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盾构隧道管片上浮机理与控制分析

地下空间与工程学报 2016年第1期12卷 49-54页

作者：董赛帅杨平姜春阳王亦玄南京林业大学土木工程学院南京210037 中铁三局集团华东建设有限公司南京211106

盾尾后方管片上浮是盾构法隧道施工过程中普遍存在的问题。本文针对南京地铁三号线TA-14标胜-天区间的盾构隧道施工过程中出现的管片上浮现象,分析了盾构隧道掘进过程中管片上浮的机理。从实测数据及受力分析入手,提出了管片上浮的两个... 详细信息

盾尾后方管片上浮是盾构法隧道施工过程中普遍存在的问题。本文针对南京地铁三号线TA-14标胜-天区间的盾构隧道施工过程中出现的管片上浮现象,分析了盾构隧道掘进过程中管片上浮的机理。从实测数据及受力分析入手,提出了管片上浮的两个阶段,其中第一阶段为管片上浮的主要时间段,在短时间内就完成了管片上浮总量的70%,为重点研究阶段。研究探讨了管片上浮量的决定性因素,认为改善水泥砂浆的初凝时间以及早期抗剪强度是有效控制管片上浮的重要措施之一。提出了施工过程中盾尾后方管片上浮的对策和针对性措施,可为今后类似盾构隧道施工提供参考。

关键词：隧道盾构管片上浮浆液盾构姿态纠偏

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类矩形盾构超浅覆土接收施工技术研究

现代隧道技术 2020年第S1期57卷 963-968页

作者：陈沈玮上海隧道工程有限公司上海200232

类矩形盾构隧道具有空间利用率高、覆土浅等优势,在城市轨道交通工程中的应用越来越广泛,但随着盾构覆土越来越浅,类矩形盾构面临着超浅覆土接收施工技术难题。在类矩形盾构超浅覆土接收施工过程中,若施工参数设置不当,则易造成类矩形... 详细信息

类矩形盾构隧道具有空间利用率高、覆土浅等优势,在城市轨道交通工程中的应用越来越广泛,但随着盾构覆土越来越浅,类矩形盾构面临着超浅覆土接收施工技术难题。在类矩形盾构超浅覆土接收施工过程中,若施工参数设置不当,则易造成类矩形隧道变形、上浮、盾构姿态偏差较大、地表沉降较大及洞门渗漏等现象。基于此,文章依托宁波市轨道交通4号线某出入段工程,分析并总结了类矩形盾构超浅覆土接收施工关键技术措施及参数,为后续类似类矩形盾构施工积累工程经验和提供相关技术参考及依据。

关键词：类矩形盾构超浅覆土盾构接收隧道变形盾构姿态

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铰接盾构自动导向系统测量方法

大地测量与地球动力学 2012年第3期32卷 55-58页

作者：潘国荣白昀李怀锋同济大学测量与国土信息工程系上海200092 国家测绘局现代工程测量重点实验室上海200092

运用三维直角坐标转换模型,解算盾构机轴线局部坐标系与实际三维空间坐标系两种坐标系之间的转换关系,然后利用转换关系求出铰接盾构机盾尾中心和铰接中心的坐标,再由铰接中心和得到的铰接千斤顶推进里程推求盾首中心的实际坐标,计算盾... 详细信息

运用三维直角坐标转换模型,解算盾构机轴线局部坐标系与实际三维空间坐标系两种坐标系之间的转换关系,然后利用转换关系求出铰接盾构机盾尾中心和铰接中心的坐标,再由铰接中心和得到的铰接千斤顶推进里程推求盾首中心的实际坐标,计算盾构机的姿态。该方法运用于地铁盾构的导向测量中,取得了令人满意的结果。

关键词：三维直角坐标转换铰接盾构七参数盾构姿态导向测量

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长距离越江跨海盾构隧道三维轴线控制技术

地下空间与工程学报 2011年第1期7卷 121-126,149页

作者：田海洋季倩倩陆雅萍上海长江隧桥建设发展有限公司上海201209

随着高等级公路建设步伐的加快和沿江、沿海经济的快速发展,盾构隧道工程项目朝着大型化、综合化、复杂化方向发展,特别是大型越江跨海盾构隧道工程不断涌现,安全控制、环境影响控制和工期控制等要求越来越高,其中如何在长距离施工中保... 详细信息

随着高等级公路建设步伐的加快和沿江、沿海经济的快速发展,盾构隧道工程项目朝着大型化、综合化、复杂化方向发展,特别是大型越江跨海盾构隧道工程不断涌现,安全控制、环境影响控制和工期控制等要求越来越高,其中如何在长距离施工中保证大直径越江跨海隧道轴线精度成为施工关键,本文以目前世界上直径最大、同级别盾构机一次性掘进距离最长的盾构隧道-上海长江隧道工程为例,详细阐述高精度管片制作拼装、贯通测量及盾构姿态控制等隧道轴线精度控制的关键技术,并形成相应的三维轴线控制技术,为日后攻克更大、更长盾构隧道轴线控制给予借鉴意义。

关键词：三维轴线控制技术管片拼装贯通测量盾构姿态

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基于两棱镜模型的盾构引导系统开发与研究

城市轨道交通研究 2012年第11期15卷 105-107页

作者：王智青岛市勘察测绘研究院青岛工程师266032

目前国内外常用的盾构自动引导系统是基于三棱镜模型,通过测量3个棱镜解算切口盾尾的坐标。提出2个棱镜加上倾斜仪的盾构自动引导系统模型,利用双轴倾斜仪读取俯仰角和扭转角,根据盾首盾尾以及两个棱镜的空间位置关系用空间解析几何方... 详细信息

目前国内外常用的盾构自动引导系统是基于三棱镜模型,通过测量3个棱镜解算切口盾尾的坐标。提出2个棱镜加上倾斜仪的盾构自动引导系统模型,利用双轴倾斜仪读取俯仰角和扭转角,根据盾首盾尾以及两个棱镜的空间位置关系用空间解析几何方法推导了盾构姿态解算方法。其解算过程简单,易于程序实现。该模型在工程中取得了良好的应用效果,避免了三棱镜模型的不足。

关键词：盾构姿态自动引导两棱镜模型倾斜仪

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地铁盾构穿越暗挖风道施工技术

建筑技术 2009年第11期40卷 987-989页

作者：王锡军周林生北京长城贝尔芬格伯格建筑工程有限公司北京100028

结合北京地铁机场线10B合同段盾构穿越双层暗挖风道的工程实例,对地铁盾构穿越双层暗挖风道的施工技术与控制要点进行分析。认为地铁盾构穿越双层暗挖风道时,必须从盾构机主体长度大于风道宽度,盾构机自重大,作业空间狭小,穿越过程中盾... 详细信息

结合北京地铁机场线10B合同段盾构穿越双层暗挖风道的工程实例,对地铁盾构穿越双层暗挖风道的施工技术与控制要点进行分析。认为地铁盾构穿越双层暗挖风道时,必须从盾构机主体长度大于风道宽度,盾构机自重大,作业空间狭小,穿越过程中盾构姿态出现偏差无法调整等客观事实出发,在确保安全、质量的前提下,选择成熟可靠、易于操作的施工方法,规避施工风险。

关键词：地铁盾构过站法风道穿越暗挖风道盾构姿态

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泥水平衡盾构穿越软弱地层快速掘进技术

公路 2014年第11期59卷 226-229页

作者：王公忠河南工程学院安全工程学院郑州市451191 河南工程学院煤矿灾害预防控制实验室河南省高校重点实验室培育基地郑州市451191

分析了影响泥水平衡盾构穿越软弱地层掘进速度的因素,通过调整黏土段的掘进参数和泥浆性能,改善泥浆携渣能力,加快了黏土段掘进速度,给出了改善出渣和压力波动的主要技术措施。通过不断调整盾构机刀盘转速、掘进速度、推力及扭矩等运行... 详细信息

分析了影响泥水平衡盾构穿越软弱地层掘进速度的因素,通过调整黏土段的掘进参数和泥浆性能,改善泥浆携渣能力,加快了黏土段掘进速度,给出了改善出渣和压力波动的主要技术措施。通过不断调整盾构机刀盘转速、掘进速度、推力及扭矩等运行参数,顺利通过砂砾层。加强泥浆比重和泥水循环的调整,避免了堵仓、堵泵或者泥水循环管路堵塞情况的发生,形成了泥水平衡盾构穿越软弱地层施工的关键成套技术,实现了软岩条件下泥水平衡盾构长距离快速掘进。

关键词：盾构掘进泥水平衡盾构姿态软弱地层刀具配置管片错台

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地铁盾构智能导向系统研究

地铁盾构智能导向系统研究

作者：徐然同济大学

学位级别：硕士

近年来,地上交通状况越来越拥挤,许多城市都大力发展地下空间,修建地铁来缓解地面交通压力。盾构法是用来开发地下空间的较好选择,特别适合于软土隧道的挖掘。在盾构掘进的过程中,如何实时地、准确地、高精度地给出方向指引是保证施工... 详细信息

近年来,地上交通状况越来越拥挤,许多城市都大力发展地下空间,修建地铁来缓解地面交通压力。盾构法是用来开发地下空间的较好选择,特别适合于软土隧道的挖掘。在盾构掘进的过程中,如何实时地、准确地、高精度地给出方向指引是保证施工能否顺利进行以及控制盾构偏差的重要环节。传统的人工测量方法只能在每一环结束后盾构机停止推进时进行,并不能实时获取盾构姿态。那么,如何实时地得到盾构姿态用以调整盾构的前进方向就显得得尤为重要。本文的目的就是设计一种操作简单、便于实现的盾构智能导向系统。该系统可以实现对盾构姿态的自动导向,大大减少人工测量的工作量,也避免了测量人员由于理论和经验的缺乏而导致的错误。该系统测量速度快,即使在盾构运行过程中也可以测量,能够实时地为盾构操作人员提供参考数据。该系统主要原理是:事先测定盾构机上特征点与盾构机轴线的相对关系,并将盾构机看成是刚体,通过对盾构机上的特征点进行自动测量,利用坐标转换的方法求得盾构机的轴线,并与设计线路进行比较,从而实现对盾构机姿态的测定。本系统还打破传统的以盾构机轴线代替隧道中心轴线来测量掘进偏差的观念,尝试通过管片中心来测定隧道中心轴线的偏差来指导盾构,更真实地表达了隧道施工的情形。本系统是在VC的开发环境下,通过徕卡自动全站仪的GeoCom函数库实现对TCR系列自动全站仪的控制,完成对盾构机姿态的自动测量,并在地铁隧道中进行了部分试验,取得了一定的效果。

关键词：自动测量盾构姿态坐标转换盾构机轴线管片中心

影响泥水平衡盾构施工中变形的因素分析及其对既有隧道影响的分析

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影响泥水平衡盾构施工中变形的因素分析及其对既有隧道影响的分析

作者：李庭平上海交通大学

学位级别：硕士

泥水平衡盾构隧道施工中对地层变形影响的主要因素包括:（1）开挖面泥水压力的设定;（2）盾构掘进中的姿态控制;（3）壁后注浆的方法与注浆量控制。本研究针对上海市延安东路复线隧道及西藏南路越江隧道中大型泥水盾构施工的实际情况,... 详细信息

泥水平衡盾构隧道施工中对地层变形影响的主要因素包括:（1）开挖面泥水压力的设定;（2）盾构掘进中的姿态控制;（3）壁后注浆的方法与注浆量控制。本研究针对上海市延安东路复线隧道及西藏南路越江隧道中大型泥水盾构施工的实际情况,分析了盾构开挖面泥水压力的设定、盾构姿态控制及同步注浆对变形的影响。另外,大型泥水盾构在施工中有时会不可避免地近距离接近既有地铁隧道。因此,对既有地铁隧道的变形进行预测并提出保护措施是非常重要的,本研究另一方面是针对西藏南路越江隧道近距离下穿地铁8号线（M8）引起的变形进行分析研究。本文的主要研究成果如下: （1）引入了泥水平衡盾构开挖面“泥水压力比”的概念及其控制值。泥水压力比（μ）定义为开挖面实际泥水压力与按照静止水土压力加预压计算所得的泥水压力之比;针对西藏南路越江隧道近距离下穿既有小直径地铁8号线隧道的工程情况,建立了三维有限元模型,分析了泥水压力比与地铁隧道稳定性的关系。结果表明,盾构开挖面泥水压力在静止水土压力附件变化时（μ=1.0）,对既有隧道的影响较小;而当泥水压力减小到极限泥水压力附近时（μ=0.65）,泥水压力的变化对既有地铁隧道变形有着显著的影响。因此,在实际工程中,建议泥水压力比μ应控制在0.7~1.0的范围内为宜。（2）引入“地层损失与补偿”的概念分析了盾构姿态控制与壁后注浆对地面变形的贡献。盾构隧道施工中在盾构机与管片之间存在盾尾间隙,盾构掘进中的方向变化与姿态控制调整会引起超挖,从而使得实际挖掘体积比理论值大,这些间隙与超挖构成“地层损失”。在实际工程中,地层损失是通过壁后注浆来补偿的。本研究利用上海延安东路复线隧道现场实际数据,归纳总结了盾构姿态控制对地层损失的贡献,建立了姿态控制引起地层损失的定量关系。归纳总结了壁后注浆对地层损失的补偿作用及注浆方法与注浆量控制的规律。（3）建立了三维有限元模型,在模型中用地层损失这一参数综合考虑了盾构开挖面稳定、盾构姿态控制及壁后注浆等因素,对西藏南路大直径泥水盾构隧道下穿既有地铁隧道的变形影响进行了分析。计算结果表明:（a）西藏南路左线越江隧道施工引起的地面沉降和既有地铁M8线沉降最大值基本随地层损失率呈线性增长,当地层损失率为0.5%、1.0%和1.5%时,地面沉降最大值分别为8.1mm、16.4mm和28.6mm,M8线最大沉降量分别为6.5mm、15.3mm和26.1mm;（b）当左右线越江隧道地层损失率均为0.5%、1.0%和1.5%时,地面沉降最大值分别为8.7mm、20.1mm和35.8mm,M8线最大沉降量分别为8.8mm、24.4mm和42.8mm。根据上海市运营地铁隧道保护标准,运营地铁结构设施容许位移绝对值小于等于20mm。因此,需将左右越江隧道地层损失率均控制在0.852%以内。

关键词：泥水平衡盾构有限元法近接施工地面沉降泥水压力盾构姿态壁后注浆