盾构施工扰动区地层状况及其变异的探地雷达检测与评价

论文以某大型泥水盾构隧道为工程背景,将探地雷达应用于复杂地形地貌、地下管网及盾构施工扰动影响引起土体变异等的现场探测。探讨地质雷达方法在盾构隧道中适用性,研究同步注浆对周围土体的渗透范围以及对土质变异的影响。结果表明:(1)根据各个扫描断面的位置以及反射异常出现的埋深位置,可以比较精确地判断结构的不均匀分布区或者异常区;(2)依据雷达反射图像的清晰程度、信噪比强弱可以有效地判别地下管道与周围土体间存的衬砌结构、注浆影响区、后部土层等三个区域。结果可供同类工程借鉴。     

大型泥水盾构近距离穿越运营地铁关键技术研究

该文以上海世博重点工程西藏南路隧道为背景,采用3DFEM数值模拟、现场试验、实时监测等综合研究方法,对大型泥水盾构近距离下穿运营地铁施工过程合理施工参数选择与控制、扰动位移特点及其控制的关键技术与理论进行系统研究。结果显示：土体损失率存在位移控制最佳点,合理选择与调整注浆参数及施工参数可望实现良好的扰动位移控制效果。研究结果直接应用于指导西藏南路隧道施工,确保了工程安全、高效。     

膨胀材料注浆抬升法在地铁隧道不均匀沉降修复施工的应用

以杭州地铁某线多处运营路段不均匀沉降修复工程为依托，研发由膨胀性干粉、膨胀抑制剂和注浆填充料组成的膨胀性注浆材料，用于地铁隧道微扰动注浆。膨胀材料注浆抬升修复运营地铁隧道不均匀沉降施工方法具有3项优势:复位精度高，处治效果好；膨胀材料耐久性良好，可压缩性较低，满足工后变形要求；施工期短，材料和能耗相对少，施工成本较低。该技术具有良好的工程应用前景。     

水平MJS在超深扰动土体洞口加固中的应用

杭州市新建地铁7号线建耕风井站～建设三路站区间在运营地铁2号线车站下方出洞接收,洞门内底埋深27.98m,拟加固土体中存在先期基坑抢险应急注浆遗留的水泥硬块,提出采用水平MJS对超深扰动土体进行加固的施工方法。同时解决了特殊工况下存在洞门侧面水平作业空间受限、前端喷浆盲区处理以及超深引孔防喷涌的施工难点。总结了在超深扰动土体中制约水平MJS施工工效的技术问题,为国内特殊工况下的MJS工法水平施工提供现场经验,推动复杂条件下水平MJS工法的技术革新、设备改良以及工艺优化,以满足更深层的地下空间需求。     

高速公路拓宽工程硬路肩下土体注浆加固试验研究

针对杭甬高速公路拓宽工程中,原硬路肩下局部土体需进行加固以达到底基层的设计要求的问题,首次提出了采用注浆法对硬路肩下土体进行加固,并对注浆工艺和加固效果进行了试验研究,具体内容包括:注浆孔布置、注浆材料、注浆方式、注浆控制参数、施工工艺及加固效果检测等。测试结果表明:采用注浆法加固后,硬路肩下土体弯沉值减小,回弹模量和剪切波速显著增大。注浆后土体回弹模量达到设计要求,施工过程基本不影响车辆通行,且与开挖翻造法相比可节约28%的工程造价。     

马骝洲隧道海底孤石探测与钻爆处理

马骝洲过海隧道采用盾构机施工,穿越地层存在隐伏孤石。采用地震散射新技术对孤石进行探测,获得了隧址区岩土介质三维波速分布。发现波速高于2 400 m/s与隧道有关的孤石25处,其中9处直径3 m以上。隧址区施工了2 426个钻孔对孤石进行验证和钻孔爆破处理,保证了隧道的施工安全。实践表明,以物探技术为先导,配合钻爆处理,是解决盾构施工中孤石威胁的经济、有效手段。     

渗透注浆集成棒对盾构隧道土体应力的作用研究

在盾构注浆过程中,由于注浆压力的影响,土体及局部管片应力上升,容易引起管片变形,工程中通常采用取土泄压等方式处理,但这些处理方式仍会造成施工周围土体扰动。基于此,提出一种渗透注浆集成棒,其兼具注浆和排水作用,能有效消散盾构施工引起的超孔隙水压力。通过FLAC 3D对注浆及超孔隙水压的渗透消散进行数值模拟,分析结果得出:土体及管片在注浆初期短时间内压力快速增加,随后趋于稳定,管片超孔隙水压明显小于土体超孔隙水压力;渗透注浆集成棒能有效地减少超孔隙水压,渗透棒周围土体超孔隙水压可减少到原压力值的20%左右;消散后孔隙水压的分布呈辐射分布,越靠近渗透棒,压力越小。     

软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究

相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。     

新型单液浆在地铁隧道施工中的应用及适应性分析

在上海上中路越江隧道工程中开发出了一种新型抗剪型同步注浆单液浆材料。该新型单液浆具有大比重、低稠度、高抗剪的特点。采用该种新型单液浆在上中路隧道、上海长江隧道等超大直径盾构隧道的施工过程中,对于控制周围土体变形及隧道的稳定起到了十分显著的效果。该文对该种新型单液浆在上海地铁隧道盾构施工中的应用进行了叙述,并对该新型单液浆在地铁隧道施工中的适应性进行了分析。     

多隧道平行叠交施工同步注浆相互影响及风险预控

针对砂性富水地层浅覆土多隧道平行叠交施工过程同步注浆相互扰动影响及地面渗漏浆等风险预测控制问题,基于同步注浆浆液渗透扩散模型及渗透距离解析方法,研究了同步浆液空间分布特征及渗透扩散距离与注浆压力的相关性,提出了多隧道注浆相互扰动、地面渗漏风险、确保注浆充填效果的注浆压力优化理念,建立了相应的极限注浆压力预测控制方法。理论和方法成功应用于杭州地铁6号线一期SG6-9标段工程施工过程同步注浆风险预控,取得了良好技术社会效果。研究成果对浅覆土渗透性富水地层多隧道叠交施工同步注浆状态预测和风险防控具有借鉴意义。     

盾构施工扰动下软土的不同应力路径试验研究

依托上海地铁12号线与13号线盾构开挖工程,根据盾构施工周边不同区域内土体的扰动特点,通过一系列不同应力路径下上海第5层软土固结不排水三轴试验,分析比较了盾构施工扰动引起的软土中孔压、应力状态变化关系。结果表明:不同应力路径下土体孔压在小应变范围内,很快发生明显变化,应变增大后,孔压稳定。相比压缩应力路径下的土体强度,拉伸路径下的强度较小,同时不同应力路径下的土体屈服时应变均较小。     

盾构施工不同加固措施对临近高架桥桩基影响研究

城市地铁盾构施工会导致临近土体变形,使得已有桥梁桩基产生一定位移,因此在实际施工时需采取措施进行加固。该文以实际工程为例,采用有限元模型试验分析方法,分析了3种加固方式下盾构地铁施工对临近高架桥桩基的影响。结果表明:隔离桩方案隔离效果较差,注浆、横撑加固方案可有效减小桩体的水平位移。     

富水断层隧道突水突泥注浆治理关键技术研究

突水突泥是隧道富水断层地段施工常发生的地质灾害,注浆是灾害治理的重要技术方法。注浆工程隐蔽性强,控制浆液在加固区范围内有效扩散是灾害治理的关键。依托永莲隧道断层突水突泥治理实例,提出了注浆治理关键技术体系,包含整体、细部结合,精细化探测地质信息;采用引排泄压、注浆材料复合使用、注浆压力梯度控制和隐伏高压泥水腔体定域注浆等进行控制性注浆;综合应用注浆参数分析、检查孔分析、钻孔雷达探测技术和数值计算,全面地检查评估注浆效果。开挖和监测结果表明,注浆治理关键技术体系实现了隧道断层突水突泥的有效治理,有一定的工程参考借鉴意义。     

盾构隧道小距离下穿既有建筑的土体加固技术

隧道穿越既有结构物的工程是隧道工程的一个关键环节。基于某盾构隧道工程小距离下穿既有建筑土体加固施工为工程实例,详细阐述了隧道小距离下穿居民楼土体加固方案设计与施工。施工实践表明,本文结合地层特点与施工工况针对性选用二重管无收缩双液注浆工法以扩散式倾斜钻杆回抽注浆法对隧道土体进行注浆加固处理达到了很好的加固效果,满足了盾构隧道施工要求与建筑沉降控制要求,值得为同类工程借鉴。     

复杂环境下盾构近距离穿越地铁车站施工技术

为解决盾构工法近距离下穿运营既有地铁车站中盾构总沉降控制问题,通过采取盾构施工前对障碍物进行探测、区间与车站之间土体的加固、盾构推进和注浆参数的合理确定及盾构机注浆系统的改进等一系列措施,确保了盾构在整个下穿过程中的顺利推进,并使整个施工过程的总沉降量控制在-1.7 mm以内,达到了施工前评估报告要求的-3~+2 mm的控制标准,为盾构下穿既有站施工的沉降控制积累了经验。     

大断面箱涵推进微扰动施工技术应用

为解决大断面、浅覆土工况下箱涵推进微扰动施工问题,以上海市田林路下穿中环线地道工程为依托,预先施工62根口字型 钢管幕,箱涵推进使用断面为19.84 m×6.42 m的土压平衡封闭式掘进机。 介绍大断面箱涵推进的管幕顶进质量控制、开挖面稳定 技术、同步推进系统、特种泥浆施工技术以及微扰动施工效果。 工程实践表明: 1)封闭式土压平衡箱涵掘进机与上部钢管幕一起 成为保证中环线路面沉降的“双保险”; 2)掘进机开挖面前方约15 m范围(约为箱体高度2.5倍范围)内土体受到影响,上部钢管 幕承载量约为26.5%; 3)建立同步注浆(A浆)与补充注浆(B浆)2个独立的注浆系统,注浆充盈系数选为4倍建筑空隙,能够使路 面出现微隆状态; 4)箱涵推进期间中环线最大沉降±1 cm,使得大断面箱涵推进达到微扰动状态。     

大直径泥水盾构施工对软土地层的沉降影响研究

依托江苏江阴澄江西路过江隧道工程,对大直径泥水盾构施工对软土地层的扰动影响进行研究。主要研究方法及结论如下： 1）对盾构掘进中地表纵向沉降规律进行探讨,在前人研究的基础上对引起土体扰动的4个阶段进行验证,得出软土地层施工中不同阶段对土体扰动程度的比例。2）使用ABAQUS有限元软件,建立三维有限元模型,在数值计算中考虑土体非线性变形。通过数值模拟可知,横、纵、竖向位移趋势符合工程实况,最大沉降量与实测数据比较接近;增大上部土层的E,c,φ值可以有效地减小软土地层的沉降量,降低盾构施工对土体的扰动影响。从而论证了通过对土体表层注浆加固可以达到减小沉降,降低土体扰动的目的。     

黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术

黄土地区地铁盾构施工安全防控技术研究具有较高的理论意义与应用价值,位于黄土地区的西安地铁盾构工程具有地表条件复杂、穿越文物和建（构）筑物多等特点。以西安地铁二号线安远门-北大街区间盾构隧道施工下穿护城河拱桥工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法预测了盾构下穿护城河拱桥施工引起的拱桥变形,计算结果表明,在施工前必须对拱桥及下方地层进行加固,才能确保施工过程拱桥安全稳定。提出在拱桥区域内堆载沙袋、在拱桥基础背后进行袖阀管注浆的加固措施,现场实测表明,拱桥变形在允许范围之内,提出的施工安全防控技术合理有效。     

填土注浆加固对深基坑支挡结构与相邻隧道的作用效果案例分析

为有效防范填土深基坑变形过大对邻近地铁隧道造成的安全风险，变形控制是基坑支护设计应考虑的首要问题。以重庆吾悦广场邻近地铁隧道一侧的填土深基坑边坡为研究背景，提出注浆加固联合多桩分阶支挡的方案，该方案结构受力合理，变形控制能力强。根据现场注浆试验区的检测数据可知，加固后的土体抗剪强度和变形模量大幅提高。通过在有限元模型中调整土体参数，计算不注浆加固和注浆加固2种工况下多阶支护桩及隧道的位移和内力值，计算结果表明： 填土注浆加固能提高支护桩前后填土体的力学性质，增大土体的抗剪强度参数及土体水平抗力系数的比例系数，有效降低支护桩内力值、减少桩身长度及截面尺寸。结合建筑物退台方案设置多阶平台，增大了坡脚与坡顶之间的水平距离，降低了每阶边坡的土压力值。注浆与分阶2种措施对控制支护桩及隧道变形起到积极作用，能有效防范基坑边坡变形过大对地铁隧道及周围环境造成的安全风险。     

单孔波速法和超声波法在复杂岩性地段对注浆质量的检测

为了给乌鲁木齐绕城高速(东线)项目施工提供可靠的地质勘察资料,保障项目顺利进行。通过对乌鲁木齐绕城高速(东线)急倾斜煤层采空区与注浆工程有关的主要岩层(包括卵石层、强风化基岩、强风化煤层以及中风化基岩层)进行注浆前后单孔波速法和超声波法检测并对比结果。研究表明,注浆前后岩土体横波波速有所提高,密实度得到加固,注浆加固效果良好,单孔波速法和超声波法注浆质量检测技术方法可以在该项目推广应用。