富水砂层盾构隧道开挖面稳定性及其失稳风险的分析

以位于富水砂层中的深圳地铁11号线某区间隧道工程为例,采用有限差分软件建立富水砂层盾构隧道的三维数值模型,模拟分析4种不同支护压力作用下盾构隧道开挖面的稳定性;在此基础上,提出基于稳定系数的开挖面失稳风险分析方法,用于对富水砂层盾构隧道开挖面失稳风险的分析和评估。结果表明:支护压力越接近前方土体的静止水土压力,则开挖面变形越小,开挖面也越稳定;富水砂层盾构隧道的极限支护压力比约为0.4,高于不考虑孔隙水压力时的隧道极限支护压力比。现场实际工程验证表明,基于稳定系数的盾构隧道开挖面失稳风险分析方法可以快速、有效地确定隧道开挖面失稳的风险等级,可用于快速评估富水砂层中盾构隧道开挖面的失稳风险。     

地铁盾构隧道下穿高铁路基沉降变形特征研究

为降低地铁隧道下穿高铁路基的实施风险,控制工程投资,以北京地铁昌平线南延盾构区间下穿京张高铁路基工程为背景,采用数值计算结合现场检测的方法,对不同隧道埋深条件下盾构隧道小角度下穿铁路路基的路基沉降变化规律、不同隧道开挖顺序对路基沉降的影响、适宜的隧道覆土厚度、加固措施等关键技术问题进行系统研究.研究结果表明:(1)隧道...     

大直径盾构小半径曲线段接收技术探讨

盾构法隧道在城市地下工程中的应用越来越广泛,由于受周边环境或规划的影响限制,城市隧道中往往有大量的小半径平曲线线路,也会出现在曲线地段设置盾构到达接收工作井的情况。盾构机出洞接收是盾构隧道施工中的一个重要环节,出洞接收过程具有较大的风险。结合大直径盾构、小曲线半径到达接收工程实例,对大直径盾构曲线接收技术进行探讨,希望能为同类工程提供一些参考。     

大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响分析

以厦门地铁1号线集美中心站站后停车线隧道工程为背景,采用FLAC3D三维有限差分软件,对此大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响进行了三维数值分析。分析了CRD(交叉中隔墙)四步开挖法、CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)及CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分先开挖)对盾构隧道的影响,揭示了盾构隧道位移和管片弯矩的变化规律:大断面矿山法隧道开挖时对先施工的小净距盾构隧道产生4~9 mm的位移值,盾构管片产生80~170 kN·m的弯矩值。另外,CRD四步开挖对盾构隧道不利,盾构隧道的位移和弯矩分别增大约33%和6%,并且靠近盾构隧道的部分对盾构扰动更大,因此,推荐使用CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)。最后对比分析了盾构隧道的现场监测位移值和数值模拟结果。     

超大直径泥水盾构隧道开挖系统的设计

南京长江隧道的水文地质条件复杂,超大型盾构开挖直径大,隧道不仅穿越长距离的粉细砂层,同时还穿越鹅卵石层。说明盾构开挖系统（尤其是刀盘）设计是盾构对工程适应性的充分体现,针对工程难点,从刀盘设计形式、刀具配置、开挖仓设计等几个方面,阐述南京长江隧道盾构开挖系统的设计特点。     

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。     

盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价

针对地铁盾构施工诱发临近桥梁安全风险评估结果不完善、存在失真等问题,提出一种基于变权可拓云模型的盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价方法。首先,结合以往研究基础和实际工程经验,建立盾构施工诱发临近桥梁安全事故机理模型,进而确定孕险环境、致险因子和承险体3个1级指标,其中包括有岩土层物理性能参数、隧道工程条件、盾构施工条件、盾构施工参数、施工管理风险、桥梁现状及桥梁自身条件7个2级指标和内摩擦角、弹性模量等27个3级指标为依据建立盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价指标体系。其次,通过改进CRITIC客观赋权法获取评价指标权重,并采用变权可拓云模型构建盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价模型,其中引入变权理论得到使评价结果更加科学合理的变化权重。最后,对某市轨道交通1号线一期工程Ⅱ标段沿线桥梁进行实例分析。研究结果表明,4座盾构施工临近桥梁安全风险等级分别为Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅰ级。其中,该施工场地各项土体指标、隧道覆跨比、隧道埋深、隧道直径及桥桩与隧道的相对位置等指标风险较大,即该段隧道盾构施工时对于桥梁自身情况及其施工场地环境需要重点监测,并严格做好周围土体加固等各项技术措施。研究结果可为盾构施工诱发临...     

天津津滨轻轨西段工程盾构隧道施工风险管理

最大程度降低盾构隧道施工中的风险事故发生率以及事故造成的损失,是工程实际中迫切需要解决的一个难题.根据风险分析流程,结合天津津滨轻轨西段工程七经路至天津站站区间盾构隧道实例,对该工程的主要风险,首先采用专家调查法和层次分析法进行了识别,然后应用模糊综合评判对盾构穿越铁路股道的施工风险进行了统计、计算和综合分析评估.提出...     

基坑分段开挖下部盾构隧道纵向变形规律研究

为研究基坑分段开挖时下部盾构隧道的纵向变形规律,以某分段开挖基坑小角度斜跨盾构隧道工程为例,采用对比法和归纳法,通过数值模拟分析,得出基坑分段开挖时下部盾构隧道纵向变形规律。研究表明:(1)基坑分段越越短,其下部盾构隧道最大隆起位移值越小,隧道隆起范围越小;(2)开挖分段个数与隧道隆起位移峰值个数相同,分段越均匀,峰值大小越接近;(3)应优先开挖叠交核心区中段基坑,而非两侧基坑;(4)隧道纵向各相邻部位对彼此变形的单向调整比率约为5.71%。可通过调整分段开挖顺序对隧道最大隆起位移的出现位置进行调整。     

地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响分析

在已建地铁盾构隧道上方近距离开挖深基坑工程中,隧道上浮、基坑回弹隆起和隧道结构变形是施工过程中控制的难点.利用三维数值计算方法,研究基坑开挖过程中盾构隧道的变形规律,并提出可采取的加固措施,分析如何运用时空效应原理,分层、分段开挖基坑,以减小基坑回弹量,确保盾构隧道结构的安全.     

盾构开挖区锚杆（索）快速清除施工技术

锚杆（索）侵入盾构隧道开挖范围内,可能使盾构施工面,I岳刀盘被缠住,刀具损坏,螺旋机被卡和被迫开仓检修等施工风险。为保证盾构施工安全、顺利通过锚杆区,在盾构施工前必须完全清除开挖面范围内的锚杆（索）。文章针对地面交通繁忙、地下管线密集、地表施工场地小、工期紧等工程特点,提出了人工挖竖井＋横导洞的锚杆（索）清除方法。该方法应用于武汉轨道交通4号线某标段,成功清除了隧道开挖范围内的267根锚杆,取得了良好的经济效益和社会效益。     

宁波地铁盾构隧道上方基坑开挖影响案例分析

针对宁波软土地区在刚建成盾构隧道结构上 方进行基坑开挖的工程实例,采用三维有限元数值模 拟和残余应力法,计算分析基坑开挖施工对已建盾构 隧道结构的影响。分析坑底加固措施对控制基坑隆起 及盾构隧道上浮的作用,同时在上部基坑施工过程中, 对刚建成的隧道进行变形监测,并对监测数据进行分 析,认为坑底加固有利于提高坑底土体的抗隆起稳定 性,可保证基坑的安全。     

公路地铁合建越江段大直径盾构隧道工程风险分析

某公路地铁合建越江段盾构隧道采用泥水平衡盾构施工,工程具有盾构直径大、一次掘进距离长、水压力高、地质条件复杂、施工风险大等特点。从工程勘察、设计、施工等多方面,对建设期主要风险进行识别和分析,包括工程地质勘察准确度和可靠度风险、河势演变风险、盾构机掘进风险、隧道发生较大位移或不均匀沉降、隧道上浮风险、基坑失稳风险、隧道下穿高架桥时桥基沉降太大风险等。采用R=P×C风险等级矩阵评价方法对施工风险及残余风险进行评价,并针对主要风险提出应对对策。     

大直径盾构在城市轨道交通中的应用前景分析

城市轨道交通隧道区间普遍采用上下行分离的单洞单线方案,单洞单线盾构外径尺寸为6.0~6.7 m,大直径盾构(刀盘开挖直径≥8 m)在城市轨道交通中应用案例较少。在铁路、公路、市政等领域,大直径盾构工程应用案例较多,甚至外径≥14 m的盾构实例在国内外已有多例。文章基于城市轨道交通几起单洞双线大直径盾构案例,对大直径盾构在城市轨道交通中的应用前景进行分析。     

上海轨道交通12号线工程施工风险评估与管控措施研究

结合上海轨道交通12号线工程建设特点和难点,对工程总体风险、施工期土建结构施工风险、轨道工程施工风险、机电安装施工风险、人员安全与职业健康风险、环境影响风险等进行了分析。采用基于层次分析法进行风险事件权重计算的模糊综合评判方法,对该工程进行了全面的风险评估;并对复杂周边环境下换乘车站、越江盾构隧道、近距离重叠盾构隧道等具体工程节点风险进行了分析和评估,进而提出针对性的风险管控建议。该评估结果既可作为参建各方进行工程前期和施工期风险跟踪与控制、降低工程风险的基础,也可作为轨道交通发展有限公司进行工程投保的依据。     

盾构与浅埋暗挖隧道小间距并行施工技术研究

成都地铁5号线为满足车辆调度需求,在九兴大道站小里程端采用左线盾构隧道与右线大断面浅埋暗挖隧道的双线并行布设方案,双洞净距2.9m。本文以该超小净距隧道为背景,采用数值模拟方法对隧道开挖时地表沉降规律及夹层土体应力状况进行了分析。结果表明,无论何种开挖次序,先行隧道的开挖均会导致后行洞开挖引起的地表沉降曲线向先行洞偏移并有所增大;由于左线小断面盾构隧道施工扰动理论上较小,因此先施工右线大断面浅埋暗挖隧道后再进行左线盾构隧道的施工顺序更为合理;先浅埋暗挖后盾构隧道施工造成的地表沉降值在两洞中间区域略小于先盾构后浅埋暗挖隧道施工;双线隧道通过后地表沉降槽呈现出"U"形状态,盾构隧道的通过造成地表沉降影响范围增加了约1/4;双线开挖过程中中间土体在浅埋暗挖隧道一侧受施工的影响更为明显,应重点关注。     

船舶下锚对水下盾构隧道开挖面稳定影响分析

水下盾构隧道建设对海上航道无影响，但航船抛锚会对盾构隧道施工期开挖面稳定性产生影响。基于宁波至舟山铁路金塘海底隧道工程，采用数值模拟并辅以理论分析的方法，研究船舶下锚对水下盾构隧道施工期开挖面影响规律。通过塑性区开展情况确定开挖面前方最小支护力，再基于最小支护力得出开挖面所能承受的船舶下锚力，从而推断隧道施工过程不同船型能否落锚及落锚范围，以保证盾构隧道正常掘进。本文研究方法可为盾构隧道下穿繁忙航道、机场跑道等开挖面上方具有偶然超载的类似工程提供技术支持。     

土压平衡式盾构周围的土压力分析

以上海市轨道交通6号线滨州路站—成山路站土压平衡式盾构隧道为实例,利用岩土工程专用软件FLAC3D进行了盾构法隧道开挖中盾构正面、侧面和下部土体中土压力的计算机模拟计算;详细计算了在盾构逐步推进过程中土压力的动态变化情况。计算结果与实测结果比较吻合,表明建模过程和计算方法是正确合理的。     

浅埋微距双线土压平衡盾构水下始发分析

为了研究双线土压平衡盾构水下始发时的施工扰动行为,以广佛环线城际铁路沙堤隧道工程为背景,采用流固耦合分析方法,系统分析有无渗流作用下土压平衡盾构于河道中进行始发的施工响应和地层加固问题,并基于开挖面稳定系数的概念和方法对盾构始发过程中开挖面的稳定性进行分析与评价。研究结果表明,地下水渗流作用会大大增加开挖面失稳风险,引起地表发生较大沉降;始发加固作用可以有效减小地表沉降值,且可以减弱盾构掘进对加固区域外地层的超前扰动;基于开挖面稳定性系数的开挖面稳定性等级分析方法得到的开挖面稳定性分析结果与数值模拟结果基本一致,可以用于盾构隧道开挖面稳定性的分析和评估。     

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。