CN108222954A - 盾构穿越砂石料回填区的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构穿越砂石料回填区的施工方法，包括：在盾构穿越砂石料回填区之前，采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液注入需加固的砂石料回填区；在盾构掘进至距离砂石料回填区一定距离时，对盾构刀盘进行检修，确保盾构刀盘以完好状态进入砂石料回填区；盾构试掘进砂石料回填区一段距离，监测试掘进过程中的掘进参数和砂石料回填区的变化，得到适于砂石料回填区的掘进参数和掘进模式；盾构以得到的掘进参数和掘进模式完成砂石料回填区的穿越。本发明在松散卵石层中黄土水泥膏体浆液填充效果较好，部分芯样可见粘土水泥浆包裹卵石并且固结良好、具有一定强度，盾构推进过程中，能够建立土压，保证盾构推进安全。
Description
技术领域
本发明涉及地铁隧道的穿越施工技术领域，尤其涉及一种盾构穿越砂石料回填区的施工方法。
背景技术
随着全国各地的地铁项目的陆续展开，盾构施工技术得到了越来越广泛的应用。在使用盾构法进行城市地铁隧道修建中，不可避免的要对线路沿线地面建(构)筑物造成一定程度的影响，盾构施工时既要保证施工隧道本身的安全，还要解决好盾构穿越地层时对邻近既有建(构)筑物的影响问题。尤其是地铁隧道采用土压盾构施工工艺穿越砂卵石回填区特殊地层时，由于回填区土体组成复杂，地层结构软弱，特别需要加强盾构施工技术参数的防控，以减小由于盾构隧道施工引起的地层移动和沉降，避免地表及周边既有建(构)筑物发生过量变形与破坏。
目前现有穿越技术就穿越过程的施工技术参数控制，比如对穿越过程中的推力、扭矩、出土量等参数进行严格控制。但砂石料回填区目前国内地铁隧道施工未有涉猎，对盾构穿越砂石料回填区施工未有深入研究。
而盾构穿越砂石料回填区是个很复杂的问题，并且目前国内相关研究极少，有很多值得研究的课题，比如合理的土体加固方法，盾构刀盘选型，盾构参数控制等，这些都有待于进一步研究。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本发明提供了一种盾构穿越砂石料回填区的施工方法，能够解决盾构穿越砂石料回填区难题，保证施工安全。
为实现上述目的，本发明提供了一种盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其包括步骤：
在盾构穿越砂石料回填区之前，采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液注入需加固的砂石料回填区，所述加固浆液的组分包括水泥、黄土、水和外加剂；
在盾构掘进至距离所述砂石料回填区一定距离时，对盾构刀盘进行检修，确保盾构刀盘以完好状态进入所述砂石料回填区；
盾构试掘进所述砂石料回填区一段距离，监测试掘进过程中的掘进参数和砂石料回填区的变化，得到适于所述砂石料回填区的掘进参数和掘进模式；以及
盾构以得到的所述掘进参数和所述掘进模式完成所述砂石料回填区的穿越。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，在所述加固浆液中，所述水泥、所述黄土、所述水和所述外加剂的质量百分比分别为14.3％～23.9％、49.6％～59.3％、16.8％～36.1％、0.4％～0.7％。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，所述外加剂为水玻璃。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，所述采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液注入需加固的砂石料回填区的步骤包括：
于需加固的砂石料回填区钻孔形成注浆孔；
于所述注浆孔中安装袖阀管；以及
利用所述袖阀管自下而上逐层注入所述加固浆液，对需加固的砂石料回填区的地层进行劈裂、渗透、挤压密实，使加固浆液与砂石料回填区充分结合形成一定强度的加固土固结体和树枝状网脉体。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，在注浆的过程中，控制所述加固浆液的水灰比自下而上逐渐增大，并控制注浆压力自下而上逐渐减小。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，所述注浆压力中的起始层压力为0.35MPa，中间层压力0.4MPa～0.8MPa，终灌层压力≥1.0MPa，终灌层的注浆量＜2.5L/min。
7.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：所述盾构刀盘的盘面中心设有双联滚刀，整个盘面上十字型布设有单刃滚刀，盘面外圈均布有滚刀并在每把所述滚刀的两侧设有多把刮刀。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，盾构的所述掘进参数包括推进土压力、推力、掘进速度、刀具贯入量、注浆量和出土量。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，盾构试掘进距离为25m～35m。
本发明盾构穿越砂石料回填区的施工方法进一步的改进在于，所述砂石料回填区的材质为松散卵石。
本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：
1)砂石料回填区的土体加固效果达到了预期，在松散卵石层中黄土水泥膏体浆液填充效果较好，部分芯样可见粘土水泥浆包裹卵石并且固结良好、具有一定强度，盾构推进过程中，能够建立土压，保证盾构推进安全；
2)合理的刀盘刀具设计，有效的避免了刀盘磨损严重现象，减少了开仓换刀次数，保证了推进效率；
3)合理的施工参数控制有效控制沉降，保证穿越施工和建构筑物安全；
4)填补了盾构穿越砂石料回填区的空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的盾构穿越砂石料回填区的施工方法的流程图。
图2为本发明实施例中的盾构刀盘的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
目前，常规的土体加固及盾构穿越技术应用较为广泛，但砂石料回填区地层复杂，土质结构不均，物理力学性质差异性较大，常规的处理方法无法适应土压平衡盾构的推进，无法实时改变以满足实际需求。
对于砂石料回填区，其所要解决的技术问题主要包括以下几个方面：
1)提出砂石料回填区土体加固施工新技术，新方法；
2)针对性的盾构机刀具设计；
3)控制穿越施工所造成的地面沉降，保证地表及建构筑物的安全；
4)通过施工参数控制，提高在回填区中盾构掘进效率。
本发明旨在研究：砂石料回填区土体加固方法，盾构刀盘选型，盾构穿越过程中的参数控制方法等，确保穿越安全。目的在于寻找一种适应于砂石料回填区的有针对性的土体加固方法，同时通过合适的刀盘设计，推进参数控制，解决盾构穿越砂石料回填区难题，保证施工安全。
本发明主要是由如下的控制技术措施实施的：
施工工艺流程：施工准备→砂石料回填区注浆加固→盾构机检修(刀具更换)→盾构试掘进→盾构正常掘进→穿越完成。
具体请结合图1和以下实施例，对本发明的盾构穿越砂石料回填区的施工方法做进一步详细的了解。
如图1所示，本发明的实施例中的盾构穿越砂石料回填区的施工方法主要包括如下步骤：
步骤101：在盾构穿越砂石料回填区之前，采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液
注入需加固的砂石料回填区，该加固浆液的组分包括水泥、黄土、水和外加剂；
具体地，砂石料回填区的主要材质为松散卵石，因此也可称为“卵石回填区”，根据卵石回填区土体组成及地层特性，实验了不同成分的注浆材料。首先选择了传统的单液浆，注入后发现浆液流窜严重，达不到加固目的；其次实验了水泥水玻璃双液浆，加固效果好于单液浆，但效果一般，由于注浆面积较大，经济性很差；最后在多组不同配比中选择了黄土水泥膏体浆液作为加固浆液，并配合袖阀管注浆法，在盾构穿越卵石回填区之前，预先对卵石回填区进行土体加固。
袖阀管注浆加固地基土的基本原理是将具有一定压力的加固浆液，通过袖阀管对需要加固的地层进行劈裂、渗透、挤压密实等作用，与土体充分结合形成一定强度的加固土固结体和树枝状网脉体。袖阀管黄土水泥膏体注浆法通过渗透、充填和挤密，填充卵石回填层空隙，胶结后黄土水泥浆液与卵石结合紧密，在卵石层中形成硬皮和脉状结石体，使地层稳定性大幅提高，满足盾构机在稳定密实地层中掘进的要求，从而减小地表变形，确保盾构机顺利穿越。
加固浆液的材料配比为：浆液选用水泥黄土浆，材料由水泥、黄土、水、外加剂(优选水玻璃)组成，各组分占浆液的质量百分比为水泥14.3％～23.9％、黄土49.6％～59.3％、水16.8％～36.1％、外加剂0.4％～0.7％，优选为水泥15.3％、黄土59.3％、水25.9％、外加剂0.5％。在袖阀管帷幕孔注浆施工时，浆液应为粘稠状。当袖阀管注浆孔注浆量较大时，应增加浆液的粘稠度，控制浆液流动，促使浆液尽快凝固。
具体的注浆施工可为：采用潜孔钻机从地面钻孔，安装袖阀管后，根据注浆参数要求，从孔底自下而上进行注浆，在同一水平面上的每排孔眼作为一个灌浆段，段长50cm。注浆时按先稀浆后浓浆的原则逐渐调整加固浆液的水灰比，并且根据水土压力及地面沉降情况调整注浆压力，开环压力为0.35mpa，正常注浆压力为0.4Mpa～0.8Mpa，并由下而上逐渐减小。全孔段注浆完成后，间歇后进行二次注浆，间歇时间控制在10min～30min之内。
终灌标准：注浆压力≥1.0Mpa，注浆量<2.5L/min，稳定时间10min。
步骤102：在盾构掘进至距离砂石料回填区一定距离时，对盾构刀盘进行检修，确
保盾构刀盘以完好状态进入所述砂石料回填区；
穿越前对盾构机进行整体检查，尤其是开仓检查刀盘磨损情况，及时更换磨损严重的刀具，保证盾构以完好状态进入回填区，即盾构掘进至距离回填区边缘15米时，对刀盘、盾尾密封、螺旋输送机、铰接系统、密封油脂系统、注入系统等进行一次全面的检查、维修。检测刀具磨损量、更换刀具、彻底清洗注浆管路，确保设备状态良好。
根据砂石料回填区地基加固情况，重新配备刀盘刀具，配合图2所示，中心采用4把双联滚刀，沿刀盘整个面板“十字型”配备单刃滚刀，沿刀盘外圈配备滚刀，滚刀两侧另外配备数把刮刀。滚刀作用主要是破碎加固土体及体积较大的卵石块，辅以刮刀切削土体，达到顺利推进的目的。
表1回填区地层推进刀具配置表
步骤103：盾构试掘进所述砂石料回填区一段距离，监测试掘进过程中的掘进参数
和砂石料回填区的变化，得到适于所述砂石料回填区的掘进参数和掘进模式；
穿越前，检测回填区土体加固强度，拱腰以上部分不得低于0.4MPa，拱腰以下部分不得低于0.8MPa，未达到要求不得推进。初始进入回填区盾构开始掘进的25m～35m(优选为30m)称为试掘进段，通过试掘进拟达到以下目的：
(1)对盾构进一步调试，摸索适应于回填区地层的掘进参数和掘进模式。
(2)了解和认识回填区的地质条件，掌握在该地质条件下盾构机的施工方法。
(3)利用盾构机自带的监测系统收集、整理、分析、归纳总结掘进参数，制定正常掘进时的操作规程，实现快速连续掘进；
盾构机的监测系统为现有技术，在掘进阶段，通过观察盾构机控制室内电脑显示的数据了解盾构掘进过程中参数的变化和施工单位监测日报数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，并及时记录参数于监理日志中。在该项目施工过程中，采取巡视、旁站、平行检查等方法，发现问题及时给施工单位指出并督促落实整改，必要时下发监理工程师通知单，确保该项目施工过程中的质量和安全。
土压平衡式盾构机掘进时的这些施工参数的确定是根据地质条件、环境监测等条件决定的。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。通过检查施工单位每天上报掘进的原始记录，和自身及时收集的有关施工信息，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多(如土仓压力、推力、扭矩、掘进速度、刀盘转速、油缸行程、液压油箱温度和姿态等)，对于这些参数，需要注意并重点关注的是以下几个：
(3.1)推力、扭矩、掘进速度
施工中需要不断通过不同的地层、覆土厚度，有硬塑化沙质粘性土、全风化花岗闪长岩、强风化花岗闪长岩、中风化花岗闪长岩等主要地层，需要结合监测的数据进行预防和调整各参数，上部软塑状下部风化状(上软下硬)地层，要重点防止盾构机"抬头前进"，全断面硬岩地层要防止盾构机体被卡死。
(3.2)出土量
土压平衡式盾构推进中切削后土体通过幅条缝进入土仓，通过螺旋输送机完成排土，再通过传动带输送到土斗中外运。出土量的多少与地面沉降、是否空洞等问题密切相关；如有异常将督促施工单位加强地面监控量测和检查地面是否变形、空洞等异常，如有及时进行灌注混凝土进行填充。
(3.3)盾构掘进姿态控制
盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在设计允许范围值内(±100mm)。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构机是否在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续管片拼装的质量，"要求不能硬纠猛调"。同时，每次施工单位进行测量转站，都必需通知测量监理进行同步跟进，以能及时掌握最新姿态。
(3.4)寻找合适位置检查并更换刀具
为确保盾构顺利、快速通过剩余地段，需根据掘进过程中的参数变化情况进行开仓更换磨损严重刀具，在换刀前做好安全教育和交底，通过地勘报告和出土情况估计地层的稳定性、地下水情况，先进行注浆止水，直到注满土仓内部，经预留孔开孔检查后无水或少量水流出方可打开仓门挖仓，人员入仓前，必须认真检查所需的工具是否带齐；换刀过程中，禁止进行机械设备任何运转操作，并且对刀盘周围情况做密切监视，更换刀盘是保证盾构推进顺利前行的必经过程。
(4)利用现有的地面监测系统加强对地面变形情况的监测分析，及时反映盾构试掘进过程中对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。
关于地面监测，目前主要使用的内容和方法有：
①地面沉降发展过程监测，主要是通过卫星定位系统(GPS)和布设水准测网，定期进行高精度水准测量,监测地面高程变化情况；
②地下水和油气等资源开采、回灌状况与动态监测，主要是建立地下水动态监测网，调查和分析地下水开采量、地下水水位埋深和标高、地下水水质变化；
③构造沉降量与土层压缩量监测,主要方法是埋设基岩标、分层标，定期测量高程变化，同时结合高压固结试验、模拟试验等进行；
④房屋、桥梁、码头、道路等建筑设施变形与破坏监测；
⑤海滨地区的海面动态监测。
(5)摸索出在回填区地层中盾构姿态的控制方法：通过摸索区域油压调整对盾构方向影响的程度来合理设定千斤顶使用方法；通过对地面沉降的监测来调整出土量、土压力和注浆参数；合理设定土压力、刀盘转速、螺旋机出土速率、总推力来平衡推进速度，保证快速均匀的通过回填区等。
其中，盾构的掘进参数包括推进土压力、推力、掘进速度、刀具贯入量、注浆量和出土量等。
步骤104：盾构以得到的所述掘进参数和所述掘进模式完成所述砂石料回填区的
穿越。
回填区正常掘进主要施工掘进参数如下：
表2回填区盾构掘进参数表
回填区掘进控制措施：
盾构机在完成试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：
(1)根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数；
(2)正常推进阶段采用30m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降；
(3)推进过程中，严格控制好推进速度，不断将人工测量结果与电子测量系统的数据进行比较，发现问题及时调整，将偏差控制在误差范围内；
(4)根据技术交底设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10～-30mm之内；
(5)掘进过程中平稳调整盾构姿态，隧道轴线和折角变化控制在0.4％范围内；
(6)盾构掘进施工过程中严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整；
(7)盾构操作人员严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，严格控制盾构纠偏量，盾构纠偏变化不可过大、过频。每环检查管片的超前量，推进时不急纠、不猛纠；
(8)减少管片拼装时间缩短盾构停顿的时间，拼装完成后，尽快恢复推进，以减少上方土体的沉降；
(9)及时对回填区内的成型隧道管片进行开孔检查，有填充不饱满情况，及时进行二次注浆，注浆采用水泥单液浆或者水泥、水玻璃双液浆，注浆压力不得超过0.4MPa。
本发明的盾构穿越砂石料回填区的施工方法包括整体施工工艺流程、回填区土体加固方法、土体加固材料配比、刀盘配置设计、盾构穿越参数控制等等。
由于采用上述实施例方案，本发明相比于现有技术具有以下优点：
1)砂石料回填区的土体加固效果达到了预期，在松散卵石层中黄土水泥膏体浆液填充效果较好，部分芯样可见粘土水泥浆包裹卵石并且固结良好、具有一定强度，盾构推进过程中，能够建立土压，保证盾构推进安全；
2)合理的刀盘刀具设计，有效的避免了刀盘磨损严重现象，减少了开仓换刀次数，保证了推进效率；
3)合理的施工参数控制有效控制沉降，保证穿越施工和建构筑物安全；
4)填补了国内盾构穿越石料回填区的空白。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于，包括步骤：
在盾构穿越砂石料回填区之前，采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液注入需加固的砂石料回填区，所述加固浆液的组分包括水泥、黄土、水和外加剂；
在盾构掘进至距离所述砂石料回填区一定距离时，对盾构刀盘进行检修，确保盾构刀盘以完好状态进入所述砂石料回填区；
盾构试掘进所述砂石料回填区一段距离，监测试掘进过程中的掘进参数和砂石料回填区的变化，得到适于所述砂石料回填区的掘进参数和掘进模式；以及
盾构以得到的所述掘进参数和所述掘进模式完成所述砂石料回填区的穿越。
2.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于，在所述加固浆液中，所述水泥、所述黄土、所述水和所述外加剂的质量百分比分别为14.3％～23.9％、49.6％～59.3％、16.8％～36.1％、0.4％～0.7％。
3.如权利要求1或2所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：所述外加剂为水玻璃。
4.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于，所述采用袖阀管将具有一定压力的加固浆液注入需加固的砂石料回填区的步骤包括：
于需加固的砂石料回填区钻孔形成注浆孔；
于所述注浆孔中安装袖阀管；以及
利用所述袖阀管自下而上逐层注入所述加固浆液，对需加固的砂石料回填区的地层进行劈裂、渗透、挤压密实，使加固浆液与砂石料回填区充分结合形成一定强度的加固土固结体和树枝状网脉体。
5.如权利要求4所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：在注浆的过程中，控制所述加固浆液的水灰比自下而上逐渐增大，并控制注浆压力自下而上逐渐减小。
6.如权利要求5所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：所述注浆压力中的起始层压力为0.35MPa，中间层压力0.4MPa～0.8MPa，终灌层压力≥1.0MPa，终灌层的注浆量＜2.5L/min。
7.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：所述盾构刀盘的盘面中心设有双联滚刀，整个盘面上十字型布设有单刃滚刀，盘面外圈均布有滚刀并在每把所述滚刀的两侧设有多把刮刀。
8.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：盾构的所述掘进参数包括推进土压力、推力、掘进速度、刀具贯入量、注浆量和出土量。
9.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：盾构试掘进距离为25m～35m。
10.如权利要求1所述的盾构穿越砂石料回填区的施工方法，其特征在于：所述砂石料回填区的材质为松散卵石。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110985003A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 中铁二十局集团第六工程有限公司 | 穿越土石分界地层的隧道施工方法 |
| CN114293423A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-08 | 广西交通设计集团有限公司 | 一种岩溶路基劲性膜袋桩综合处治方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103899323A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-07-02 | 中铁二十五局集团轨道交通工程有限公司 | 一种盾构穿越铁路站场的施工方法 |
| CN104453918A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 富水砂卵石地层盾构近距离下穿刚性桥梁施工方法 |
| CN105893717A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 同济大学 | 一种适用于大漂石高富水地层土压平盾构防止超挖的方法 |
| CN105888675A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-08-24 | 上海隧道工程有限公司 | 盾构穿越铁路线的施工方法 |
| CN105971614A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-28 | 上海隧道工程有限公司 | 应用于上软下硬复合地层的盾构机及盾构施工方法 |
| CN106761782A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 中铁二局集团有限公司 | 一种在富水粉土地层中盾构下穿运营隧道的掘进施工方法 |
| CN107060786A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-08-18 | 湖南大学 | 一种在岩溶区下穿建筑群的盾构掘进施工方法 |
-
2017
- 2017-12-14 CN CN201711334715.0A patent/CN108222954B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103899323A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-07-02 | 中铁二十五局集团轨道交通工程有限公司 | 一种盾构穿越铁路站场的施工方法 |
| CN104453918A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 富水砂卵石地层盾构近距离下穿刚性桥梁施工方法 |
| CN105893717A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 同济大学 | 一种适用于大漂石高富水地层土压平盾构防止超挖的方法 |
| CN105971614A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-28 | 上海隧道工程有限公司 | 应用于上软下硬复合地层的盾构机及盾构施工方法 |
| CN105888675A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-08-24 | 上海隧道工程有限公司 | 盾构穿越铁路线的施工方法 |
| CN106761782A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 中铁二局集团有限公司 | 一种在富水粉土地层中盾构下穿运营隧道的掘进施工方法 |
| CN107060786A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-08-18 | 湖南大学 | 一种在岩溶区下穿建筑群的盾构掘进施工方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110985003A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 中铁二十局集团第六工程有限公司 | 穿越土石分界地层的隧道施工方法 |
| CN110985003B (zh) * | 2019-11-25 | 2022-03-29 | 中铁二十局集团第六工程有限公司 | 穿越土石分界地层的隧道施工方法 |
| CN114293423A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-08 | 广西交通设计集团有限公司 | 一种岩溶路基劲性膜袋桩综合处治方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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