MJS工法在盾构上跨隧道工程中的应用研究

以南京在建地铁7号线永初路站至雨润路站区间盾构上跨既有2 号线油坊桥站至雨润大街站盾构隧道MJS加固工程为研究对象,分别采用数值模拟和现场实测的方法制定合理加固方案,根据实测数据分析MJS桩施工扰动对隧道变形的影响并据此提出工艺参数建议值。研究结果表明:沿既有隧道纵向加固至开挖盾体外侧1.5倍洞径可满足盾构上跨变形控制要求;MJS成桩引起地层应力增大仍会导致隧道发生竖向和水平位移,但不会对横断面收敛产生附加影响。建议软土及粉细砂地层注浆压力不宜大于40MPa,倒吸水压力应达到注浆压力的50%。该加固方案及盾构超近距上跨工程案例对类似工程的设计和施工具有指导意义。     

基坑对既有地铁隧道衬砌的影响及变形控制

基坑工程位于地铁隧道之侧,基坑开挖卸荷导致地铁隧道衬砌产生位移,水平位移朝向基坑内侧,而竖向位移主要表现为隆起,地铁隧道衬砌竖向隆起量要大于水平位移;地铁隧道衬砌位移随着基坑开挖逐渐增大。地铁隧道离基坑越远且地铁隧道埋深越深,地铁衬砌竖向隆起量及水平位移就越小。以枫亭隧道明挖基坑为工程实例,采用地连墙+4道横撑+2道竖向支撑的支护方式、盆式开挖方法、合理的地连墙嵌固深度等方式来控制地铁隧道衬砌的变形,并以"地铁隧道结构的绝对竖向位移及水平位移要≤20 mm"为控制标准,对基坑开挖进行了数值模拟,结果显示控制措施能保证地铁隧道正常运营安全。     

运营地铁隧道上方近距离明挖施工技术研究

新建明挖基坑上跨运营地铁隧道时,区间隧道会产生上浮变形,影响地铁运营安全。结合工程实例,采取双排桩围护+两道混凝土支撑、地层分区加固、基坑分区分层开挖等施工措施,经数值模拟分析及现场量测验证,施工结果满足既有隧道运营安全要求,可为类似工程提供借鉴。     

新建隧道紧邻既有高压铁塔的加固研究

大泽隧道紧邻220 kV高压铁塔,为了保证铁塔的安全稳定,提出了托换、隔离2种铁塔加固方案,通过比选决定采用隔离方案,在南、东、西3个方向布置直径为1.2 m的挖孔桩,桩顶采用冠梁连接,且挖孔桩与铁塔外边缘之间采用Φ89 mm钢花管进行注浆加固;对隧道开挖进行了三维数值模拟,得出了隧道开挖之后最大相对位移为19.5 mm,小于规范允许值,塔基最大倾斜值为0.000 2,塔基最大沉降为3.2 mm,均小于规范允许值,高压铁塔是安全的。对类似工程有一定的借鉴意义。     

临地铁市政隧道改扩建关键技术研究

随着城市建设进程的推进,城市短隧道因规模不满足通行要求需进行改扩建的情况越来越多,由于此类工程处于城市核心区,周边环境复杂且施工技术要求高,其实施面临着较大的困难。以南京横江大道快速化改造工程中的临江路隧道改扩建工程为例,从基坑支护、邻近地铁保护、既有隧道拆除工艺等方面,研究了临地铁既有市政隧道的改扩建关键技术。提出了背贴防水卷材(搭接500mm)+2道聚硫双组份密封胶+2道遇水膨胀橡胶止水条+预埋注浆管注入聚氨酯等防水浆液+内侧不锈钢盖板的接缝防水措施;明确了工法桩基坑支护方式,给出了基坑降水方案及注意事项,并采用有限元计算方法对地铁影响进行校核;提出了既有隧道主体结构切除及抗拔桩原位利用的施工工艺。     

盾构隧道穿越河堤引发异常沉降原因分析及治理

依托长沙地铁2号线区间穿越龙王港河堤地表沉降过大的工程案例,分析了沉降发生的原因及相应采取的工程治理措施。为研究治理方案的实际效果,采用有限元软件Plaxis对地层加固前后区间隧道穿越施工工况进行模拟,对周边土体位移、地表沉降、盾构管片弯矩的数值进行对比分析。结果表明:通过注浆加固提高盾构隧道覆土范围土体工程力学性能后,可以有效减低整个地层的位移及盾构管片弯矩数值。监测数值表明,对河堤进行注浆加固可以有效地防止地表过大沉降。     

上方开挖卸荷作用下地铁隧道的实测数据分析

在已有隧道上方进行基坑开挖,下方隧道的变形是基坑施工控制的关键。采用实测分析的方法,详细介绍了在已建盾构隧道上方进行基坑开挖的工程中,下卧隧道的变形控制措施,即在基坑开挖前进行搅拌桩加固、设置抗拔桩并在隧道内设置"米"字型支撑,通过实测数据分析研究了上方基坑开挖过程中下卧隧道的变形规律。得到如下结论 :搅拌桩加固过程中,隧道发生轻微的下沉变形,而基坑开挖则会导致隧道整体抬升与横截面收敛变形;搅拌桩加固与抗拔桩能有效控制施工过程中的隧道隆起变形,而隧道内的"米"字型加固则能有效减小隧道的收敛变形,搅拌桩施工引起隧道发生"横鸭蛋"式收敛变形,而后续的基坑开挖则对隧道的收敛变形影响不大。     

城市隧道上跨既有地铁隧道影响分析及处理

沈阳市南北快速干道工程隧道从既有地铁1号线盾构区间隧道上方穿过,两者结构竖向最小净距为2.483m,土体较薄,地质较弱。主体隧道在施工过程中不能影响下方地铁区间隧道结构安全和正常营运,施工难度和风险较大。经过理论分析和模拟计算,通过采用高强度MJS满堂加固、基坑土体分层快挖等措施,尽量减弱两者间的相互影响,从而有效保证了盾构隧道结构的稳定及地铁运营列车的安全。     

金山隧道明挖段方案设计的探讨

金山隧道为一座双向6车道连拱隧道,受前方交叉路口的影响,出口端80 m长的明挖段加宽为双向8车道,且明挖段周边建筑物距离基坑较近、地质极差、基坑跨度达到39 m。考虑到明挖结构超大,为了结构安全及洞内视觉效果,采用了拱形结构;为了保证基坑的稳定、周边建筑的安全,基坑采用"桩+横撑"的防护型式,由于拱形结构的施作需要使用模板台车,仅在基坑中部设置1道Φ609钢管竖撑,避免影响模板台车的进入,并考虑到基坑跨度超大,设置了双拼Φ609钢管横撑来提高横撑的刚度,同时采用袖阀管注浆来加固基坑周边土体,进一步确保建筑物的安全。对类似工程有一定的指导意义。     

砂土基坑开挖下临近地铁隧道变形与保护措施研究

针对不同施工参数工况下,分别开展了基坑临近地铁隧道采用隔离桩及注浆加固措施的控制效果研究。主要结论如下：隔离桩桩顶埋深对地铁隧道的保护效果有较大影响,设计不当将会“牵引”隧道产生变形;随着注浆区域增加至一定宽度,注浆加固的保护效果将稳定在一定范围,而不会持续增加,一味加宽注浆区域并不能取得合适效果,适当控制注浆区域宽度也能够保证较好的控制效果。研究结论对砂土地区类似工程施工具有指导意义。     

基坑开挖对盾构隧道影响的三维数值分析

当开挖基坑位于隧道附近，由于基坑开挖导致影响范围内的土体应力释放，打破了土体原有的应力平衡，致使基坑底部隆起，进而使基坑开挖范围内的土体发生位移，从而带动周围隧道产生移动。以武汉地铁7号线北延工程天阳路站至腾龙大道站区间风井基坑为例，采用三维有限元数值模拟的方法，模拟了基坑开挖引起的盾构隧道变形和内力的变化，分析得出了采取分段分区施工方案能够明显改善基坑开挖引起的盾构管片的水平、竖向位移以及内力变化，结合现场实际穿越过程中的监测数据，与数值模拟结果基本一致，说明施工方案合理可行。     

大跨度隧道分部开挖超近距离下穿电力铁塔变形控制技术研究

大跨度隧道以超近距离分部开挖下穿电力铁塔时不可避免的对铁塔桩基产生扰动影响,依托黑白面将军山隧道工程开展了双侧壁导坑法分部开挖下穿电力铁塔数值模拟研究,分析了不同注浆加固方案下地层变形和铁塔桩基稳定性的演化规律。研究结果表明：当不采取注浆加固措施时,中导洞上断面的开挖后围岩最大累计竖向变形为5.3 mm左右,约占最终累计变形的76.8%,是地层变形发展和桩基扰动的关键阶段,电力铁塔随着断面开挖具有向隧道开挖侧偏转的趋势;当采取径向6 m范围注浆加固时,隧道最大拱顶沉降减小了约54%,铁塔桩身倾斜率由0.14‰降低至0.06‰,桩基左右两侧的差异沉降减小,采取注浆加固措施可以实现围岩及铁塔桩基的稳定性控制。     

基于三维非连续几何模型的盾构施工模拟

以苏州地铁一号线工程为研究背景,建立考虑管片分块、连接螺栓及施工过程各因素的三维非连续几何模型,对盾构法施工过程进行仿真模拟.论述了盾构开挖系统模型的几何非线性方程组的推导过程,盾构顶进推力及注浆材料性质的计算方法.模拟计算结果显示：盾构管片内外侧表面大部分区域处于受压状态,拱顶与拱底部位及靠近连接螺栓的部分区域处于受拉状态;受盾构顶推力作用,盾构开挖面前方土体有一个典型的隆起区域,地表最大隆起值为2.5 mm,出现在盾构开挖面前方8.5 m处;盾构开挖面后方土体沿隧道纵向的沉降受注浆材料影响随时间变化,并逐渐趋于稳定;在盾构法施工中,各管片连接处的土体受施工影响明显,土体塑性区范围较大.     

浅埋暗挖地铁隧道岩溶地层注浆加固止水施工

结合广州地铁二号线三元里折返线工程的施工实例,介绍浅埋地铁隧道岩溶等不良地质条件下地层注浆加固止水的方案确定、注浆设计、施工方法、施工工艺、施工原则及措施等内容,为类似施工提供借鉴。     

软土地层近距离上穿既有隧道变形的数值模拟

针对上海市某地铁隧道近距离上穿运营中的地铁二号线,二者最小净间距为1.33m,通过三维数值模拟得到在新隧道推进过程中,地铁二号线和地表都表现为隆起,二号线最大隆起量为7.29mm,地表最大隆起量为16mm;地铁二号线的变形分为沉降、隆起及稳定三个阶段等结论.     

双线盾构隧道施工对既有桥梁安全影响的研究

以盾构隧道近距离穿越地下既有桥梁桩基为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件,对施工过程中隧道开挖引起桩基的位移进行了计算分析,最后建立Midas civil荷载-结构模型,在最不利差异沉降工况条件下,对上部桥梁结构的附加内力及变形进行验算。结果表明,全部注浆加固地层时,隧道开挖引起的桩基最大沉降值为9.3 mm,最大差异沉降值为1.0 mm,桥梁承载力满足要求。     

紧邻高楼的隧道基坑支护方案研究

普瑞隧道明挖段基坑K1+230~275段紧邻18层楼房,采用了钻孔桩+横撑的结构型式对基坑进行了支护。采用理正深基坑7.0计算软件对基坑支护结构稳定性进行了计算,得出基坑整体稳定性安全系数、抗倾覆安全系数;并对基坑开挖过程进行了数值模拟,得出了地表位移、排桩位移及内力、第一道横撑的位移及内力,结果表明基坑及高楼均是安全的,对类似工程有一定的借鉴意义。     

盾构隧道下穿铁路股道及火车站站房的影响分析

通过对南宁地铁1、2号线盾构隧道下穿铁路股道及火车站站房现场的调查、了解,依据各自的环境条件分别建立二维、三维数值模型,选取适当的单元类型进行模拟计算。发现采用洞内注浆加固配合地面加固的方式可使股道最大沉降减小18.9 mm,且使沉降槽缩小60 m。对火车站站房下的隧道采用洞内加固可保证影响区范围内的最大桩基沉降差约4.5 mm,远小于过规范规定的允许值。这就确保了盾构隧道下穿南宁火车站站房及铁路股道的安全,为今后类似工程的数值模拟分析提供经验。     

某市政管廊基坑上跨既有地铁隧道的衬砌变形控制

某市政管廊基坑从既有地铁5号线上方通过,基坑开挖会导致地铁衬砌隆起,从而影响地铁衬砌运营安全。从三个方面来控制地铁衬砌的变形:(1)基坑分为3个部分依次进行开挖;(2)采用SMW工法桩进行围护,内插HN700×300型钢,隔一插一,形成封闭基坑结构,坑内设置冠梁、支撑;(3)基坑底部打入Φ203钢管棚,并与双拼45c工字钢焊接形成抗隆起的管幕结构。并通过数值计算,得出了基坑开挖过程中地铁衬砌的变形情况,结果显示以上措施能有效地控制衬砌变形。     

基坑近接既有地铁盾构隧道施工影响分区方法

为了确保基坑近接既有地铁盾构隧道的结构安全和正常运营,在对盾构隧道纵向等效刚度模型研究的基础上,建立了隧道纵向变形曲率与螺栓承载状态和线路正常运行要求的公式.结合沈阳某深、大基坑近接既有地铁盾构隧道施工工程的实际情况,通过改变既有盾构隧道相对新建基坑的空间位置关系,进行了多工况三维数值模拟计算分析,得到了基于桩锚支护的基坑近接既有地铁盾构隧道施工的强、弱、无影响分区图,并通过现场的沉降实测结果等验证影响分区标准和控制技术的有效性.研究结果表明:盾构隧道纵向变形曲率半径是基坑近接盾构隧道施工中隧道结构安全和正常使用的关键指标,可将盾构隧道纵向变形曲率半径作为近接影响判断准则;在确定基坑近接既有盾构隧道施工工程的影响分区时,可将盾构隧道轨道线形受影响的临界状态及管片接头极限状态下隧道纵向变形曲率半径,分别作为强弱影响区和弱无影响区的划分阈值.