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高强度基岩爆破预处理泥水盾构掘进特征研究

岩土工程学报 2014年第6期36卷 1179-1184页

作者：阳军生邹志林梁奎生游永锋张学民肖超中南大学土木工程学院湖南长沙410075 北京城建设计发展集团股份有限公司北京100034 中铁隧道集团有限公司河南郑州450000

泥水盾构在高强度基岩地层中掘进,盾构自身刀具无法有效破岩,采用基岩爆破预处理的控制钻爆法能严格控制破碎碴块体量,提高刀具破岩能力,但盾构施工过程中,掘进参数与岩石之间关系非常复杂。以台山核电站取水隧道为背景,对现场获得的工... 详细信息

泥水盾构在高强度基岩地层中掘进,盾构自身刀具无法有效破岩,采用基岩爆破预处理的控制钻爆法能严格控制破碎碴块体量,提高刀具破岩能力,但盾构施工过程中,掘进参数与岩石之间关系非常复杂。以台山核电站取水隧道为背景,对现场获得的工作数据进行挖掘,分析基岩爆破前后地层中盾构刀盘推力、刀盘扭矩及掘进速度的参数的选用特点。在此基础上,引入参数转换量FPI、TPI指数及比能进行研究,研究表明,未经处理基岩地层,岩石强度过高,刀盘推力先达到最大值,但切深很浅,扭矩很难发挥最大能力;经爆破处理后,基岩岩体受到不同程度破碎,盾构机推力及扭矩能有效发挥其功能,掘进效能提高。因此,在盾构机的工作负荷范围内,应依据基岩岩体破碎效果,调整刀盘推力和扭矩,使之更好地适应地层,力争达到高效安全的掘进目的。

关键词：高强度花岗岩控制爆破泥水盾构比能掘进效能

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土压平衡式盾构机进舱作业

工程机械与维修 2005年第6期 148-149页

作者：梁奎生中铁隧道股份有限公司工地广州市番区新造镇曾边村511436

盾构机在硬岩或自稳能力较强的地段掘进时,因地层本身有自稳能力,不需要再提供额外的支撑压力对其进行支撑,在这种情况下,人员可在无压力下直接进入刀盘作业;而其在软岩、含水丰富地段掘进时,因地层无自稳能力,盾构机必须提供使地层稳... 详细信息

盾构机在硬岩或自稳能力较强的地段掘进时,因地层本身有自稳能力,不需要再提供额外的支撑压力对其进行支撑,在这种情况下,人员可在无压力下直接进入刀盘作业;而其在软岩、含水丰富地段掘进时,因地层无自稳能力,盾构机必须提供使地层稳定的支撑压力(EPB).此时,便需采用带压进舱的模式来进行刀舱内的各项工作.为了确保带压进舱工作人员的安全和有规律地检查刀盘、掌握刀盘及刀具在不同地层中的使用情况,使换刀作业规律化,避免刀具及刀盘的超常使用,进仓作业需要一套完整、科学、严谨的作业程序.

关键词：土压平衡式盾构机作业支撑压力工作人员使用情况地层能力刀盘掘进地段带压硬岩舱内

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深圳春风隧道主要施工技术难题与解决方案

隧道建设（中英文） 2019年第7期39卷 1165-1174页

作者：郭卫社游永锋高攀梁奎生中铁隧道局集团有限公司广东广州511458 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道股份有限公司河南郑州450000

深圳春风隧道为中国大陆在建最大直径盾构隧道之一,全隧穿越滨海复合地层,岩体破碎至完整,部分地段岩石强度达到173 MPa,隧道近距离下穿铁路、地铁、桥梁及多栋建筑物,环境复杂敏感。文章结合本工程地层情况和大直径盾构自身特性,梳理... 详细信息

深圳春风隧道为中国大陆在建最大直径盾构隧道之一,全隧穿越滨海复合地层,岩体破碎至完整,部分地段岩石强度达到173 MPa,隧道近距离下穿铁路、地铁、桥梁及多栋建筑物,环境复杂敏感。文章结合本工程地层情况和大直径盾构自身特性,梳理施工过程中将会面对的盾构破岩效率低、破碎岩体堵舱滞排、敏感环境沉降控制、大直径盾构管片上浮开裂、施工对城市交通影响等问题,并结合工程经验提出完整极硬岩段的盾构破岩效率解决方案、盾构下穿建(构)筑物沉降控制措施、大直径泥水盾构堵舱滞排解决方案、管片上浮开裂防治综合措施以及繁华城区碴土处理方案。春风隧道以超大的体量、超高的建设标准考验着中国建设者的智慧,也对其他类似工程具有一定的借鉴意义。

关键词：春风隧道大直径盾构盾构破岩沉降控制管片上浮碴土运输

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上覆岩土条件下孤石爆破预处理炸药单耗实验

爆炸与冲击 2016年第5期36卷 695-702页

作者：张庆彬阳军生吴从师张学民梁奎生刘洪震方风华长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁隧道股份有限公司台山核电站取水隧洞工程项目广东台山529228 中铁隧道集团科研所河南洛阳471009 湖北省宜昌市港航管理局湖北宜昌443000

盾构机在风化花岗岩地层掘进会遇到高强度孤石,为降低施工风险、避免刀盘及刀具严重损坏,常采用地面钻孔爆破对前方孤石进行预处理,但其炸药单耗一般由经验公式确定,导致爆破效果不理想。结合实际工程对爆破块度小于30cm的特殊要求,采... 详细信息

盾构机在风化花岗岩地层掘进会遇到高强度孤石,为降低施工风险、避免刀盘及刀具严重损坏,常采用地面钻孔爆破对前方孤石进行预处理,但其炸药单耗一般由经验公式确定,导致爆破效果不理想。结合实际工程对爆破块度小于30cm的特殊要求,采用爆破模型实验对炸药单耗进行研究。实验结果表明：满足特殊块度要求的陆地钻孔爆破炸药单耗是常规钻孔爆破的5.4-6.5倍;上覆地层厚度与炸药单耗呈线性递增关系;实验得出的炸药单耗是瑞典经验公式计算值的3.4-4.9倍。由此提出满足工程需要的炸药单耗修正公式,应用于实际工程并通过验证取得良好效果,为类似工程孤石爆破预处理炸药单耗的计算提供依据和参考。

关键词：爆炸力学炸药单耗爆破孤石盾构预处理模型实验

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春风隧道超大直径盾构浅覆土始发技术

隧道建设（中英文） 2021年第S01期41卷 382-387页

作者：游永锋梁奎生杜闯东陈正明中铁隧道股份有限公司河南郑州453000

为解决超大直径盾构隧道超浅覆土始发,洞门密封容易水土流失、掘进姿态和管片姿态难以控制的问题,结合春风隧道工程始发端地质情况和工程的实施条件,采取端头加固U型素地下连续墙包裹+三重管旋喷加固的方式加强止水效果,洞门分层分块破... 详细信息

为解决超大直径盾构隧道超浅覆土始发,洞门密封容易水土流失、掘进姿态和管片姿态难以控制的问题,结合春风隧道工程始发端地质情况和工程的实施条件,采取端头加固U型素地下连续墙包裹+三重管旋喷加固的方式加强止水效果,洞门分层分块破除降低施工风险;采取调整掘进坡度、固定负环管片保证其成型效果。同时,针对盾构在软土地层中超浅埋始发,易出现隆起冒浆等问题,采取反压盖板的方式,增大上部覆土压重,同时合理降低泥水舱压力,降低地表隆起的可能性,从而保证盾构始发的泥水正常循环,最终形成了一套超大直径盾构在超浅覆土始发施工技术方法。

关键词：春风隧道超大直径盾构浅覆土始发技术

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盾构隧道双层衬砌结构受力现场监测试验研究

铁道工程学报 2016年第7期33卷 46-53页

作者：阳军生肖小文张聪邹志林张学民梁奎生刘洪震中南大学长沙410075 北京城建集团有限责任公司北京100085 中铁隧道股份有限公司郑州450000

研究目的:为探求海底盾构隧道双层衬砌结构的受力特性,本文以台山核电站海底取水盾构隧道为工程背景,对双层衬砌结构受力进行现场监测,并基于现场测试数据提出一种能准确计算软土地层海底盾构隧道设计荷载的方法,以期为类似工程提供借... 详细信息

研究目的:为探求海底盾构隧道双层衬砌结构的受力特性,本文以台山核电站海底取水盾构隧道为工程背景,对双层衬砌结构受力进行现场监测,并基于现场测试数据提出一种能准确计算软土地层海底盾构隧道设计荷载的方法,以期为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)监测成果显示,采用的大断面泥水加压平衡盾构及新型衬砌施工法施工快、质量高;(2)取水盾构隧道二次衬砌主要承受内水压力,隧道围岩压力主要由管片承担,管片衬砌外水土压力受施工及地层条件影响明显,施工期土压力存在加速、减速和加速趋于稳定三个时段,且加速段最为关键,稳定期土压力整体呈现上大下小形态,测点压力分布不均匀,水压力与隧道区域渗流分布规律一致,受隧道周边围岩地层影响,水压力分布又具有一定随机性,二次衬砌混凝土凝固收缩的影响会随时间减弱,受二衬自重影响,双层衬砌间接触压力在拱顶位置较小,拱脚位置较大;(3)当埋深H≤1.7D,垂直土压力=1.31×γh,水平土压力=1.65×λγh;当埋深1.7 D2.2 D,垂直土压力=0.63×γh,水平土压力=0.61×λγh;(4)本研究结果可为海底盾构隧道双层衬砌设计和施工提供指导。

关键词：核电站盾构隧道双层衬砌现场监测设计荷载

盾构法施工海底隧道孤石及基岩侵入体爆破施工风险分析

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盾构法施工海底隧道孤石及基岩侵入体爆破施工风险分析

泥水复合盾构过软硬不均地层关键技术研究及应用

作者：游永锋梁奎生中铁隧道股份有限公司

针对复合地层中,开挖断面内局部高强度基岩及孤石侵入体,盾构自身刀具无法有效破岩施工难点,在综合分析地面引孔下药施爆的控制钻爆法,控制破碎碴块体量基础上,对爆破产生的影响因素进行系统归类,建立孤石及基岩侵入体爆破施工风险综合... 详细信息

针对复合地层中,开挖断面内局部高强度基岩及孤石侵入体,盾构自身刀具无法有效破岩施工难点,在综合分析地面引孔下药施爆的控制钻爆法,控制破碎碴块体量基础上,对爆破产生的影响因素进行系统归类,建立孤石及基岩侵入体爆破施工风险综合评价指标体系,并结合层次分析法和模糊集法分别确定各级因素权重及隶属函数,评估其风险接受等级。实践证明:在设计和施工上采取合理的措施后,基岩及海域孤石地层预爆破风险评估切实可行的,风险规避措施有效。

关键词：海底隧道孤石基岩侵入体控制爆破模糊层次分析风险分析

来源： cnki会议评论

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建筑机械化 2012年第S2期33卷 45-50页

作者：彭正勇梁奎生中铁隧道集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道集团有限公司台山核电站取水隧洞项目经理部广东台山529228

根据台山核电站取水隧洞采用9.03m泥水复合式盾构开挖工程的实际情况,采用水下爆破的方法将岩体爆碎为30cm以下的碎块,为了满足盾构掘进过程中保压和防止地层塌陷,采用改进的袖阀管注浆工艺将爆破松动地层进行注浆加固。在爆破和注浆成... 详细信息

根据台山核电站取水隧洞采用9.03m泥水复合式盾构开挖工程的实际情况,采用水下爆破的方法将岩体爆碎为30cm以下的碎块,为了满足盾构掘进过程中保压和防止地层塌陷,采用改进的袖阀管注浆工艺将爆破松动地层进行注浆加固。在爆破和注浆成孔过程中,经过研究采用多种钻机交替施工、双重套管配合使用的新颖施工方法。爆破后按爆破孔数的3%进行了取芯验证,碎块的直径最大为25cm左右。通过上述一系列的技术措施,盾构顺利通过软硬不均段地层,为类似工程提供了宝贵的经验。

关键词：盾构掘进水下爆破袖阀管注浆软硬不均地层

盾构法施工海底隧道孤石及基岩侵入体爆破施工风险分析

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隧道建设 2012年第S2期32卷 31-36页

作者：游永锋梁奎生中铁隧道股份有限公司郑州450003

关键词：海底隧道孤石基岩侵入体控制爆破模糊层次分析风险分析