 软硬不均地层 工法转换

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大直径泥水盾构在软硬不均地层中带压换刀的方法 被引量：5

11

作者 卢翔 《城市建筑》 2013年第24期290-290,共1页

狮子洋隧道是国内首次在复合地层中采用大直径泥水盾构长距离掘进,包括全断面软土地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层,其中软硬不均地层采取带压进仓的方式进行刀具检修。本文结合施工情况,阐述了带压进仓的方法。

关键词 盾构 软硬不均地层 带压进仓 刀具检修

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盾构软硬不均地层下穿机场滑行道施工技术研究 被引量：7

12

作者 陈强 《路基工程》 2019年第2期175-178,共4页

以南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场站工程TA01—1标禄口机场站-1号盾构井段为例,采取了穿越前技术措施、获取试验段施工掘进参数、下穿段施工控制以及全天候施工监测措施,取得了较好的效果,形成了一套盾构穿越机场滑行道的施... 以南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场站工程TA01—1标禄口机场站-1号盾构井段为例,采取了穿越前技术措施、获取试验段施工掘进参数、下穿段施工控制以及全天候施工监测措施,取得了较好的效果,形成了一套盾构穿越机场滑行道的施工技术。 展开更多

关键词 盾构隧道 软硬不均地层 下穿机场滑行道 施工措施 掘进参数

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软硬不均地层盾构施工技术研究及地层扰动影响分析 被引量：1

13

作者 吴瑞祥 《建设机械技术与管理》 2021年第4期62-64,132,共4页

在盾构隧道施工中,软硬不均地层会对盾构掘进产生不利的影响,严重时会造成地表沉降等风险的发生。本文依托长沙地铁某盾构区间工程实践,针对软硬不均地层盾构施工控制技术进行研究,首先介绍了软硬不均地层盾构刀盘刀具选型,并基于理论... 在盾构隧道施工中,软硬不均地层会对盾构掘进产生不利的影响,严重时会造成地表沉降等风险的发生。本文依托长沙地铁某盾构区间工程实践,针对软硬不均地层盾构施工控制技术进行研究,首先介绍了软硬不均地层盾构刀盘刀具选型,并基于理论分析与现场实测数据分析了地层渐进性扰动引起的地层塌陷原因。结果表明软硬不均地层盾构掘进过程中地表沉陷过大的原因是由隧道断面上部松散砂层的地质原因、渣土改良效果欠佳及掘进参数控制问题共同作用的结果;其次,常用于地层变位预测的PECK公式适于均质地层,对于计算结果与实测值具有较好的一致性,为软硬不均地层盾构掘进监测施工提供一定的指导。 展开更多

关键词 盾构 软硬不均地层 地层扰动

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大埋深长距离软硬不均水工盾构隧洞开挖技术

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作者 魏浩 王梦 《甘肃水利水电技术》 2024年第10期57-61,共5页

当盾构机在大埋深、长距离软硬不均地层中掘进水工隧洞时,由于其开挖掌子面的岩土强度差异较大,极易出现刀具磨损异常、掌子面塌陷、盾壳抱死受困、螺机喷涌及滞排等问题,进而导致工期延误,影响施工安全和质量。依托珠三角水资源配置工... 当盾构机在大埋深、长距离软硬不均地层中掘进水工隧洞时,由于其开挖掌子面的岩土强度差异较大,极易出现刀具磨损异常、掌子面塌陷、盾壳抱死受困、螺机喷涌及滞排等问题,进而导致工期延误,影响施工安全和质量。依托珠三角水资源配置工程多台盾构机顺利掘进软硬不均地层的成功案例,总结了大埋深、长距离软硬不均地层中盾构法开挖水工隧洞的技术控制要点。 展开更多

关键词 水工盾构隧洞 软硬不均地层 掌子面 隧洞开挖 技术措施

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广深港客运专线益田路隧道软硬不均地段盾构管片力学分析 被引量：4

15

作者 薛光桥 《铁道标准设计》 北大核心 2010年第6期84-86,共3页

近年来,盾构法隧道特别是大直径盾构隧道得到了迅猛发展,并且隧道所穿越的地层也越来越复杂。益田路隧道盾构段就是穿越复杂地层的一个实例,其部分盾构段位于全风化与中、弱风化地层交界的软硬不均地层,由于软硬不均地层特殊的地层特性... 近年来,盾构法隧道特别是大直径盾构隧道得到了迅猛发展,并且隧道所穿越的地层也越来越复杂。益田路隧道盾构段就是穿越复杂地层的一个实例,其部分盾构段位于全风化与中、弱风化地层交界的软硬不均地层,由于软硬不均地层特殊的地层特性,造成处于该段的盾构隧道受力特征发生变化,从而影响结构安全。通过对不同基岩厚度的盾构隧道进行力学分析,研究软硬不均地层对隧道结构的受力影响规律,从而可以准确界定该地层隧道的力学特征,指导设计,也为降低工程造价、减少工程浪费提供依据。 展开更多

关键词 铁路隧道 盾构法 软硬不均地层 盾构管片 力学 分析

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软硬不均砾岩水工隧洞项目若干问题分析 被引量：1

16

作者 王利民 贾占军 李荣伟 《水科学与工程技术》 2011年第1期78-80,共3页

第三系灵山组砾岩胶结程度较差,且软硬不均,该地层中修建水工隧洞难度颇大。保定市大水系湾子隧洞主洞全长4468m,在第三系地层中修建如此规模的隧洞在河北省尚属首例。煤矿悬臂式非全断面掘进机在该工程中的应用,为水工隧洞施工提供了... 第三系灵山组砾岩胶结程度较差,且软硬不均,该地层中修建水工隧洞难度颇大。保定市大水系湾子隧洞主洞全长4468m,在第三系地层中修建如此规模的隧洞在河北省尚属首例。煤矿悬臂式非全断面掘进机在该工程中的应用,为水工隧洞施工提供了新思路和成功范例。以此为例,说明在第三系砾岩等类似特殊地质条件下修建水工隧洞,在满足相关规范的基础上提高勘察精度、加强施工地质工作、引进或应用先进方法,以及解决由此带来的诸如相关定额和规范的修编等问题,是水利水电工程顺利进行的重要条件。 展开更多

关键词 水工隧洞 软硬不均地层 地质勘察 悬臂式掘进机 灵山组

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花岗岩基岩凸起地层盾构施工新认识

17

作者 张志达 《工程建设与设计》 2024年第1期115-117,共3页

以基岩凸起为代表的软硬不均地层对盾构施工有很大影响,特别是在市区施工受环境限制无法采用常规手段进行预破碎的情况下,盾构机能不能穿越,如何安全穿越基岩凸起成为困扰工程技术人员的重大难题。以厦门地铁2号线五缘湾南站—五缘湾站... 以基岩凸起为代表的软硬不均地层对盾构施工有很大影响,特别是在市区施工受环境限制无法采用常规手段进行预破碎的情况下,盾构机能不能穿越,如何安全穿越基岩凸起成为困扰工程技术人员的重大难题。以厦门地铁2号线五缘湾南站—五缘湾站区间盾构通过长80m未预破碎的极高强度花岗岩基岩凸起为背景,分析基岩凸起的地质构成及其对盾构施工带来的危害,提出了针对性的解决措施并成功实践。 展开更多

关键词 软硬不均地层 基岩凸起 极高强度花岗岩 土压平衡盾构

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水下盾构隧道硬岩处理与对接技术 被引量：25

18

作者 洪开荣 《隧道建设》 2012年第3期361-365,共5页

为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的... 为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的主要问题和困难,相应地提出了一些基本措施和技术对策。结合台山核电站取水隧洞(位于海域中)盾构施工中遇到的微风化花岗岩硬岩(最高强度达197 MPa)和球状风化孤石,提出了水下爆破法和冲击钻冲孔2种方法进行基岩突起和孤石处理,盾构顺利通过该基岩段,没有进行刀具更换。结合3次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接(国内首次)问题,分析总结了"相向掘进、地中对接、洞内解体"的关键技术,对接非常成功,对接点的围岩相对稳定,精度符合要求。 展开更多

关键词 水下隧道 软硬不均地层 孤石地层 卵砾石地层 硬岩处理 盾构对接

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沿海复合地层泥水盾构施工适应性分析 被引量：9

19

作者 王焰 《铁道建筑》 北大核心 2019年第7期65-68,92,共5页

以沿海广深港客运专线狮子洋隧道为工程依托,分析软土地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层、断层破碎带4种典型地层条件下,大直径盾构隧道掘进中遇到的问题。结果表明:软土地层适合采用泥水平衡盾构掘进,掘进速度较快;在软硬不均地层中... 以沿海广深港客运专线狮子洋隧道为工程依托,分析软土地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层、断层破碎带4种典型地层条件下,大直径盾构隧道掘进中遇到的问题。结果表明:软土地层适合采用泥水平衡盾构掘进,掘进速度较快;在软硬不均地层中掘进时须对边刀间距进行优化并适当调整刮刀与滚刀的高差;全断面硬岩地层中掘进速度较慢,刀具磨损严重;在断层破碎带施工时须加强刀盘驱动系统和推进系统的最大承受荷载,根据地层变化不断优化掘进参数,维持掌子面的泥水压力,保证复杂地质条件及恶劣工况下盾构的掘进。研究结果对类似工程特别是沿海地区盾构隧道施工有借鉴意义。 展开更多

关键词 铁路隧道 地层适应性 理论分析 泥水盾构 软硬不均地层 断层破碎带

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复合地层大直径盾构选型与掘进技术研究 被引量：2

20

作者 陈文 《国防交通工程与技术》 2015年第3期21-24,共4页

盾构施工将不可避免遇到完整基岩地层、软硬不均地层或孤石地层,由于不同地层盾构施工的差异性,盾构机的选型和制造应考虑复合地层的特殊性,盾构掘进过程中也应提出有针对性的措施。结合实际工程,针对大直径复合地层盾构施工特点,进行... 盾构施工将不可避免遇到完整基岩地层、软硬不均地层或孤石地层,由于不同地层盾构施工的差异性,盾构机的选型和制造应考虑复合地层的特殊性,盾构掘进过程中也应提出有针对性的措施。结合实际工程,针对大直径复合地层盾构施工特点,进行了盾构选型与掘进技术相关措施的研究和分析,引入了土压—泥水双模式混合盾构机应用的理念,对盾构刀盘设计、常压换刀技术、破碎机配置和超前地质预报这几个复合地层盾构机制造的核心技术问题提出了相关要求,并对软硬不均地层和孤石地层两大复合地层盾构掘进难题提出了针对性的解决措施。文中所述的复合地层大直径盾构机选型和掘进技术方案已在实际工程中成功应用,可对类似工程提供指导。 展开更多

关键词 复合地层 大直径盾构 选型 掘进 软硬不均地层 孤石地层

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