土压平衡盾构

摘要： 土压平衡盾构施工地铁隧道时经常会遇到土岩复合地层,在该类地层中掘进时,泡沫注入比更加难以确定。以深圳市地铁12号线某区间隧道土岩复合段为例,进行了室内泡沫改良剂试验、全风化混合花岗岩和土岩复合地层渣土改良试验。试验结果表明,在土岩复合地层中,掌子面土体占比每降低10%,泡沫注入比应当增加约50%,坍落度在100~220mm。通过工程实例发现,在土岩复合段内,泡沫注入比的增加有助于土压舱内建立稳定的土压力。

摘要： 提出以剪切板扭矩评价土仓内渣土状态,然后通过模型试验明确该指标在土仓内黏性渣土堵塞前后的变化特征,最后建立实时判别土仓渣土堵塞的方法。研究表明:黏土层内盾构隔板附近渣土绕中轴线流动角速度出现差异后,渣土黏附趋势逐步向刀盘发展,同时土仓顶部发生渣土脱空。最终引发渣土堵塞。渣土堵塞风险可通过土仓顶部和下侧的渣土剪切扭矩的幅值差异来实时判别。

摘要： 依托广州地铁18号线盾构施工,针对其地层分布复杂、软硬差异大及穿越密集民房建筑群等特点,通过注浆加固、现场动态监测、优化掘进参数等一系列主动措施,解决实际工程中掘进参数合理取值与地表建筑沉降变形控制两大难题。研究结果表明:(1)在该类软硬地层中掘进时,刀盘在通过不同岩层断面分界线时扭矩、推力等参数波动较大,总推力与扭矩有良好的相关性,各掘进参数宜控制为:推力30000~35000 kN、扭矩4500~6000 kN·m、推进速度35~45 mm/min;(2)提出的多段式封孔洞内超前注浆工艺可使刀盘前18 m范围内的地表上抬3~5 mm,最大上抬值能达9.02 mm,同时能缓解土体在盾构下穿时及后续固结稳定的沉降趋势;(3)因刀具磨损、掘进参数波动大、螺旋机卡死等引起的临时停机会造成地表建筑日沉降速率超过3 mm/d,在预设停机点位置前采取洞内超前注浆和克泥效工法能有效缓解沉降趋势,在带压开舱期间日沉降速率控制在2 mm/d以下;(4)左右隧道轴线附近的地表建筑沉降基本可分为“微小隆起—沉降较大—逐渐稳定”三个阶段,测点最大沉降值最终稳定在-21.38 mm、-22.49 mm,均小于控制值。

摘要： 随着城市地下轨道交通的快速发展,城市居民对地铁出行效率提出更高要求。为满足地铁出行效率不断提升,提高地铁列车编组运行速度,盾构隧道开挖直径由早期6m盾构机逐步发展到现在7m盾构机。目前,国内大量早期型号盾构机未达到设计里程,因隧道直径发生变化造成无法使用,这给社会资源造成极大浪费。成都轨道交通30号线一期工程的盾构开挖直径由6 480mm改造成6 280mm,实现了不同开挖直径盾构机的相互转换,减少企业资源浪费,降低了施工成本。

摘要： 针对富水软土地层盾构接收施工易发生涌水涌砂的问题,使用钢套筒辅助盾构接收施工能有效克服该难题。文章对钢套筒辅助盾构接收在富水软土层中应用的重、难点和关键施工工艺进行了分析和阐述,并结合实际施工数据对钢套筒安全性和可行性进行了论证。结果表明,使用钢套筒辅助土压盾构接收在富水软土地层应用效果良好。

摘要： 渣土改良效果的优劣是土压平衡盾构能否正常掘进的重要影响因素之一,不同的渣土改良方法对盾构推力、扭矩、地表沉降控制等产生不同结果。以济南地铁2号线历山路站~七里堡站区间富水闪长岩地层土压平衡盾构施工为背景,通过分析不同改良剂的特性,确定了富水闪长岩地层土压平衡盾构采用膨润土+聚合物改良渣土方案;对膨润土、聚合物改良渣土进行了试验与分析,并研究改良剂注入位置对渣土改良效果的影响。实践表明:膨润土+聚合物改良渣土方案,效果良好,适用于富水闪长岩地层盾构掘进,有利于控制螺旋机喷涌;并对改良剂注入位置的选择等提出了建议。

摘要： 文章依托乌鲁木齐轨道交通一号线工程实例,针对在乌鲁木齐典型无水砂卵石地层进行地铁盾构施工所面临的问题,阐述了无水砂卵石地层土压平衡式盾构施工中存在的主要风险因素以及相应的控制对策。

摘要： 螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部件之一,其作用是输送渣土及保持土仓压力稳定,而闸门是螺旋输送机保压的最后屏障,闸门通过调整其内部的闸门密封与门板之间的位置状态,来调节渣土的输送效率,进而保证土仓内的压力动态平衡。闸门密封属于动态密封,在使用过程中易出现磨损从而导致密封失效,文章通过多种密封结构形式,借助有限元分析软件进行校核,分析相同承压能力的情况,密封对门板的压力、摩擦力、寿命情况。为后续在高承压盾构下的闸门密封选型提供参考。

摘要： 以南昌地铁4号线3标段富水砂层为研究对象,对渣土改良试验进行分析,通过坍落度试验评价渣土改良效果;研究不同泡沫、膨润土泥浆及高分子聚合物注入率对改良后渣土流塑性影响,并确定不同改良剂最优掺量区间,提出富水砂层渣土改良技术方案,解决在盾构开挖掘进时容易造成螺旋机喷涌、掌子面压力不稳定以及刀具磨损等问题.

摘要： 盾构穿越复合地层时,富水砾砂层含量高易发生“喷涌”、掌子面失稳,泥岩地层含量高则易发生结泥饼、刀具抱死及偏磨、出渣困难等问题。针对这些施工难题,以南昌地铁4号线七里站—民园路西站(七民)盾构区间穿越富水砾砂-泥质粉砂岩复合地层为研究对象,基于5种不同复合程度掌子面地层渣土改良试验,研究土压平衡盾构在动态变化的复合地层中所需的合理渣土改良剂配比。结果表明:对于复合地层,随着泥岩占比从10%增加至90%,泡沫注入率从20%逐渐增大至50%,膨润土泥浆注入率从20%逐渐减小至0。现场应用结果表明,采用该改良方案可保证土仓内渣土流塑性较好、渗透性较低。

摘要： 以“四节一环保”的绿色施工核心要求为导向,由盾构的选型为起点,以土压平衡盾构施工为研究对象,进行绿色施工技术应用、创新,分析了土压平衡盾构施工过程中应重点控制的环节与盾构能耗控制的重点系统,将研究成果应用于实际工程,取得了良好的经济效益和社会效益.

摘要： 土压平衡盾构在上部为富水砂层、下部为粉砂质泥岩的地层中掘进,盾构掘进参数控制难度较大,既有发生螺旋机喷涌的风险,又有刀盘、土仓结泥饼的风险.根据盾构掘进段的埋深与水文地质,及时调整土仓压力,采用优质泡沫与高分子聚合物优化组合有效规避螺旋机喷涌风险;增加泥饼冲洗系统,掘进中同步冲洗刀盘、土仓,达到泥饼防控的目的.实践证明,通过合理的参数控制并辅助必要的设备优化措施,可以有效控制土压平衡盾构在富水复合地层掘进中因螺旋机喷涌、刀盘(土仓)结泥饼引起的地面沉降超限(坍塌)风险,保证盾构施工安全.

摘要： 南宁市轨道交通2号线土建3标和4标,玉洞站～金象站～石子塘站～建设路站(不合)3站3区间均不同程度受到岩溶地质的影响,这也是南宁地铁隧道建设首次遇到岩溶.其中,石子塘站两端区间岩溶中等发育、局部强烈发育,而且岩溶水较丰富,盾构施工风险巨大.施工从岩溶补勘和盾构选型与改造入手,经过细致全面的勘察、因地制宜的处理、合理的盾构选型、稳妥可靠的掘进参数控制,顺利通过了岩溶发育区,岩溶地区土压平衡盾构的施工技术对后续城市轨道交通工程的建设具有积极的指导作用和良好的借鉴价值.实践证明，该工法降低了施工成本，缩短了施工工期，可有效对岩溶发育地层进行加固处理，使盾构隧道安全通过，大大减少了施工对社会造成的不利影响，经济效益、社会效益和节能环保效益显著，对岩溶地区盾构施工具有较高的借鉴意义，推广应用前景广阔。

摘要： 使开挖土体处于良好的塑流状态,是保证土压平衡盾构顺利掘进的重要措施.含水粉细砂地层是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此条件下掘进,土体塑流性差,刀盘及螺旋输送机磨损严重,土体易产生流动出现塌方.本文针对北京地铁14号线11标段,针对土压平衡盾构机长距离穿越全断面粉细砂地层在加泥的基础上,同时注入泡沫剂进行了试验和现场应用.使用添加剂后,不仅有利于保持开挖面土压平衡,而且机械负荷和刀盘磨损大大减轻,为盾构顺畅地切削排土及匀速推进起到了决定性的作用,对于同类地层盾构掘进起到了一定的借鉴意义.

摘要： 结合西安地铁3号线TJSG-12标段胡家庙站—石家街站区间,盾构穿越饱和软黄土、古土壤及老黄土地层工程实例,对土压平衡盾构在上软下硬不均匀地层中掘进所采取的管片姿态控制技术进行了研究,并对具体实施效果进行了评价分析.

摘要： 以价值工程理论为基础,结合绿色施工的相关要求,对某工程的盾构选型进行绿色分析,针对所选择的土压平衡盾构施工中的各要素进行功能评价及价值分析,确定把隧道土体开挖、盾构推进和同步注浆三个功能作为进行技术优化的重点研究对象;从资源消耗角度分别对三者尽可能地优化途径进行了分析,提出了盾构绿色施工的控制技术.

摘要： 本文运用人工神经网络(ANN),预测土压平衡盾构掘进过程中引起的地表最大沉降.依托长沙地铁4号线项目,收集到39个断面的地质参数、掘进参数和地表沉降参数.提出了一种量化地质参数的方法,利用人工神经网络非线性拟合能力,综合考虑地层与盾构机掘进过程中的相互耦合关系.研究结果表明,本文预测的地表最大沉降平均绝对误差(MAE)为2.1mm,均方根误差(RMSE)为2.4mm,训练好的神经网络模型能在短时间内预测出整条线路的最大沉降值.

摘要： 土压平衡盾构在高水压砂层中掘进时,施工措施不当会使开挖面发生涌水涌砂险情,进而引起较大的地表沉降,土体下沉会使得管片严重变形,威胁施工人员的生命安全.以武汉地铁7号线小东门至武昌火车站盾构区间为研究背景,通过建立精细化数值模型,考虑水土流固耦合作用,研究土压平衡盾构在砂土层中掘进时开挖面涌水对地表沉降及管片和螺栓内力的影响.结果表明:开挖面涌水量与地表沉降呈线性关系,与管片螺栓内力呈非线性增长关系,较大的涌水量使隧道拱顶处发生严重的挤压变形,进而引起管片破损及螺栓屈服.因此,当开挖面发生涌水涌砂险情时,为防止地表严重下沉及管片破损,应尽快采取紧急措施减小涌水量.

摘要： 本文基于北京地铁7号线线路的多条盾构隧道工程实践总结,结合现行《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307-2012要求,针对北京市应用较多的土压平衡盾构,介绍了其与地质条件密切相关的盾构设备、掘削机构(刀盘)、推进机构等设备的选型要点和施工参数确定方法.成果希望可为从事类似工作的工程技术人员提供一定的参考.

摘要： 盾构法施工是目前用于开挖面自稳性差或地下水较多的地层中修建隧道的主要方法。渣土改良是土压平衡盾构掘进施工的重要组成部分,泡沫剂是盾构工程领域应用最广泛的渣土改良材料之一,泡沫剂在各种地层均能起到一定的改良效果.不同地层对泡沫剂的性能要求有所不同,其中泡沫稳定性和泡沫强度是盾构渣土改良泡沫剂的核心功能指标,是泡沫剂性能优劣的重要评价依据,地层流塑性改良的要求越高,对核心指标的要求也越高.在实际应用中可通过一些现场检测方法分析、判断泡沫剂的性能及品质.

摘要： 本发明公开了一种土压平衡盾构土仓进排土引起的地表沉降预测方法。根据盾构在初始掘进阶段的掘进数据和地表沉降数据，通过推导盾构掘进参数(N/v)与盾构排土引起的地层损失的关系式，反算出螺旋输送机排土效率η和地表沉降槽宽度i，建立盾构在下一环掘进时的地表沉降预测公式：

摘要： 本发明涉及一种土压平衡盾构机中的皮带机控制方法，皮带机的控制电路包括：线路一和线路二，三相电源输出线路为线路一，线路一的端部为第一连接端；线路一与线路二连接；线路二与线路一连接的一端为第二连接端，皮带机上的电机设置有六个接触端子，均与线路二连接；皮带机的控制方法包括以下步骤：当控制模块确定电机启动时，第四接触端子一，第四接触端子二和第四接触端子三短连接；当控制模块确定电机启动完毕运行时，第三接触端子三和第四接触端子一短接，第三接触端子二和第四接触端子三短接，第三接触端子一和第四接触端子二短接，本发明还涉及一种采用上述方法控制的皮带机和盾构机，本发明的采用控制方法简单，价格低廉，节省电能。

摘要： 一种基于马蹄形盾构机的大断面马蹄形土压平衡盾构隧道施工方法，采用以下步骤，步骤1：设置明洞反力结构盾构始发装置，端头向进洞方向采用大管棚加固。步骤2：在底板结构上设置始发基座，在始发基座上设置3根第一导轨作为盾构机导向轨道，在洞门导洞中铺设3根第二导轨，将第一导轨和第二导轨相连，位于盾构机盾尾与中盾的连接处，在始发基座上设置有盾尾焊接槽。步骤3：设置明洞加强段结构为盾构机提供反力。在大断面马蹄形盾构机基础上，形成了大断面马蹄形盾构施工的成套技术：明洞反力结构盾构始发技术；盾构掘进参数控制技术；大断面马蹄形盾构管片拼装技术；渣土改良技术。

摘要： 本发明公开了一种土压平衡式盾构机的土仓结构和土压平衡盾构机，属于施工设备制造领域。所述土压平衡式盾构机的土仓结构，包括土仓壁板、刀盘、刀盘扭腿、传力环、驱动箱和切口环，所述驱动箱与所述切口环固定连接，所述驱动箱内设有主轴承，所述刀盘扭腿一端与所述传力环相连，所述刀盘扭腿另一端与所述刀盘相连，所述土仓壁板与所述驱动箱固定连接。所述土压平衡盾构机包括所述土仓结构。本发明实施例通过使土仓壁板固定不动，而刀盘相对于土仓壁板发生相对转动，这样就使土仓内中心区域的土体形成流动状态，从而保证土仓内中心区域的土体有良好的流动性，有效的防止了土仓内结泥饼的问题。

摘要： 本申请公开了一种土压平衡盾构机，包括盾构机本体和设于盾构机本体上的推进油缸，盾构机本体前部设有刀盘，刀盘上连接有主驱动，盾构机本体上还设有大螺旋输送机和小螺旋输送机，大螺旋输送机和小螺旋输送机的前端均分别与盾构机本体的土仓连接，用于输出土仓内的渣土。该土压平衡盾构机，通过小螺旋输送机配合大螺旋输送机输出土仓内的渣土，小螺旋输送机对土仓内的土压起到很好的精调作用，使开挖面的土压精确达到预定土压值，从而能有效确保开挖面的稳定；还提供一种土压平衡盾构机控制系统及其控制方法，对大螺旋输送机和小螺旋输送机的转速进行自动控制，实现土仓出渣量的精确控制，从而使开挖面的土压准确达到预定土压值。

摘要： 本发明公开了一种土压平衡盾构土仓进排土引起的地表沉降预测方法。根据盾构在初始掘进阶段的掘进数据和地表沉降数据，通过推导盾构掘进参数(N/v)与盾构排土引起的地层损失的关系式，反算出螺旋输送机排土效率η和地表沉降槽宽度i，建立盾构在下一环掘进时的地表沉降预测公式：

摘要： 本发明涉及一种土压平衡盾构机中的皮带机控制方法，皮带机的控制电路包括：线路一和线路二，三相电源输出线路为线路一，线路一的端部为第一连接端；线路一与线路二连接；线路二与线路一连接的一端为第二连接端，皮带机上的电机设置有的六个接触端子，均与线路二连接；皮带机的控制方法包括以下步骤：当控制模块确定电机启动时，第四接触端子一，第四接触端子二和第四接触端子三短连接；当控制模块确定电机启动完毕运行时，第三接触端子三和第四接触端子一短接，第三接触端子二和第四接触端子三短接，第三接触端子一和第四接触端子二短接，本发明还涉及一种采用上述方法控制的皮带机和盾构机，本发明的采用控制方法简单，价格低廉，节省电能。

摘要： 本实用新型为一种适用于土压平衡盾构机的常压换刀刀盘及土压平衡盾构机，其中，常压换刀刀盘包括刀盘结构，刀盘结构具有周向间隔设置的多个进渣孔，在刀盘结构的背部正对每个进渣孔的位置均设有一支撑结构，每个支撑结构包括支撑板体以及与支撑板体连接的推进驱动件，在支撑板体的外侧边缘一周设有钢丝密封刷结构。推进驱动件固设在土压平衡盾构机的盾体结构内，推进驱动件能驱动支撑板体伸出并密封封堵对应的进渣孔。本实用新型能实现常压换刀，且结构简单，施工安全便捷，换刀过程效率高。

摘要： 本实用新型公开了一种土压平衡盾构机用皮带输送机及具有其的土压平衡盾构机，皮带输送机上设有用于支撑输送皮带的轨道支架，皮带输送机上还设有用于对输送皮带表面残存的物料进行刮除的刮料构件，刮料构件包括用于刮除输送皮带表面残存的物料的刮刀及用于安装刮刀的第一安装架。刮刀平行输送皮带设置且位于输送皮带的下方。第一安装架与用于支承输送皮带的轨道支架弹性连接，以当输送皮带上下跳动时，刮刀随输送皮带同步跳动以始终紧贴输送皮带。采用本实用新型的土压平衡盾构机用皮带输送机及具有其的土压平衡盾构机，可避免输送皮带上残存的物料在输送皮带回程过程中洒落以污染环境及物料粘黏在托辊上磨损输送皮带而损坏输送皮带。

摘要： 本实用新型公开了一种土压平衡盾构小曲线半径隧道盾构掘进装置，具体涉及土压平衡盾构技术领域，其技术方案是：包括刀盘、刀组和分切装置，所述刀组和所述分切装置安装在所述刀盘内侧，所述刀盘内侧固定安装固定座，所述固定座内壁安装固定箱，所述固定箱内部固定安装切割机，所述切割机右端固定安装切割片，所述固定箱左端固定安装小臂，所述小臂左端连接大臂，所述大臂左端固定安装连接块，所述连接块左端固定连接液压缸，所述固定座内侧固定安装支撑座，本实用新型有益效果是：通过对土压平衡盾构前端设置分切装置，增大泥土进入口，以及设置内外刀片，方便对体积较大的石块进行分切输送，减小刀片的磨损率。