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高水压条件下盾构隧道结构特征分析摘要：武汉长江隧道工程盾构长距离穿越砂层、盾构承受水压高，最高5.7bar，地质条件和地下水状况非常复杂，江底段隧道最小覆土厚度小于1d，而且水底部分与覆土压力相比水压力更大，特别是武昌深槽段，水压力主导的施工。
为了确保盾构管片结构安全，本文通过梁弹簧计算模型，分别进行了大量的计算，分普通地层和复杂地层两个方面，从水压变化方面进行了计算。
分析高水压对管片结构的影响。
关键词：盾构隧道水土压力梁弹簧计算模型隧道覆土1．概述根据提供的武汉长江隧道纵断面图，武汉长江隧道盾构段隧道底板最高点为江北竖井一侧（标高-0.89m），最低点位于k3+718m处（标高-31.78m），盾构穿越的地层主要为中密粉细砂（地层代号⑤2）、密实粉细砂（地层代号⑤3），底部中间为卵石层（地层代号⑥）及强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩（地层代号⑦1和⑦2）之间。
局部见中密中粗砂（地层代号⑤4）、密实中粗砂（地层代号⑤5）、可塑粉质粘土层（地层代号⑤6）。
盾构两端接近竖井处的地层为软塑粉质粘土层（地层代号④4）、中密粉土层（地层代号④6）其可挖性除中风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩为ⅳ级、强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩及密实卵石为外ⅲ级外，其它土层为ⅰ级。
盾构穿越地层主要为富含地下水的砂土层，其地下水特征在两岸表现为较高承压水头的承压水特征，在长江则表现为高水头压的潜水特性。
由于其水头压力较高，盾构施工时易引起突发性涌水和流砂，而导致大范围的突然塌陷。
同时，高水头压对盾构机和隧道的密封及抗渗能力提出了更高要求。
根据盾构段隧道底板标高k3+588.6m～k4+250m段盾构工作面的下部将切入密实卵石层（地层代号⑥）及强、中风化泥质粉砂岩夹砂、页岩（地层代号⑦1、⑦2）层中，与盾构工作面其它土层构成了软硬不均匀的工作面，盾构推进时，由于受力不均，容易造成盾构在线路方向上的偏离。
如图1所示lk4+200地质剖面所示。
武汉地铁二号线越江隧道盾构始发技术摘要：武汉地铁二号线越江隧道工程采用气垫式泥水平衡盾构施工，盾构直径6520mm，盾构双线均已始发成功，文章主要介绍盾构始发过程中的关键技术，为类似工程提供参考。
关键词：始发；泥水盾构；地铁1 引言随着我国城市轨道交通设施的兴建，盾构法隧道施工越来越普遍的被使用，也越来越多地被国内地铁届所接受。
武汉地铁二号线越江隧道工程是穿越长江的第一条地铁隧道，该工程的成功与否直接影响到地铁二号线的顺利通车。
盾构发施工已有许多成功的工程实例，但是此方法也有较大的风险。
管控好各个施工阶段的施工技术将是工程成功的关键，本文主要介绍泥水盾构始发技术。
由于始发边界条件不同于盾构正常掘进，盾构始发通过开挖面平衡条件差，对开挖面稳定产生不同程度的不利影响，盾构处于试掘进状态，盾构故障多，盾构操作人员不熟练等，容易发生地表变形过大，甚至坍塌、地表冒浆等事故，因此根据工程地质条件、地下水、盾构类型、覆土厚度、洞门密封等条件选择合适的始发具有重要的意义。
2 工程概况武汉市轨道交通二号线越江隧道工程为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。
隧道江北起点为江汉路站，江南终点为积玉桥站。
施工内容主要包括：盾构区间隧道、明挖风井、联络通道及江中泵房等。
隧道右线长约3085米，左线长约3098米。
线路纵坡大致为U形，线路最大下坡为2.7%，最大上坡为2.56%。
盾构区间采用两台直径6520mm的泥水盾构施工，盾构隧道采用管片拼装式单层衬砌，管片外径6200mm，内径5500mm，环宽1.5m。
衬砌环由一个封顶块（K）、两个邻接块（B1、B2）和三个标准块（A1、A2、A3）组成，管片为双面楔形通用管片，楔形量为40mm，管片采用错缝拼装方式，管片环纵缝均设置凹凸榫槽，环缝和纵缝均采用弯螺栓连接。
盾构始发内容主要包括洞口端头地层加固、洞门环及洞门密封装置的安设、盾构始发基座的设计加工及定位安装、盾构机组装调试、泥水处理系统的组装调试、反力架的设计加工及安装就位、洞门地下连续墙围护结构钢筋混凝土凿除、负环管片拼装、两侧支撑系统安装、盾构始发推进、以及其他保证措施的准备等。
武汉长江隧道工程冷冻法施工作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制依据1.1《地下铁道工程施工及验收规范·GB50299-1999》；1.2《盾构法隧道工程施工及验收规范· DGJ08-233-1999》；1.3《地下防水工程施工及验收规范· GBJ208-83》；1.4《煤矿井巷工程施工及验收规范·GBJ213-90》；1.5本工程投标文件。
二、编制目的规范操作程序，指导现场施工。
三、适用范围武汉长江隧道盾构隧道联络通道冷冻施工。
四、作业概述该工法是在地层中按预定间隔埋设冻结管（Φ100mm的管径），冷却液在冻结管上循环，则管周围地层中的孔隙水以管为中心生成年轮形状冻土。
邻近的冻土柱连接在一起，形成止水墙。
本工程用冷冻机把盐水溶液冷却到-20～-40℃，由循环泵送至冻结管冷却地层，盐水吸收地层的内热后，温度上升，经由盐水冷却泵，返回冷却机降温后，再次进入冷却管，如此反复循环。
五、人员机械配置人员配置表工种人数工种人数打钻工20 辅助工 4 机械安装工10 技术人员 3 机修工 3 管理人员 5电工 6合计51机械设备配置表编号机械单位数量备注1 W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组台2 备用一台2 IS150-125-200水泵台 1 盐水泵3 IS150-125-200C水泵台 1 清水泵4 测斜仪台 15 测温仪台 26 NBL-50冷却塔台 27 J-200型金刚石钻机台 1 管片开孔8 MD-50钻机台 19 电焊机台 2六、部门职责1、工程部：①、负责冻结帷幕设计计算、冻结孔布置及制冷设计；②、冻结施工过程现场监督，冻结效果检查。
2、设物部：①、负责冷冻设备的维修、保养；②、保证电力持续、足量供应。
3、操作班组：①、严格按照冷冻设计布孔、埋管；②、钻机、冷冻机械操作。
七、作业流程作业流程见下图。
大直径通用楔形管片拼装技术张毅1 徐贤宇2 荣亮3（1．中铁隧道股份有限公司，河南郑州 453000；2．中铁隧道集团科研所，河南洛阳 471009）摘要：武汉长江隧道是我公司第一个大直径泥水盾构过江隧道工程。
盾构隧道管片外径11000mm，内径10000mm，管片环宽2000mm，采用双面楔形的通用管片，楔形量为55mm，采用9块等分“大楔型封顶”分块形式。
管片拼装的质量直接影响到盾构掘进工程的安全、进度和隧道整体的防水质量。
为了保证盾构安全顺利的完成隧道掘进，本人对管片拼装的技术和遇到问题的解决办法加以研究总结。
关键词：盾尾间隙点位选取管片安装管片旋转管片椭圆质量保证Large-diameter General Wedge Segment Assembly technologyZhang Yi1,Xu Xian yu2,Rong Liang3（1．China Railway Tunnel Stock Co, Ltd., Xinxiang 453000,He’nan；2．China Railway Tunnel Group Scientific Research Institute, Luoyang 471009, He’nan）Abstract: The Wuhan Yangtze River Tunnel is the first company of large diameter shield muddy river tunnel project. Shield Tunnel-diameter 11000 mm, diameter of 10000 mm, the ring-width 2000 mm, using double-sided wedge of the Universal film, for the wedge of 55 mm, using nine sub-"big wedge-shaped cap" block form. The quality of the films assembled a direct impact on the security shield tunneling projects, progress and the overall water quality of the tunnel. In order to ensurethe smooth completion of safety shield tunnel boring, I assembled the film's technical problems and solutions to summarize.Key words: Mei space shield，Select the Point，Installation Segment，Segment Rotation，Segment Elliptic，Quality Guarantee.1. 概况本工程施工中，采用错缝拼装通用楔形管片。
#隧道/地下工程#收稿日期:2008-04-30作者简介:肖明清(1970)),男,教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师,1992年毕业于西南交通大学地下工程及隧道工程专业,工学硕士。
国内大直径盾构隧道的设计技术进展肖明清1,2(11西南交通大学土木工程学院,成都 610031;21中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:自上世纪90年代以来,我国大直径盾构隧道的建设得到较大的发展,特别是近期建设的武汉、南京和上海越长江隧道以及广深港客运专线狮子洋隧道,无论是在工程建设规模还是建设难度方面,均堪称世界级工程,也代表了当前国内盾构隧道的设计水平。
对目前国内几座有代表性的大直径盾构隧道的概况进行介绍,对设计技术的进步进行总结。
关键词:大直径盾构;隧道;设计;技术进展中图分类号:U 455143 文献标识码:A 文章编号:1004-2954(2008)08-0084-041 概述111 国内外大直径盾构的发展概况1818年,英国的布鲁诺(M 1I 1B r une l)提出盾构工法并申请了专利,1825~1843年,他利用矩形(618m @1114m )盾构,在伦敦泰晤士河下几经挫折修建了世界上第一条盾构隧道。
1869年,Barlo w 和G rea t 采用圆形盾构(外径2121m 的铸铁管片)在泰晤士河下成功修建了第二条盾构隧道。
随后,盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、苏联以及我国,并得到逐步发展,尤其从20世纪60年代以来,随着机械制造技术的发展,不同类型盾构机相继出现,可实施的盾构隧道直径也逐渐增大,掘进长度与开挖深度也在不断增加,陆续建成了英法海峡隧道、东京湾海底隧道、荷兰绿色心脏隧道等一批著名工程。
我国盾构隧道的应用时间相对较短,较为全面的试验是1962年在上海塘桥的试验隧道(<4116m 的普通敞胸盾构)工程。
1966年,上海用盾构法建造了国内第一条水底公路隧道)))打浦路隧道。
盾构隧道同步注浆水下不分散砂浆的研制摘要:武汉长江隧道采用盾构法施工,所处的高压富水地质条件决定了同步注浆材料必须具备高抗水分散性能,以保证同步注浆材料在灌注过程中不被地下高压水稀释,从而达到对围岩的填充和加固效果。
本文采用有机-无机复合技术原理,利用硅灰、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺三种物质进行复配,对高掺量粉煤灰砂浆进行抗水分散性能试验研究。
试验结果表明:通过无机和有机外加剂的增强、保水和絮凝作用,可以使高掺量粉煤灰盾构隧道同步注浆单液砂浆具有良好的保水性能、高抗水分散性能和固结性能,新拌砂浆环境水溶液pH 值最高为8.3,砂浆28d水陆强度比可达91%。
关键词:水下不分散砂浆;同步注浆;盾构隧道0前言同步注浆是地下隧道盾构施工法中的壁后注浆工法之一,即在盾构掘进的同时,通过注浆泵的泵压作用,将水泥砂浆灌入盾尾的管片环外间隙之中,达到填充管片环外空隙、固结管片环位臵、减小地面沉降、充当环外第一道防水线的目的[1]。
武汉长江隧道部分地段处于高水压饱水地质条件下,因此,同步注浆材料将可能直接浇注于水中,如采用普通的注浆材料,其拌合物的水胶比、组成等参数会发生巨大变化,严重影响硬化后注浆材料的力学性能和耐久性。
具体地说,会产生以下后果:1)集料与水泥浆严重分离,部分水泥颗粒被水流稀释甚至带走,致使浆材不具有胶结能力;2)浆材注入后均匀性十分差,局部形成水囊,水胶比大幅增加;3)存在空洞,严重缺浆等现象,耐久性差;4)附近水域和生物将遭到严重污染和侵害,如果在流动水中进行注浆,则问题更加严重。
因此,在高水压富含水地层中,同步注浆要求浆材具有能快速充填,保水性强,不离析,倾析率小、抗水分散性能好等性能。
普通同步注浆单液砂浆一般采用膨润土来获得高的稳定性,但在高水压富含水条件下灌注很容易造成离析、浆液流失、灌注不均匀、不密实等现象,达不到同步注浆所要求取得的效果。
抗水分散砂浆也可称为水下不分散砂浆,其中关键技术是抗水分散外加剂的性能。
武汉长江沿线复合地层盾构超长时间停机复推关键技术研究摘要：近些年来城市地下轨道交通的高速发展，在轨道交通建设过程中，盾构施工技术由此进步和发展。
在盾构机掘进施工过程中，或因设备故障、或因风险源处理、或遭受疫情等主客观因素的影响，常常需要暂停掘进，等待时机再行复推。
长江沿线地质复杂多变，复推工作困难重重，谋地铁区间施工单位对盾构机复推施工各方面影响因素进行详细分析，精准预测、深入研究后采取了一系列有效措施，保障复推工作的有序开展。
本文将复推技术加以总结，以便为类似施工提供参考。
关键词：盾构施工停机复推沉降一、研究背景以某某标段为例，该区间工程位于武汉市汉阳区境内，地形平坦，地面高程22.7～23.3m，地貌单元属长江Ⅰ级阶地、长江Ⅱ级阶地、长江Ⅲ级阶地，地质条件复杂，区间拱顶埋深7.82~19.57m。
左线盾构机在219环时停机，处于（3-4）淤泥质粉质粘土层、（10-2）粘土夹碎石、（10-3）粉质粘土、（10-4）粘土夹碎石。
（如图1所示）右线在195环时停机，处于（7-2）粉质粘土层、（10-4）粘土夹碎石。
（如图1所示）图1盾构机停机位置地质剖面图二、盾构机超长时间停机复推风险分析2.1盾构机超长时间停机复推对地层影响2.1.1有限元分析盾构停机对地层影响本次建模计算采用midas/GTS（NX版）岩土有限元分析软件。
midas GTS是为能够迅速完成对岩土及隧道结构的分析与设计而开发的“岩土隧道结构专用有限元分析软件”可以广泛应用于地下结构、岩土、水工、地质、矿山、隧道等方面的分析及科研。
表2.1-1地质参数表车站结构及盾构管片材料力学计算参数如表2.1-2所示。
表2.1-2砼力学参数表模型尺寸结合工程项目实际情况，并考虑边界影响，总体尺寸为150m×150m×50m（X×Y×Z）。
图2.1-1整体模型地层位移分析：图2.1-2开挖后长时间停机竖向位移根据有限元掘进模拟，不采取措施停机将造成地面沉降15mm左右。
泥浆制作作业指导书篇一：泥浆制作作业指导书篇二：泥浆调制作业指导书武汉长江隧道工程泥浆调制作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制目的指导泥浆制作和调整的工作，保证泥浆在盾构掘进时的泥膜形成及掘削面的稳定以及有效运送排放掘削土砂。
二、编制依据2.1《地下铁道设计规范》2.2 《地下铁道工程施工及验收规范》2.3《盾构隧道》2.4相关技术规范。
三、工程概况武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。
隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路。
本工程暗挖盾构隧道左线LK2+720～LK5+270总长2550米，右线YK2+778～YK5+277.2总长2499.2米，主要穿越地层为粘土，粉土，粉质粘土，淤泥质粉质粘土，粉细砂，中粗砂，卵石层，泥质粉砂岩夹砂岩页岩。
四、适用范围适用于武汉长江隧道工程盾构施工。
五、原材料5.1泥浆制备所需材料有：膨润土、CMC、纯碱、水、聚合物。
5.2材料要求1、水，自来水，若用江水、地下水等则需要作特别的处理。
2、膨润土，主要成分是蒙脱土，必须符合施工要求。
3、纯碱，不允许含有其它杂质。
4、CMC ，能增加粘度和提高泥膜形成性能。
5、聚合物，以长链有机聚合物和各种无机硅酸盐类为主体的膨润土代用品。
6、所有原材料都必须经检验合格后方可进场。
7、所有材料的质量检查、运输、储存、使用都必须满足规范要求。
六、泥浆试验检测人员配置及职责泥浆搅拌站配置泥浆检测工程师一名，主要负责制浆原材进场的取样、送检；新浆配合比的配制，各项指标的控制检测；再生浆的测试、调整及各项指标的控制检测。
七、泥浆试验检测仪器设备配置八、泥浆配合比及指标8.1泥浆配合比泥浆配合比必须满足相关标准、规则和技术规范的规定。
泥浆配合比(重量比)为膨润土:CMC:纯碱:水＝7:0.05:0.33:100。
