软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接施工加固方案优选研究

为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全，以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景，研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明：采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%，被动失稳位移减小17.65%，轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%，被动失稳位移减小29.41%，轨道沉降减小42.31%；现场监测表明，采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm，超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路，人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。     

浅埋盾构下穿高铁路基沉降分析及控制

高铁的正常运营对下方无砟轨道的沉降要求极为苛刻,这也间接增加了浅埋隧道穿越既有高铁路基的难度.文章以广州某地铁9号线下穿武广高铁为依托,结合国内新兴的MJS工法,对施工过程进行了全程三维数值模拟分析,结果表明MJS预加固可有效控制盾构施工引起的地层沉降;并据此提出了相应的列车限速、加强盾构掘进参数控制、加强信息化施工水平等确保高铁运营安全的应对措施.     

浅埋大跨径软土地层公路隧道下穿既有铁路车站路基施工技术

针对浅埋大跨径公路隧道近距离下穿既有铁路车站安全系数低的现状,文章以东孚隧道下穿既有厦深铁路站场区段工程实例为依托,通过理论分析、技术比选,提出了以"运用管幕法对隧道开挖方向围岩土体进行加固+挖孔桩上设承台作为临时支墩+挖孔桩结构选型与安全性检算+架设24 m D型便梁将既有铁路轨道托起+纵、横抬梁加固钢轨+弧形导洞预留核心土开挖+加固效果沉降监测与分析"相结合的施工技术总体方案。工程应用效果表明,加固效果显著,可快速、有效地限制隧道下穿区段地层沉降量,拱部管幕可以起到承载作用,D型便梁可减弱管幕体系所承受的外部荷载,大大提高了下穿隧道与既有铁路运营的安全系数,达到了预期效果。     

软土地层小半径盾构隧道下穿在建高铁地基加固效果研究

以福州地铁5号线盾构下穿在建福厦高铁为工程背景,针对软土地层小半径曲线盾构隧道下穿高铁高填方路基交叉施工工程的特殊性,利用现场监测数据对交叉施工全过程展开分析,研究该类工程地基加固效果及施工变形规律。结果表明,该工程若采用预应力混凝土管桩进行地基加固,后期地铁盾构施工不具备施工条件,需施作桩板结构进行地基处理;采用桩板结构对软土区域进行加固处理后,实测数据中最大地表沉降量为5.6 mm,为地表沉降控制值的18.67%,在可控范围内;提前进行地基加固后,当盾构隧道下穿施工时,路基不同位置处仅发生微小沉降,说明桩板结构加固对交叉施工变形有很好的控制效果;随着路基填筑高度增大,各层土压力值整体呈增大趋势,各层土压力变化速率呈“双峰曲线”,路基中间位置的土压力值比靠近两侧的土压力值大;盾构隧道下穿前,桩板结构混凝土支撑轴力的变化大致可分为“线性增长—过渡—再增长—稳定”4个阶段,当盾构下穿后,混凝土支撑轴力有小幅增大,后期逐渐趋于稳定。从监测数据分析可以看出,桩板结构的加固效果显著。     

地铁盾构区间穿越铁路站场设计与施工分析

文章以郑州地铁1号线火车站站至二七广场站盾构区间隧道为背景,对隧道施工中的特级风险源——区间下穿国铁站场路段的施工过程进行了三维仿真数值模拟。按照国家相关规范标准,两轨面间的差异沉降不得大于5 mm,这对地铁下穿段的施工提出了较高要求。数值模拟计算结果表明,通过对下穿段一定范围内的土体进行注浆加固,可以有效控制盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向沉降及不均匀沉降,从而保证既有铁路的运营安全。     

区间隧道近距穿越高速公路桥头变形控制新技术研究

区间隧道近距穿越既有高速公路桥头区域会加剧桥坡段不均匀沉降,易引起严重的桥头跳车。文章以济南地铁R1线区间盾构隧道下穿既有京福高速公路桥为背景,针对原加固方案仅考虑减小盾构下穿对桩基的影响,而忽略对桥头变形控制的特殊工况,采用数值模型对盾构穿越过程中高速公路桥头的变形规律进行了分析。结果表明:采用原加固方案,先左线后右线的盾构穿越顺序对减小既有高速公路桥头变形更加有利,但仍会产生26.5mm桥头差异沉降,不能有效防止桥头跳车的发生。基于此,为保证盾构下穿方案的顺利实施,文章提出了一种基于水泥搅拌桩作为隔离桩,同时结合深层混凝土搭板的桥头变形控制新技术。采用该技术,桥头最大差异沉降为4.0 mm,最大纵坡变化值为0.4‰,最大路基沉降量为6.5 mm,均满足规范允许变形要求。     

软土地区盾构穿越待改建老旧大堤的变形控制研究

针对国内深厚软土地区盾构下穿改扩建堤坝变形安全控制问题,文章依托上海某典型软土盾构隧道下穿待改扩建堤坝工程,通过对比不同加固方式确定了真空联合堆载预压加固法,现场实测了真空联合堆载预压加固堤坝期间地层变形和孔压变化规律以及盾构下穿期间改扩建堤坝表层变形和隧道自身变形。结果表明:采用真空联合堆载预压加固方法可较好地控制盾构下穿改扩建堤坝的施工风险,真空联合堆载预压法对常规埋深盾构隧道下方约2倍盾构直径范围内的软土有加固效果,双曲线经验法能较好预测软土地区老旧大堤预压加固作用下的地基沉降,盾构穿越预压加固的大堤引发的固结变形沉降较小。     

地铁盾构隧道下穿既有铁路变形控制研究

文章以济南轨道交通R3线一期工程某区间隧道为背景,采用Abaqus软件建立数值模型模拟在不主动加固和加固两种工况下,盾构隧道近距离下穿胶济铁路线桥梁与路基引起的变形情况。结果表明:在不加固工况下,桥墩顶部桥最大沉降为-5.88 mm,最大沉降差为5.16 mm,超出了有砟轨道铁路桥梁桥墩对应的5mm变形控制标准的要求。桥墩最大横向位移和纵向位移分别为0.28 mm、-3.01 mm。在采用了钻孔灌注桩加固措施后,桥墩顶部桥最大沉降为-1.71 mm,最大沉降差为1.16 mm,完全满足桥墩变形控制标准要求。最大横向位移与纵向最大位移分别为-0.245 mm、-2.83 mm,满足控制标准要求。铁路路基的竖向沉降相对较小,两种工况下最大沉降值分别为-12.31 mm、-11.97 mm,均满足铁路路基沉降20 mm控制值的要求。由此可见,采用钻孔灌注桩加固效果良好,加固方案安全可行。     

建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策

广佛环线城际铁路沙堤隧道盾构下穿通过永丰纺织楼时掌子面突发涌水,并导致隧道上方永丰纺织1#楼沉降变形超限。为确保隧道后续施工及地面房屋安全,及时开展补充勘察及水文测试,查明了隧道涌水原因。在加强地表监测的同时,通过对变形房屋基础采取注浆加固、深层岩石裂隙注浆堵水等处理措施,同时在地表无注浆条件的困难地段,在盾构隧道内采取填舱压浆、保压掘进的措施,有效减少了掌子面前方来水,抑制了房屋的沉降变形,确保了盾构安全通过永丰纺织楼高风险段。     

超大直径盾构隧道下穿铁路施工的离心机模型试验研究

盾构隧道近接下穿运营高速铁路施工会引起地基下沉、轨道不均匀沉降等病害,严重影响线路的正常运行,甚至会对铁路造成破坏。为研究超大直径盾构隧道动态掘进过程对地表城际铁路沉降影响,文章以武汉两湖超大直径盾构隧道斜下穿城际铁路项目为依托,通过土工离心机模型试验模拟了超大直径盾构隧道近接下穿城际铁路施工中盾构接近-下穿-驶离铁路的整个动态过程。研究结果表明:(1)盾构掘进对铁路路基的影响主要集中在下穿点前后各25 m范围,距下穿点25 m之外盾构掘进对铁路路基的影响很小;(2)盾构掘进过程中,下穿铁路前由盾构掘进引起的铁路路基沉降约占掘进全过程引起铁路路基总沉降的36%,下穿后约占64%,下穿后铁路路基沉降速率迅速增加,且大于下穿前;(3)以盾构掘进下穿过铁路15 m处为分界点,在此之前在盾构掘进方向左侧的路基沉降大于右侧的路基沉降,在此之后则相反,最终盾构掘进方向右侧的铁路路基沉降大于左侧。     

盾构隧道下穿铁路工程风险及对策

结合杭州地铁一号线下穿铁路艮山门辅助编组站盾构隧道工程,对其可能出现的风险进行了研究分析,提出了相应对策,并对盾构下穿施工参数提出了建议;针对可能出现的轨道过大变形,提出了对盾构穿越区采用分块加固的措施,并对加固后的效果进行了分析。     

暗挖区间隧道近接既有地铁隧道施工变形影响及控制措施研究

针对新建隧道近接既有隧道施工引起的结构及地表沉降变形问题,文章以成都地铁8号线新建暗挖区间隧道近接交叉下穿既有7号线地铁盾构区间隧道施工为背景,提出了既有线注浆加固土体、新建暗挖段施作超前支护、严格控制施工工艺、以监测预警手段反馈施工的综合控制措施,并详细阐述了施工降排水、管棚及小导管注浆施工要点。研究表明,监测数据表现出强烈的施工过程相关性,其中地表沉降量值最大达9～10 mm,而采用综合控制措施区域内的地表最大沉降则小于7 mm,既有地铁隧道结构最大沉降小于6 mm,均符合设计和规范要求。     

地铁隧道施工过古城墙的地表变形及控制措施

西安地铁二号线区间隧道施工对城墙等国家级文物的影响是隧道安全施工中需要解决的关键问题之一。文章针对该地铁工程介绍了上行线隧道盾构下穿护城河及城墙时的地表变形控制措施和施工变形监测方案,并对监测结果进行分析。分析结果表明,隧道盾构施工中,造成地表沉降是多种因素共同作用的结果;盾构施工过程中,注浆必须同步、足量且补浆及时;随着盾构的推进,需要不断调整土压力以适应地层的变化。隧道已经安全通过城墙,表明所采用的地表沉降控制措施和监测方案是合理可行的。     

地铁隧道盾构掘进对上跨地道基坑稳定性影响研究

地铁隧道盾构掘进对上跨基坑变形稳定特性和施工安全控制有着显著影响。文章依托呼和浩特市在建地道与在建地铁2号线"十"字交叉工程,通过数值模拟和实测监控对比分析,研究地铁隧道盾构掘进过程对上跨地道基坑稳定性影响规律。结果表明:受地铁下穿影响,基坑围护墙发生沉降和向基坑内侧变形,钢支撑轴力变化较小,主要以沉降变形为主,未加固时最终沉降累计值达16 mm;基坑下土体加固可显著减小基坑支护结构变形,沉降值可减少为未加固时的30%。有限元建模数值分析能够反映地铁下穿对基坑支护结构变形影响的一般规律,可为基坑围护结构的设计提供一定的理论依据。     

富水砂卵石地层中盾构隧道交叉重叠换边施工关键技术

在富水砂卵石地层中,盾构隧道交叉重叠换边施工尚属首次,为解决盾构掘进通过后地表不发生较大沉降、不对道路及管线造成破坏,在工程实施过程中采取了盾构掘进控制、地表注浆加固、洞内顶管注浆加固及施工监测指导施工的信息化施工技术,实践证明是比较成功的.     

富水砂层盾构隧道侧穿建筑物水平定向钻孔注浆技术

城市轨道交通盾构隧道下穿或侧穿建筑物时,为避免地层沉降差异超限导致周边建筑物破坏,需对盾构隧道顶线上方软土层进行注浆加固,但在市区施工协调难度大,传统地层加固手段难以实施。文章以广州地铁14号线邓村—江浦区间盾构隧道侧穿姓钟围房屋群注浆加固项目为背景,采用水平定向钻孔注浆技术对姓钟围部分建筑物下伏软土砂层进行远距离加固。通过采用随钻测斜与定向技术顺利完成沿盾构隧道走向的水平注浆孔钻进,通过注浆阀管并结合止浆塞可实现定位重复注浆。实践证明该新工艺对盾构隧道侧穿建筑物时地表不均匀沉降控制具有良好的效果。     

新建地铁隧道“零距离”下穿既有车站施工技术分析

新建地铁隧道"零距离"下穿既有运营地铁车站结构的施工将引起既有车站结构的变形,影响既有地铁正常运营。文章以北京地铁7号线下穿既有10号线双井站为工程背景,针对地铁区间隧道"零距离"穿越既有车站全断面开挖、台阶法开挖及CRD法开挖引起的既有车站主体结构、既有10号线轨道及区间隧道支护结构等的变形和受力状态进行了数值模拟,对比分析了不同开挖方案引起的既有车站结构及轨道的变形特性;以既有线轨道的变形量为控制标准,结合施工引起既有车站结构的受力变化,确定了区间隧道"零距离"下穿既有车站的施工开挖方案;同时对采用CRD法施工时的不同加固措施对既有车站及轨道变形的控制效果进行了数值模拟分析,确定了施工中地层加固范围及加固长度等注浆加固参数。现场监测分析结果表明,基于数值模拟分析优化并实施的区间隧道交叉中隔壁法(CRD)开挖方案以及在左右线隧道间的夹土层、隧道掌子面地层及隧道左右外轮廓3 m内地层进行加固的施工技术方案保证了既有线轨道变形速率不大于0.04 mm/d和既有车站主体结构累计变形量小于10 mm的要求。     

黄土盾构施工诱发楼房基础变形规律与控制技术

文章以西安地铁三号线大雁塔—北池头区间隧道盾构施工为工程背景,采用FLAC3D软件,研究分析了两种不同工况下黄土盾构下穿施工引起的楼房基础的变形规律,提出了盾构下穿陕西正和医院楼施工中的变形控制措施,并制定了监测方案。研究结果表明,必须先对楼房周围土层采取注浆加固措施后方能保证楼房基础的变形控制在允许范围内;工程实践也表明,由于采取了合理的掘进参数和地层加固措施,盾构安全地穿越了医院大楼,楼房基础的沉降变形也在允许范围内,证明提出的变形控制措施是合理的和有效的。     

泥岩地层盾构隧道下穿既有成昆铁路无预加固施工安全分析

新建地铁隧道下穿既有运营铁路时,如何在无预加固措施下保证新建隧道和既有铁路的安全,是施工的关键。文章依托成都轨道交通9号线一期工程元华停车场东出入场线盾构隧道近接既有成昆铁路工程,采用有限元软件模拟最不利工况下的工程安全性,通过主动托换补偿地层应力损失的可行性以及岩土物理力学参数变化的敏感性。研究结果表明,在泥岩地层、无预加固、有列车荷载作用、注浆压力控制在0.30 MPa及以上条件下,盾构隧道近接下穿既有成昆铁路施工时,能主动托换补偿地层应力损失,限制围岩塑性区发展,满足铁路线路轨道10m弦高低偏差矢度值≤±0.5 mm的管理规定,确保盾构近接施工时的安全。     

盾构隧道穿越广州火车站站场的设计与施工

广州地铁二号线火车站-三元里区间隧道中约165 m长隧道要下穿京广铁路广州火车站站场,在没有采用地层加固和扣轨辅助方法的情况下,利用盾构工法安全、顺利地完成了穿越14股轨道及其站场站台、地下邮政通道与人行天桥的隧道施工,确保了京广线的正常运营并有效地保护了周边环境.文章对盾构隧道穿越站场地段的工程设计和施工技术进行了分析和论述,其中一些成功的经验可供类似工程参考.