联络通道冻结法施工对盾构隧道影响研究

冻结法加固目前已大量使用于富水地层隧道加固,如盾构始发接收、联络通道开挖。本文依托地铁盾构隧道联络通道工程实例,探究宁波地区冻结法施工过程中黏土冻胀和融沉机理,并通过冻结区温度、位移监测数据分析来讨论联络通道冻结法施工对隧道的影响,得出宁波地层易出现融沉及跟踪注浆的必要性,并得出了冷冻交圈时间及冷冻交圈形成后隧道影响变小,以及联络通道开挖易造成附近隧道结构上浮等结论,为盾构隧道联络通道冻结法施工工程提供借鉴和参考。     

地铁联络通道三维冻结温度场有限元分析

人工冻结法在地铁隧道联络通道施工中的应用已相当广泛。地层冻结温度场的预测分析可提前判断冻结壁的发展状况和评定冻结方案的合理性。地铁隧道联络通道冻结法施工中的冻结管群一般设计为倾斜放射状,现行对联络通道冻结温度场的分析大都是简化为平面问题来处理,难以反映实际情况。为此,以上海地铁13号线某区间联络通道冻结法施工为工程背景,综合考虑地层温度、地表对流等各类初始和边界条件以及土体的相变潜热过程,建立三维有限元数值计算模型,对该联络通道积极冻结期的地层三维冻结温度场分布规律进行系统分析,并与现场实测结果相比较,验证了有限元数值分析的可靠性。     

复杂地层越江隧道联络通道冻结施工风险分析

盾构隧道联络通道江中段施工时风险大,尤其当其面临"高承压水、圆砾层"等复杂地层特点时,施工风险更大。依托某越江隧道联络通道冻结施工实例,对冻结管成孔、施工冻结及暗挖等冻结施工全过程,采用层次分析法(AHP)探讨冷冻法施工风险,确定了各阶段各基本风险事件的相对权重,并根据权重大小确定各阶段风险最大的基本事件。研究结果表明,在复杂地层中联络通道各阶段,施工风险最大事件分别为冻结管成孔偏斜过大、冻胀压力过大和开挖泵房。     

黄河岸滩强透水卵石层动水条件下冷冻地铁隧道联络通道修建技术

介绍了我国首个黄河岸滩强透水卵石层地铁隧道联络通道在动水条件下冻结工程的设计、施工监测等情况。对黄河联络通道修建的重难点及冻结控制要点等作了分析,提出冷冻法的成孔、钻孔、冻结参数选择及封孔等关键技术,解决了黄河联络通道难以加固、钻孔困难、高压涌水、施工风险高等一系列施工难题,通过对冻结帷幕土体温度等的监测和分析研究,获得联络通道冻结安全施工的参数,并对施工中的问题提出了建议。     

苏州地铁一号线联络通道加固方式比选研究

联络通道施工是盾构隧道施工中的事故多发阶段,如何选择合理的周边土体加固方式是保证联络通道施工安全的关键环节。本文介绍了联络通道的结构形式和常见的施工方法,详细比较了各种加固方式的利弊。结合苏州地铁一号线各个联络通道所处地层情况,给出了各个联络通道拟采用的加固方式。实践证明采用水平冻结加固方式,可以保证联络通道施工的安全。最后给出了几点体会与建议。     

冻结法在兰州地铁红砂岩地层中的应用

结合兰州地铁1号线14工区五里铺至东部市场站区间联络通道冻结法施工实例,分析冻结法施工技术在兰州红砂岩地层中的应用效果,提供了部分施工中获取的技术参数,为后续类似工程提供参考。     

深圳地铁砂质粘土地层冻结加固设计及效果分析

冻结法施工技术在国内城市地铁建设中被广泛应用于联络通道或盾构端头井地层加固等部位,冻结法对地层的适应性较强,加固面强度和形状可灵活选择。冻结法加固地层能否成功,与冻结施工参数的选择以及冻结机组是否能够保证连续正常运转相关。针对砂质粘土地层冻结施工参数的选择和冻结加固效果进行了简要分析,希望能够对相同或接近地层的冻结施工起到借鉴作用。     

基于结构力学力法的地铁联络通道冻结壁厚度设计研究

介绍了人工冻结法的基本原理以及人工冻结法中选用合适冻结壁厚度的重要性。现有的冻结壁厚度设计方法无法适用于地铁联络通道冻结壁厚度设计计算,因此结合地铁联络通道的实际受力特点,提出采用结构力学力法设计冻结壁厚度。建立了新的冻结壁结构计算模型,求解冻结壁各截面内力;再利用冻结壁应满足的应力强度条件推导出冻结壁厚度与任意截面所受内力的关系式,计算联络通道的冻结壁设计厚度;利用推导出的冻结壁厚度计算公式,结合哈尔滨地铁联络通道的冻结法施工案例,计算出该联络通道冻结壁设计厚度取2.0 m;利用ANSYS数值分析软件验证了该种冻结壁厚度设计方法满足设计要求。     

城际铁路盾构联络通道冻结法施工技术

以珠机(珠海市区—珠海机场)城际铁路橫琴隧道金融岛车站—3号工作井区间3~#联络通道(与泵房合建)为工程背景,针对联络通道冻结法施工形成的形状复杂的冻土帷幕结构,利用FLAC 3D对冻结法施工进行了数值模拟,并与现场监测数据进行对比分析,得出冻结帷幕的变形特性、应力分布特性以及开挖造成的隧道周围管片应力的重新分布情况。研究结果表明:联络通道开挖前对通道内土体预加固能有效改善拱顶和拱底的受力状态;喇叭口是整个冻土帷幕的最薄弱处所,施工中须特别注意;联络通道开挖容易使主隧道管片处于受拉状态,且拉应力多分布在开口环的对侧。     

高压富水砂岩地层中铁路隧道冻结法施工衬砌结构研究

新建固原—王洼铁路程儿山隧道穿越高压富水砂岩，需采用冻结法施工。本文采用数值模拟方法对围岩冻结、解冻两种状态下隧道衬砌结构受力、变形和安全性进行了分析。结果表明：冻结加固后冻结体温度在-22～-16℃，具有一定的强度，因此无论是强度等级为C30—C50的60 cm厚钢筋混凝土衬砌，还是厚度为40～60 cm的C45钢筋混凝土衬砌，安全系数均满足规范要求；冻结体解冻后隧道衬砌轴力增大1.95倍，弯矩增大1.70倍，结构安全系数由3.36降至3.15，结构设计时应按围岩解冻状态考虑二次衬砌的受力，可采用变截面对衬砌结构局部加厚。施工阶段和竣工后监测结果显示，双层初期支护适用于冻结法隧道施工，二次衬砌采用厚60 cm的C45钢筋混凝土结构，冻结体解冻后未出现裂缝、渗漏水等问题，衬砌结构安全。     

地铁隧道联络通道薄弱环节冻结孔布孔方式

地铁隧道联络通道冻结施工的最薄弱环节为隧道开挖对侧顶部区域的冻结。目前,该区域的冻结存在单排长孔冻结和长孔加短排加强孔冻结两种布孔方式。通过对杭州、上海的3个不同布孔方式的地铁联络通道工程现场温度数据的收集,冻结、开挖期间冻结效果的观测,以及钻孔施工情况的分析与对比,发现采用短排加强孔的冻结效果有明显的提升,但是过度密集的布孔可能会造成断管问题的出现。     

地铁区间冷冻法联络通道融沉注浆施工技术探讨

在富水砂层中,地铁隧道的联络通道施工一般采用冷冻法对开挖土体进行加固,但联络通道结构完成且土层停止冻结后,冻土会逐步融化,土体体积缩小,从而引起路面沉降,影响行车安全,采用融沉注浆方法可及时有效填充冻土融化后的空隙,将路面沉降控制在可控范围内。文章从注浆原则、注浆孔布置、注浆材料、施工工艺等方面对冷冻法联络通道融沉注浆施工技术进行系统阐述。     

线路重叠交叉段下部隧道联络通道冻结法施工对上部隧道的影响

以某地铁线路隧道重叠交叉段联络通道施工为工程背景,针对下部隧道联络通道冻结法施工,建立Midas/GTS建立三维有限元模型,分析联络通道冻结法施工过程对上部隧道的影响。分析结果表明:下部隧道联络通道施工完成后,上部隧道最大沉降量为-0.322 mm,最大隆起量为0.211 mm,最大水平位移为-0.053 mm,均在安全可控范围内;上部隧道结构最大拉压应力也均满足强度要求。     

南京地铁盾构隧道联络通道设计与施工

介绍南京地铁1号线盾构隧道联络通道的概况,结合设计与施工实例,分析各种辅助工法的应用,特别阐述在富水砂层中修建联络通道的施工控制重点及技术措施。     

查干淖尔煤矿大坡度斜井敞口式盾构适应性设计探讨

查干淖尔煤矿斜井兼有大坡度、大埋深,无水泥岩、砂质泥岩地层,地层具有较好自稳性。与传统钻爆法、冻结法相比,从自身结构特点、地质适应性、施工安全性、衬砌质量、施工速度等方面进行敞口式盾构的可行性分析;从盾壳支护、开挖及保护、出碴及物料运输、盾构防卡盾、防栽头措施、管片拼装及壁后注浆等关键问题进行适应性设计探讨。     

基于围岩变形控制的海底隧道突水安全风险分析

以厦门海底隧道左线风化槽为例,研究海底隧道突水安全风险控制。选择与风化槽地质条件类似的五通端陆域段进行地层变形监测。监测结果表明:地层沉降具有明显的分层传递性和阶段性;当地表沉降30～40mm、拱顶沉降55～70mm时,地表开始出现裂缝。采用FLAC3D对海域风化槽段进行数值模拟。结果表明:海域风化槽地层变形规律与陆域段现场实测一致性良好;在帷幕注浆、超前支护等辅助工法发挥作用后,风化槽段拱顶沉降能够控制在70mm以内。结合监测结果和数值模拟结果制定的安全风险控制标准:在采用十字中隔壁工法(CRD工法)施工条件下,海域风化槽地表沉降控制标准及施工突水对应的拱顶极限沉降值分别为40和70mm;突水安全风险管理级别分为预警、报警及极限3个等级。应采取的技术控制措施包括:辅助工法的合理应用、地层变形的过程控制、信息的及时监测与反馈、施工质量控制及紧急预案制定。     

强风化砂岩地区浅埋偏压隧道病害分析及整治

浅埋偏压隧道在铁路建设中较为常见,偏压荷载是形成隧道病害隐患的根本原因。为解决强风化砂岩地区浅埋偏压对隧道结构稳定造成的不利影响,以某隧道为研究背景,通过现场观察和分析监测结果,探讨隧道受力机理,归纳总结出地形因素是偏压荷载产生的根本原因,施工干扰及水的因素恶化了隧道不平衡的条件。隧道成功的施工,验证了反压回填能够平衡隧道承受的偏压荷载、注浆加固能够提高破碎围岩的整体稳定性,双侧壁导坑法对施工干扰少,在开挖中应优先选用。     

地铁联络通道冻结暗挖施工三维数值模拟

建立包括双线盾构隧道、冻土帷幕、联络通道以及泵房在内的三维数值模型,模拟了地层冻结、联络通道开挖和支护的整个过程。分析了联络通道以及泵房开挖对冻土帷幕、初支护和主隧道的影响。从而,确定了初支护及冻土帷幕的受力最不利位置和发生最大变形的位置,并提出相应的控制指标。     

广深港客运专线隧道下穿地铁施工安全分析

针对广深港客运专线某隧道下穿地铁3号线工程,采用数值模拟与现场监测的方法,研究客运专线隧道下穿既有地铁线路施工的安全性。利用三维强度折减法,对三维数值模拟模型进行计算得到整体安全系数。研究结果表明:当采用三台阶法施工时,既有地铁隧道结构竖向位移为5.4 mm,与监测结果较吻合,满足运营要求;整体模型安全系数为3.78,夹岩保持稳定。根据计算与监测结果可知:近接工程安全。最后,提出相应设计对策,应采取管棚作为预支护措施、旋喷桩改良地层、复合式衬砌结构,采用控制爆破开挖减少对地层破坏,支护早封闭勤量测。