盾构穿越特殊地层掘进施工技术应用分析
|
摘要
针对郑州地铁2号线盾构法掘进施工过程中遇到的大量的姜石和胶结层,造成盾构机掘进迟缓、刀盘易"结饼"、扭矩增大等变化.从盾构机流体部分、电气部分、刀盘及回转接头等方面提出了改良措施,并对改良后的盾构机掘进速度、刀盘扭矩、总推力等参数和之前的数据进行拟合,分析改良效果.由于掘进隧道相邻既有建筑物,在进行路面沉降动态监测的过程中考虑了遮拦效应的影响,以保证施工的准确及安全性.这些改良措施提高了土体的流塑性,保证了土压平衡的建立,土体进入及排出土舱速度得到有效缓解,有效降低了刀盘的扭矩,而且刀盘扭矩的变化幅度也逐渐趋于平缓,避免了刀盘扭矩过大超过额定扭矩及刀盘"结饼"等现象.
Based on the shield tunnel construction encounters many rocks and the cemented layer in Zhengzhousecond tunnel line,we find such issues can result in shield tunneling slow,mud of the clay strata and the torqueincreases.Paper in terms of fluid parts,electrical parts,cutter and swivel joints prodposes the improvementmeasures,and fits the data before speed,torque of cutterhead and total thrust are improved.Since the tunnelexcavation of existing adjacent buildings,the author considers the pavement subsidence during the dynamicmonitoring of the masking effect,in order to ensure the accuracy and safety of the construction.These improvementmeasures improve the flow of plastic soil to ensure the establishment of EPB,and relieve the soil goes into anddischarges the soil tank effectively,also reduce the cutterhead torque.The change ranges of the torque of cutterneadbecomes more and more gentle.The measures also avoid the torque of cutterhead too large to exceed the ratedtorque and arise the cutter caking phenomenon.
Based on the shield tunnel construction encounters many rocks and the cemented layer in Zhengzhousecond tunnel line,we find such issues can result in shield tunneling slow,mud of the clay strata and the torqueincreases.Paper in terms of fluid parts,electrical parts,cutter and swivel joints prodposes the improvementmeasures,and fits the data before speed,torque of cutterhead and total thrust are improved.Since the tunnelexcavation of existing adjacent buildings,the author considers the pavement subsidence during the dynamicmonitoring of the masking effect,in order to ensure the accuracy and safety of the construction.These improvementmeasures improve the flow of plastic soil to ensure the establishment of EPB,and relieve the soil goes into anddischarges the soil tank effectively,also reduce the cutterhead torque.The change ranges of the torque of cutterneadbecomes more and more gentle.The measures also avoid the torque of cutterhead too large to exceed the ratedtorque and arise the cutter caking phenomenon.
引文
[1]张治国,黄茂松,王卫东.遮拦叠交效应下地铁盾构掘进引起地层沉降分析[J].岩石力学与工程学报,2013,32(9):1750-1761.
[2]刘燕,聂淑敏,刘涛.既有地下结构对基坑位移的遮拦效应研究[J].岩石工程学报,2014,36(增2):400-403.
[3]黄茂松,李早杨.超隧道开挖条件下被动群桩遮拦效应分析[J].土木工程学报,2007,40(6):69-74.
[4]谭忠盛,洪开荣,万姜林,等.软硬不均地层复合盾构的研究及掘进技术[J].岩石力学与工程学报,2006,25(增2):3945-3952.
[5]施成华,彭立敏,雷明锋.盾构法施工隧道地层变形时空统一预测方法研究[J].岩土力学,2009,30(8):2379-2384.
[6]谢文斌,吴为义.大直径泥水盾构下穿钱塘江大堤引起地层沉降的实测分析[J].现代隧道技术,2011,48(4):142-147.
[7]袁大军,尹凡,王华伟,等.超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10):2074-2080.
[8]徐明,谢永宁.盾构隧道开挖对邻近单桩基础的影响[J].华南理工大学学报,2011,39(4):149-155.
[9]PANG C H,YONG K Y,CHOW Y K.The response of pile foundation subjected to shield tunneling[C]//.Proceedings of the 5th international conference of TC28 of the ISSMGE.London:Taylor&Frarcis,2005:737-743.
[10]徐孜军.盾构刀具破岩特性的数值模拟及实验研究[D].长沙:中南大学,2012.
[11]彭钧.复杂地层盾构刀具磨损控制技术研究[D].北京:北京交通大学,2013.
[12]宁锐.深圳地铁5号线盾构施工关键问题研究[D].四川:西南交通大学,2014.
[13]王振飞,张成平,张顶立,等.富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性[J].北京交通大学学报,2013,37(3):62-66.
[14]陈馈.盾构刀具关键技术及其最新发展[J].隧道建设,2015,35(3):197-203.
[15]黄清飞.砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D].北京:北京交通大学,2010.
[16]夏毅敏.盾构刀具破岩过程及其切削特性[J].中南大学学报(自然科学版),2011,42(4):954-959.
[17]陈琳.基于正交试验的盾构刀具磨损分析[D].石家庄:石家庄铁道大学,2015.
[18]滕丽,张桓.盾构穿越砂卵石地层地表沉降特征细宏观分析[J].岩土力学,2012,33(4):1141-1150.
[19]竺维彬,鞠世健.复合地层中的盾构施工技术[M].北京:中国科学技术出版社,2006.
[20]张庆贺,朱忠龙,杨俊龙,等.盾构推进引起土体扰动理论分析及试验研究[J].岩石力学与工程学报,1999,18(6):699-703.
[21]竺维彬,鞠世健,张弥,等.广州地铁二号线旧盾构穿越珠江的工程难题及对策[J].土木工程学报,2004,37(1):56-60.
[22]王志良,刘涛.盾构穿越复杂地段对周围环境影响的研究[J].四川建筑科学研究,2010(3):94-97.
[23]姚占虎,伍国军,陈卫忠,等.盾构穿越对圆形风井结构的变形内力影响分析——以南京纬三路过江通道工程盾构穿越梅子洲风井为例[J].隧道建设,2015,35(11):1127-1133.
[24]李有兵.大直径泥水平衡盾构穿越上软下硬地层的施工技术研究[D].成都:西南交通大学,2014.
[25]江华,江玉生,张晋勋,等.北京地铁砂卵石地层土压平衡盾构施工刀盘扭矩研究[J].中国铁道科学,2013,34(3):59-64.
[2]刘燕,聂淑敏,刘涛.既有地下结构对基坑位移的遮拦效应研究[J].岩石工程学报,2014,36(增2):400-403.
[3]黄茂松,李早杨.超隧道开挖条件下被动群桩遮拦效应分析[J].土木工程学报,2007,40(6):69-74.
[4]谭忠盛,洪开荣,万姜林,等.软硬不均地层复合盾构的研究及掘进技术[J].岩石力学与工程学报,2006,25(增2):3945-3952.
[5]施成华,彭立敏,雷明锋.盾构法施工隧道地层变形时空统一预测方法研究[J].岩土力学,2009,30(8):2379-2384.
[6]谢文斌,吴为义.大直径泥水盾构下穿钱塘江大堤引起地层沉降的实测分析[J].现代隧道技术,2011,48(4):142-147.
[7]袁大军,尹凡,王华伟,等.超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10):2074-2080.
[8]徐明,谢永宁.盾构隧道开挖对邻近单桩基础的影响[J].华南理工大学学报,2011,39(4):149-155.
[9]PANG C H,YONG K Y,CHOW Y K.The response of pile foundation subjected to shield tunneling[C]//.Proceedings of the 5th international conference of TC28 of the ISSMGE.London:Taylor&Frarcis,2005:737-743.
[10]徐孜军.盾构刀具破岩特性的数值模拟及实验研究[D].长沙:中南大学,2012.
[11]彭钧.复杂地层盾构刀具磨损控制技术研究[D].北京:北京交通大学,2013.
[12]宁锐.深圳地铁5号线盾构施工关键问题研究[D].四川:西南交通大学,2014.
[13]王振飞,张成平,张顶立,等.富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性[J].北京交通大学学报,2013,37(3):62-66.
[14]陈馈.盾构刀具关键技术及其最新发展[J].隧道建设,2015,35(3):197-203.
[15]黄清飞.砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D].北京:北京交通大学,2010.
[16]夏毅敏.盾构刀具破岩过程及其切削特性[J].中南大学学报(自然科学版),2011,42(4):954-959.
[17]陈琳.基于正交试验的盾构刀具磨损分析[D].石家庄:石家庄铁道大学,2015.
[18]滕丽,张桓.盾构穿越砂卵石地层地表沉降特征细宏观分析[J].岩土力学,2012,33(4):1141-1150.
[19]竺维彬,鞠世健.复合地层中的盾构施工技术[M].北京:中国科学技术出版社,2006.
[20]张庆贺,朱忠龙,杨俊龙,等.盾构推进引起土体扰动理论分析及试验研究[J].岩石力学与工程学报,1999,18(6):699-703.
[21]竺维彬,鞠世健,张弥,等.广州地铁二号线旧盾构穿越珠江的工程难题及对策[J].土木工程学报,2004,37(1):56-60.
[22]王志良,刘涛.盾构穿越复杂地段对周围环境影响的研究[J].四川建筑科学研究,2010(3):94-97.
[23]姚占虎,伍国军,陈卫忠,等.盾构穿越对圆形风井结构的变形内力影响分析——以南京纬三路过江通道工程盾构穿越梅子洲风井为例[J].隧道建设,2015,35(11):1127-1133.
[24]李有兵.大直径泥水平衡盾构穿越上软下硬地层的施工技术研究[D].成都:西南交通大学,2014.
[25]江华,江玉生,张晋勋,等.北京地铁砂卵石地层土压平衡盾构施工刀盘扭矩研究[J].中国铁道科学,2013,34(3):59-64.