大直径盾构掘进非对称同步注浆地层扰动规律研究

为了研究大直径盾构施工过程中非对称同步注浆对土体扰动的影响规律，基于钱江隧道南岸始发段超大直径泥水平衡盾构施工，通过有限元方法重点模拟了盾尾同步注浆过程，并与现场监测数据进行对比分析。在既有解析解的基础上通过二次开发实现有限元模型同步注浆压力的非均匀分布模式，使其充分反映非对称注浆工况。模拟中考虑了非对称注浆压力比、注浆率和注浆缺陷分布模式（即局部注浆压力不足位置）等因素对周边地层扰动的影响。研究表明，不对称注浆压力导致沉降槽呈不规则状，注浆压力较大的一侧易发生地表隆起；不对称注浆压力比与地层损失率呈线性负相关；随着注浆率增加，深层土体沉降值不断增加，当深度增加时，这种趋势会更加明显；不同注浆缺陷分布模式对地表沉降有不同程度的影响，顶部注浆孔压力对地表沉降量的影响较大，而腰部注浆孔压力对地表沉降槽宽度系数影响较大，底部注浆孔压力对地表沉降的影响相对较小。     

边坡监测TDR技术数值模拟分析

通过Plaxis 3D Tunnel有限元软件对室内纯剪试验,同轴电缆—注浆体与土体相互作用试验进行了有限元分析,通过反算确定了同轴电缆、注浆体的本构参数。并对实际边坡中同轴电缆—注浆体—土体共同作用的情况进行了分析,指出当注浆体的强度为边坡土体强度的1到5倍时,同轴电缆的灵敏度将达到最佳,采集的数据将会最可靠。     

盾构掘进参数对地表沉降的影响分析

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题.文章以深圳地铁5号线洪浪-兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托,通过数值模拟和现场监测,对影响地表沉降的掘进参数进行了模拟分析.计算结果表明,地表下沉与盾构掘进参数密切相关,适当加大注浆压力能有效控制地表沉降;同时,土舱压力与土体原始侧向压力接近时地表沉降量最少.实测地表沉降与掘进参数的关系表明,当注浆量一定时,地面沉降随土舱压力的增加而减小;地表沉降随着注浆量及注浆压力的增大而减小.     

盾构隧道施工地层变形三维解及影响因素分析

文章以某区间隧道富水砂层条件下盾构施工过程为研究对象,重点考虑了盾构正面附加推力、刀盘与土体之间的摩擦力、盾壳与土体之间的摩擦力、地层损失及盾尾同步注浆压力五方面因素的影响,建立了盾构推进力学模型。基于Mindlin解,建立了考虑同步注浆压力及刀盘摩擦力影响的地层变形三维解析解,并结合现场监测数据和数值分析结果对其进行了验证。分析结果表明:盾构施工引起的横向地表变形曲线呈"V"形,纵向地表变形历时曲线呈"S"形;刀盘与土体之间的摩擦力引起的地层变形曲线左右两侧呈反对称分布;盾尾同步注浆压力引起地层隆起变形,设置合理的注浆压力并及时注浆能有效控制施工变形。该方法得到的结果更为合理,可用于预测盾构施工阶段的地层变形。     

盾构下穿建(构)筑物控制沉降注浆技术研究与应用

北京地铁黄村站-义和庄站区间隧道采用盾构法施工,由于下穿建(构)筑物群及12股轨道群,施工中在地面不具备加固条件的情况下采用了隧道内部超前注浆和径向注浆加固措施,即通过盾构机的8个超前注浆孔对刀盘前上方土体进行加固,在盾构机头过后利用管片上的预留注浆孔及时对隧道上方土体进行深孔注浆加固,有效地控制了地面建(构)筑物的最终沉降量.文章对本工程的概况、地层沉降机理、注浆措施及对沉降的控制效果进行了研究和分析.     

土体劈裂注浆的细观机理研究

为了揭示劈裂注浆的作用机理,文章基于散体理论的颗粒流方法,采用PFC2D软件分析了不同注浆压力作用下注浆过程中劈裂缝的产生以及浆液的扩散规律。运用PFC2D内置的fish语言,建立注浆的复杂模型,通过伺服控制施加注浆压力从而模拟劈裂注浆。模拟结果表明:随着注浆时间的增加,土体首先在竖直方向上出现劈裂缝,然后发生水平方向的二次劈裂;当注浆压力为0.2~0.5 MPa时,土体的劈裂主要发生在半径1.0m范围内;注浆压力0.7MPa时,土体劈裂的范围达到半径1.5m。     

砂卵石地层盾构施工参数对邻近建筑变形的影响研究

为了降低砂卵石地层盾构施工对邻近建筑物的影响程度,文章基于Midas GTS NX有限元软件构建模型,对不同顶推力、注浆压力和浆液强度下盾构邻近建筑物变形规律进行分析。结果表明:建筑物的沉降变形和水平位移随着顶推力增大而逐渐增大,随着注浆压力和浆液强度增大而逐渐减小;顶推力越小,注浆压力和浆液强度越大,建筑倾斜率越小;当盾构千斤顶推力为110 kPa、注浆压力为190 kPa时,建筑的沉降变形相对较小,并宜选择强度高的注浆材料。     

多孔介质注浆模拟试验研究进展

基于注浆工程的隐蔽性和复杂性特点,注浆模拟试验成为研究注浆过程和注浆理论的重要途径.文章对多孔介质注浆理论计算方法进行了阐述和总结,介绍了多孔介质注浆模拟试验中对扩散性能和结石体强度、注浆压力和被注介质内部压力以及渗透系数和渗透稳定性等注浆参数规律研究的现状和进展,并对多孔介质注浆模拟试验的研究方向进行了展望.     

注浆处治盾构下穿建筑物渗水沉降的效果分析

天津地铁3号线盾构下穿某既有建筑物时因地下水渗漏引起建筑物沉降,文章以注浆抬升处治工程为研究对象,结合监测数据,采用数值模拟方法分析了在隧道渗水条件下注浆抬升既有建筑物的效果,在此基础上分析了注浆点位置、注浆时间对注浆抬升效果以及对隧道的影响。研究结果表明:浅孔注浆时补偿注浆率较高,所需注浆量明显低于深孔注浆,但补偿注浆率波动程度较大,建筑物倾斜显著增加;深孔注浆时注浆压力导致隧道弯矩急剧增大,为浅孔注浆时的3.7倍,隧道弯矩影响范围均约为注浆区宽度的1.5倍;适当增加单次注浆时间,建筑物倾斜增量较小,且建筑物测点抬升量显著增加,补偿注浆率明显增大,注浆抬升效果更好。     

动水条件下渗透注浆扩散机理研究

渗透注浆过程中,地下水流动对浆液扩散过程有显著影响。基于此。文章应用流体两相渗流理论描。述动水条件下的渗透注浆扩散过程,并建立相应的有限元模型对注浆过程进行数值模拟,分析了动水条件下的浆液扩散规律及浆液扩散范围影响因素。研究结果表明:动水条件下浆液沿顺水流方向呈轴对称的U形分布。动水流场限制注浆影响范围;浆液横向扩散与纵向扩散、顺水扩散与逆水扩散存在明显差异性,注浆压力与浆液流速在注浆孔附近衰减显著;地下水流场与注浆压力是影响浆液扩散范围的主控因素,浆液扩散范围与注浆压力正相关而与动水流速负相关;最后对动水条件下的渗透注浆设计及工艺提出了改进方法。     

地铁盾构隧道施工对近接桩基的影响研究

采用三维有限元方法对盾构隧道近接桩基施工进行模拟,分析盾构机动态掘进时既有桩基位移的变化规律.模型中实现了盾构施工过程的步步掘进模拟,采用了接触单元来模拟桩基与土体的相互作用,并考虑了注浆层硬化的时间过程.计算结果表明,盾构隧道修建时,既有桩基将产生沉降和倾斜,桩基与土体的沉降差导致它们的接触面在地表处产生滑移,桩基顶部向隧道侧挤压,而在另一侧与土体脱离.施工参数的敏感性分析表明,增大顶进力会增大施工期间的桩基倾斜率,但对最终倾斜率影响不大;增大注浆压力则将增大桩基的最终倾斜率.该工作可为类似工程的施工提供参考.     

砂性地层盾构同步注浆渗透距离预测模型与应用

由于砂性地层孔隙率大且孔隙分布的巨大差异性,地层渗透性能具有显著的各向异性特征,所以导致盾构施工同步注浆浆液渗透扩散也具有明显的各向异性和非均质性。针对砂性富水地层盾构同步注浆渗透扩散距离预测方面存在的问题和不足,提出虚拟微元流体柱状结构模型和等效流管浆液渗流模型,构建盾构同步注浆渗透扩散理论模型,建立了浆液渗透扩散距离的理论解。系统研究了渗透性富水地层盾构同步注浆浆液渗透扩散特性及其与浆液黏稠度、土体孔隙比、注浆压力等参数的相关性。结果表明,注浆渗透距离与浆液黏稠度成反比、与土体孔隙比和注浆压力成正比;一定的工程条件下,同步注浆压力存在相对合理的取值区间,压力过小不利于盾尾空隙充填,压力过大则易引发地表冒浆及周边环境安全风险。研究结果应用于实际工程,取得了良好技术效果。     

富水砂层联络通道冻结法施工温度及位移场实测分析

针对富水砂层联络通道冻结法施工冻结效果较难判断及易发生地层融沉的问题,依托南通地铁1号线07标联络通道工程案例,通过对冻结盐水温度、冻土温度、泄压孔压力及地表变形等方面的监控量测分析来研究联络通道冻结法的冻结效果及地面融沉,在此基础上提出了联络通道冻结施工冻融的控制措施。研究表明：（1）以去回路盐水温度、土体温度、泄压孔压力及地表变形为判定依据的综合判定方法,能够有效、准确地对联络通道冻结效果进行判断,确保施工安全。（2）通过采取快速冻结、在土体内预埋管、结构层后充填注浆等冻胀、融沉控制措施,地表受冻胀和融沉的影响最终累计沉降3.8mm,满足累计变形报警值要求。     

注浆止水技术在热力工程竖井施工中的应用

北京市某热力竖井采用倒挂井壁法施工,在非降水条件下进行注浆止水,取得了较好的效果和相关经验。文章以此工程为例,根据该竖井的水文地质条件及周围环境情况,详细论述了注浆止水方案的设计参数和施工技术,包括浆液的类型及配合比、注浆压力、注浆量、扩散半径、注浆孔布置及具体的注浆结束标准等。工程实践表明:结合理论与工程概况,通过对注浆参数进行合理设计及对施工工艺的严格控制,单纯的注浆止水方案可以有效地止水并能起到加固作用,满足热力竖井安全开挖的目的,从而在一定程度上扩大了注浆法的应用范围。     

繁华城区饱和软土地层过街通道浅埋暗挖施工关键技术

文章以杭州某人行地道工程为例,介绍了在繁华城区饱和软土地层条件下,采用浅埋暗挖法施工地下通道的若干关键技术。在掌子面超前预加固方面,TSS工法具有注浆压力易控制,浆脉分布均匀的特点,同时注浆管对土体存在加筋效应;在开挖工法方面,采用CRD六部开挖,宜先中间后两侧,预留核心土长度应结合土体注浆预加固和锁脚锚管控制侧墙变形效果加以综合确定;在临时支撑拆除风险控制方面,可通过加密纵向连接筋和设置全断面径向小导管来提高结构刚度和土体强度,并控制地层沉降。     

浅覆土盾构最小埋深的正交试验分析

盾构隧道上覆土层过薄,将可能出现正面塌方或涌水等严重事故。文章针对目前水下盾构隧道最小埋深计算理论存在的问题进行了分析,给出了考虑抗浮安全系数、土层抗剪强度及管片壁后注浆压力的浅覆土盾构最小埋深的计算公式;同时,采用无空列正交试验分析的方法,对影响盾构上覆土厚度的隧道半径、管片壁厚、注浆压力、上覆土有效重度及有效内摩擦角、土的粘度等因素进行了极差和方差分析,得出了最小埋深的显著性影响因子及其随各因素的变化趋势。研究表明:管片厚度及有效内摩擦角对埋深变化影响不大,注浆压力影响非常显著,对推荐公式的主要影响因素为注浆压力、土的粘度、土的有效重度、隧道半径、土的有效内摩擦角、管片厚度。     

巷道注浆加固围岩稳定参数敏感性分析

在玲珑金矿工程地质调查研究等前期工作的基础上,将围岩参数弹性模量E、泊松比μ、内聚力C、内摩擦角Φ,以及注浆压力P和注浆时间t作为围岩稳定影响因素,采用无量纲化的敏感性分析方法,通过数值模拟得到各参数条件下巷道二期注浆开挖施工过程中围岩右边墙和底部的位移,进而计算和分析注浆加固过程中各围岩参数及注浆参数对巷道稳定性的影响,以指导巷道开挖、加固与治理.     

人工冻结法在圆砾地层地铁联络通道施工中的应用

南宁地铁3号线金琅区间联络通道所处地层主要为圆砾,其自稳能力差,易发生涌水冒砂、围岩扰动过大而使隧道变形的情况,设计采用人工冻结法施工。文章详细介绍了冻结过程中冻结孔布设、冻结参数选取以及土体在自然解冻后的融沉控制注浆参数优化等工艺。在积极冻结施工过程着重对盐水去回路温度、土体温度、泄压孔孔压进行分析,总结出土体温度变化、冻结壁形成的规律,准确判断通道开挖的时机,并针对联络通道冻结施工存在的问题提出了具体的对策措施。人工冻结法在该区间隧道富水圆砾层中的成功应用,可为其它类似工程提供参考。     

地铁隧道全断面注浆对地表隆起影响分析

深圳地铁某隧道暗挖段由于高强度注浆导致地表持续隆起,最大值超过50 cm,且后续开挖过程中地表并无沉降现象发生。考虑到该区段内主要为砂卵石地层,上部与底部分别为少量粗砂和全风化花岗岩复合地层,文章采用理论分析、数值模拟和现场实测手段,从注浆抬升角度对已发生的地表隆起现象进行原因分析。结果表明:从注浆效果来看,注浆对该段松散土体产生渗透压密效果,并在较大的注浆压力作用下产生水力劈裂;劈裂注浆浆液脉络方向多为水平;注浆区两侧旋喷桩的施作改变了注浆地层原有的应力状态,加强了地表隆起程度。     

小间距地铁区间隧道施工工序模拟分析

采用平面弹塑性有限元程序对广州地铁二号线间距仅0.85 m的双洞区间隧道的施工进行模拟分析.通过5种开挖工法的模拟,并考虑中隔土体注浆与未注浆对隧道稳定的影响,以推荐合理的施工方法.