盾构施工中大漂石的声波探测及安全掘进技术

发布时间：2020-10-21 18:02

　　 砂卵石地层和其他土层中广泛分布的大漂石给盾构施工带来极大的安全隐患,国内外因大漂石引起的盾构工程事故已高达几十起。大漂石强度高、硬度大、稳定性差,与周围地层存在较大的差异,不易被盾构破碎,且大漂石随机分布、离散性大不易被钻探发现,故严重影响盾构的安全作业。通过查阅文献阐述了大漂石的形成原因、分布特点、工程特性,以及大漂石对盾构安全作业的危害。目前,盾构施工中大漂石的处理思路是“先探测,后处理”。通过查阅文献作了大漂石的探测技术综述,其中主要包括:钻探法、电法、地质雷达法和地震波法,并分析了各种探测方法用于盾构施工中探测大漂石时的优缺点,最终提出了在钻孔内采用低频声波探测大漂石的方法。利用声波在地层传播过程中,碰到大漂石会发生反射的现象,自主研制了用于在钻孔内开展大漂石低频声波探测的装置。该装置利用弹簧的振动、水的不可压缩性和乳胶膜的膨胀,将弹簧施加的竖向振动转变为对钻孔壁的水平振动,解决了钻孔内沿盾构掘进方向振动无法有效施加的问题,进而可通过工程地质钻孔对盾构土层中任意深度位置的大漂石进行探测。运用自主研发的低频声波探测装置开展了大漂石的低频声波室内探测试验。用砖砌筑一个长10m,宽2m,深2m的探测坑槽,坑槽内均匀填满压实的土壤,将两种粒径的大漂石预埋在探测坑槽内,声波探测装置安置于钻孔中,对大漂石由近到远进行探测。通过试验发现自主研发的低频声波探测装置,在波速为322m/s的土壤中,对粒径为0.21m的大漂石探测效果不理想,没有接收到明显的反射波信号,对粒径为0.42m的大漂石探测效果较好,接收到了明显的反射波信号。最后,通过查阅文献介绍了大漂石的预处理技术和盾构安全掘进技术。大漂石的预处理技术包括:人工挖孔桩处理技术、冲击桩破碎技术、钻孔爆破技术和注浆处理技术,并分别介绍了各种预处理技术的适用条件,以达到安全和经济处理大漂石的目的。大漂石盾构安全掘进技术主要是盾构机的选型与盾构切削大漂石的技术要点。盾构选型介绍了土压平衡盾构、泥水盾构以及盾构的刀具布置。盾构切削大漂石的技术要点着重介绍了盾构掘进中遇大漂石的分析,盾构施工中刀具的检查、更换以及规范人员的操作。
【学位单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U231.3;U455.43
【部分图文】：

专业学位论文 人利用跨孔超高密度电阻率法在广州地铁建设中，了较好的探测效果。在深圳地铁 11 号线，利用跨孔超高密度电阻率法探 CT 法 CT 法探测大漂石是把探测电极放入钻孔内，利用过对电流、电压的测量反演形成 CT 成像，来判别或 3 个以上的平行钻孔形成电极阵列，以孔孔对孔间区域进行三维电阻率成像，如图 1.4 所示[8]。

学院硕士专业学位论文 2 大漂石对盾构安全2 大漂石对盾构安全作业的危害法施工主要由稳定开挖面、盾构掘进和排土以及管片衬砌和壁厚注浆三法的工作原理为盾构机械沿隧道路线向前推进，并对掌子面前方土体在土层中掘进时，刀盘在前方进行土体开挖，盾构外壳对开挖出还未时支护，承受周围的土压、水压以及将地下水挡在盾壳外面；通过排洞外，同步注浆系统完成注浆，千斤顶在后部加压顶进，管片安装机片，形成隧道盾构施工一体化。图 2.1 为某盾构机的图片。

院硕士专业学位论文 2 大漂石对盾构安全成；部分大漂石是由人工活动回填而成。大漂石通常赋存在砂卵积土层中，其空间分布具有很大的随机性，无明显规律，不易被构施工带来较大的安全隐患。另外，由于不同盾构工程所使用的盾因此影响盾构机正常掘进的漂石粒径也不相同，其粒径需由具体地铁施工现场挖掘出的大漂石。
【参考文献】

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本文编号：2850433