地铁盾构管片预埋槽道防腐技术研究

地铁盾构管片预埋槽道因处在隧道封闭潮湿的环境中,加之有些地区因地材和水质原因,混凝土具有的一定强碱性,这对预埋槽道的防腐技术提出了一个更高的要求。但是国内至今也没有关于地铁盾构管片预埋槽道的国家技术标准,已使用或者正使用预埋槽道的地铁隧道工程中,设计对预埋槽道的绝缘、防腐能力要求过于笼统模糊,使其无法进行定量检测,从而难以保证其绝缘和防腐质量。通过工程实践以及理论研究,对地铁盾构管片预埋槽道的绝缘层、防腐层提出具体的技术指标和应用环境,以便指导预埋槽道的设计、制造和检测,并为建立国家规范提供技术支持。研究结论:在考虑地铁隧道杂散电流的情况下,预埋槽道绝缘封闭层应通过试验检测其绝缘性、阻燃性、软化点等9个指标来确定其性能,且采用绝缘层封闭层+铝锌多元合金共渗防腐是可行的。在不考虑地铁盾构隧道杂散电流的情况下,采用镍锌合金共渗防腐是可行的。     

南京地铁盾构隧道槽道技术设计研究

为解决地铁盾构隧道机电设备安装钻孔施工对区间隧道结构的损伤,近几年盾构隧道管片预埋槽道技术得到大力发展。以南京地铁"十三五"线路研究为背景,为解决预埋槽道费用高、耐久性差及后期更换困难等问题,提出专用固定件+外置槽道系统和预埋套筒+外置槽道系统两种设置方案,也是对盾构隧道槽道技术的进一步探索和延伸。通过选型、计算模拟分析,对专用固定件+外置槽道系统和预埋套筒+外置槽道系统等关键技术问题进行研究,认为两种设置方案都是可行的和安全的,可根据线路实际情况选择采用,以达到方便施工、易于更换的目的。     

地铁高净空盾构隧道接触网预埋槽道方案研究

目前地铁工程中开始大量采用预埋槽道技术,传统低净空盾构隧道内一般每环管片均预埋全环单槽道,但高净空盾构隧道内需根据接触网安装方案及受力计算确定预埋槽道方案。通过对高净空盾构隧道内3种接触网槽道安装方案的比较分析,采用ANSYS软件建模,对盾构隧道预埋单槽道、双槽道悬挂接触网结构进行有限元受力计算分析。研究表明,高净空盾构隧道采用单槽道悬挂接触网时存在安全隐患,为保证接触网供电的安全可靠性,建议采用双槽道悬挂接触网的方案。在杭绍线工程中的应用实践,为后续地铁工程高净空盾构隧道内接触网预埋槽道的设计方案提供一定的借鉴和参考。     

外置槽道技术在盾构隧道中的应用

盾构隧道里采用外置槽道是一项新型技术,也是对盾构隧道技术深入认知和探索后的延伸性的技术突破。外置槽道技术正在取代传统的打孔锚栓工艺,并且与预埋槽道技术相比又具有显著的性价比优势。结合福州地铁2号线,介绍了管片外置槽道技术的优点和特征,并利用Abaqus有限元仿真软件建立荷载结构模型分析;分别对不同情形下的盾构管片状态进行结构计算,从而验证外置槽道技术在盾构管片上应用的可行性和安全性,也证实了外置槽道满足地铁隧道里设备安装的受力要求。     

地铁盾构管片预留预埋技术的研讨

介绍和解析了目前地铁区间盾构隧道设施安装的施工工艺,如因使用化学植筋或膨胀螺栓而在管片上钻孔,以及部件的预留预理技术(预埋槽道,挂耳+外置槽道,预埋套筒+外置槽道和预埋尼龙套管).预留预埋技术相对于传统工艺对管片结构的损伤小,设计、施工及安装精度高,性能和经济上对比优势明显.因此,全面推行预留预埋技术意义重大.     

地铁盾构管片预留预埋技术的研讨

介绍和解析了目前地铁区间盾构隧道设施安装的施工工艺,如因使用化学植筋或膨胀螺栓而在管片上钻孔,以及部件的预留预理技术(预埋槽道,挂耳+外置槽道,预埋套筒+外置槽道和预埋尼龙套管).预留预埋技术相对于传统工艺对管片结构的损伤小,设计、施工及安装精度高,性能和经济上对比优势明显.因此,全面推行预留预埋技术意义重大.     

盾构管片预埋滑槽技术在兰州地铁中的应用

传统隧道内安装管线及固定设备采用打孔、化学锚栓与金属支架配合的方式,存在安装时效低、施工环境恶劣、对管片结构损伤大、维修保养困难等一系列问题,以兰州地铁1号线工程为研究背景,对盾构管片预埋滑槽技术进行系统的研究和探讨,通过典型工况下滑槽的受力分析、现场安装试验以及成品检测和实验室试验,论证地铁隧道内设计预埋滑槽的方案是安全可靠的,并确定了盾构管片预埋滑槽截面型式、材质、连接方式、锻造工艺与力学性能等设计参数和生产工艺要求,进一步明确了耐腐蚀性能是滑槽可靠性的控制性因素。预埋滑槽技术,改善了现场施工环境,提高设备与管线安装效率,对隧道结构零损伤,延长工程使用寿命,可在地铁行业内推广应用。     

全面推广地铁隧道预埋槽道技术——专访广州地铁设计院副总工程师邓剑荣

当前,在地铁隧道的施工中,预埋槽道技术已经逐渐得到了业内的关注,但目前国内并没有地铁线路真正实现全线路预埋施工。据了解,深圳地铁9号线已经确定全线使用预埋槽道技术,预计到2015年3月底,深圳地铁9号线隧道管片施工将全部完工,届时,深圳地铁9号线将成为全国第一条全线路采用预埋槽道技术的线路。而这对中国地铁建设水平来说,将是一个里程碑。     

施工期盾构隧道管片衬砌裂损病害统计分析

研究目的:针对某地铁盾构隧道工程施工期管片衬砌结构大范围开裂及脱落现象,对管片裂损病害的形态特征、分布规律以及危害程度进行统计分析,以期探明多种施工因素影响下管片衬砌结构的裂损机理,从而为隧道维修养护提供参考。研究结论:(1)管片裂损按照所占比例由大到小依次为:拱顶脱落、纵向裂纹、边角部裂损,拱顶脱落及纵向裂纹是施工期影响管片质量的最主要因素,且管片裂损病害的主要致因包括不良千斤顶推力作用(推力过大和推力不均)、管片错台以及管片环间接触面不平整等因素;(2)纵向前裂纹数量更多、波及范围更广、病害程度更深,是威胁隧道结构承载力及耐久性的最主要病害形式;(3)拱顶脱落对隧道结构的纵向受力特性影响较大,但其发生、发展与管片结构榫槽设置有关,通过对管片参数的优化、调整能够有效降低这一管片病害的发生;(4)该研究对于盾构施工控制具有指导意义。     

管片预埋滑槽在深圳地铁9号线的应用

管片预埋滑槽作为一项新型技术,在深圳市地铁9号线全线引入和应用,替代传统预埋工艺,为盾构区间隧道内设备及管线提供安装基础。介绍管片预埋滑槽技术的优点和特性,利用Abaqus 6.10程序仿真验证盾构管片满足载荷要求。在动态与静态两种工况下,对刚性悬挂接触网、疏散平台及管道等载荷进行受力分析,得出预埋滑槽满足其受力要求;计算预埋滑槽和T型螺栓的承载力,证实预埋滑槽满足安装受力要求。     

高速铁路隧道预埋槽道高精度快速安装技术研究

近年来,隧道预埋槽道的安装广泛应用于高速铁路隧道接触网的固定基础装置中,为高速铁路隧道接触网的安装提供了可靠保障,亦是高速铁路列车运行重要的安全保障,但是由于目前预埋槽道的安装工艺尚不成熟,且存在诸多弊端:(1)两根槽道不平行;(2)沿隧道横向埋偏;(3)预埋深度不符合要求;(4)二衬混凝土浇筑时,砼侧压力将槽道挤偏,甚至槽道"失踪";(5)槽道安装精度要求高,普通工人难于做到高精度安装,需要专业人员进行;(6)台车顶部空间狭小,且工人在弧面工作平台上操作,安装不便,且不利于安全;(7)当衬砌混凝土存在钢筋工程时,操作空间更是狭小,被迫改变施工工序而影响施工进度等。这些弊端往往导致槽道废弃,造成资源的浪费,甚至影响高速列车安全运营。本次研究针对这些弊端,通过对隧道衬砌台车进行改造,并加工槽道安装模具自动升降系统,以实现低技能、高精度要求安装情况下的可操作性,为今后类似问题提供借鉴。     

地铁盾构隧道始发端近距离侧穿老旧建筑沉降控制措施

地铁车站端头附近建筑物易受基坑降水、基坑开挖、盾构始发、盾构掘进等多重影响。为研究新建地铁盾构隧道施工对既有老旧建筑的影响,以太原地铁2号线某盾构区间为例,根据工程地质情况及周边环境情况,设计提出如下措施:(1)盾构始发采用“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施;(2)建筑物外侧打设复合锚杆桩主动加固建筑物;(3)盾构管片采用多孔管片,盾构通过后再注浆加固地层。数值模拟和现场实测表明,“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施可有效保证富水砂层盾构始发的施工安全;盾构隧道侧穿建筑时,采用复合锚杆桩可有效控制建筑沉降。     

天津地铁工程采用1.5m盾构管片的探讨

国内在建城市地铁工程地下区间段大部分采用盾构法施工,随着盾构隧道施工技术的不断成熟和进步,盾构管片形式及分块也趋于多样化。此文以天津地铁4号线设计为例,从管片受力、推进速度、工程造价等方面对1.5m环宽与1.2m环宽盾构管片进行比较和探讨,得出1.5m环宽管片在天津地铁建设中具有更大的推广价值、可行性更高这一结论。     

盾构隧道管片结构设计几个问题的探讨

由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算和工程经验,对多个设计问题进行分析,结果表明:深埋等复杂地质条件下长大盾构隧道结构计算需要考虑管片的环、纵向接头作用;极限状态法没有区分施工和运营工况受力特点等。通过研究提出以下解决方案:(1)采用改进管片接头单元的梁-弹簧模型,结合接头试验对抗弯刚度等取值进行优化;(2)考虑盾构隧道施工阶段为短暂设计工况,运营阶段为持久设计工况进行安全校核;(3)提出纤维梁单元模型,对管片配筋进行校核;(4)提出多种管片配筋优化设计方法,减少钢筋用量。     

运营期地铁盾构隧道管片收敛整治过程变形特征分析

结合某地铁区间隧道,研究了运营期地铁盾构隧道管片收敛整治过程中的管片变形特征及其影响。阐述了该区间隧道变形的测量方法与结果。对运营地铁盾构隧道管片收敛整治微扰动施工过程中产生的隧道变形进行了实测,并选取下行线测试数据进行分析。结果表明:自注浆开始至注浆结束,由下行线监测区间微扰动注浆施工引起的隧道管片形状由压扁状逐渐向撑圆状变化;受水平位移和道床沉降影响的隧道管片范围为10环,受收敛位移影响的隧道管片范围为20环;受注浆施工叠加影响,隧道管片最大的水平位移、水平和竖直收敛及道床沉降均发生在注浆区间中部位置。     

盾构隧道病害分析及上方架空轻质回填研究

研究目的:紧邻地铁盾构隧道的抗拔锚杆高压注浆易诱发严重的隧道病害,包括管片环错台、椭圆度超限、开裂、接缝及螺栓孔渗漏水等,影响地铁正常运营及结构安全。本文基于实际工程案例中基坑施工历程、隧道病害现状、监测数据,借助数值模拟手段,分析隧道上浮及病害成因,并提出一种隧道上方架空轻质回填的方案,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)基坑地下室大面积抗拔锚杆高压注浆是造成隧道发生上浮的主要原因,地下水位上升引起的隧道上方土层重度减小及强风化粉砂质泥岩的软化、膨胀,降低了隧道上方土层的抵抗作用;(2)隧道纵向不均匀上浮和注浆引起的隧道侧方压力增大,导致隧道发生环径向错台、椭圆度变形超限,过大的"竖鸭蛋"变形是隧道管片侧墙开裂、接缝及螺栓孔渗漏水的直接原因;(3)针对隧道开裂、渗漏水及椭圆度变形,提出相应的病害处理措施;(4)提出"架空结构+轻质EPS板"的回填方案、相应的施工工序及EPS板施工要点,实测结果表明该地铁保护方案将隧道沉降控制在9. 1 mm;(5)本研究成果可供类似盾构隧道上方堆载工程参考。     

杭州地区高承压水对地铁建设的影响及对策

研究目的:杭州地区复杂的水文地质环境对地铁建设提出极大的挑战,尤其是钱塘江流域高承压水引起的施工风险问题不容忽视。本文对杭州地区高承压水的特点及其对地铁建设的影响进行总结,重点针对杭州地铁1号线越江隧道工程及临江基坑工程所面临的高承压水问题及相应的综合控制措施进行详细介绍,并对实际工程的具体实施效果进行分析,以期为杭州地铁建设的相关问题提供指导。研究结论:本文针对杭州地铁建设所面临的高承压水问题提出以下技术对策:(1)采用盐水冻结结合水中进洞的方式可以减小高承压水砂土层盾构进洞易引发的流砂和涌水风险;(2)制定针对盾构机结构本身的防水和防喷涌措施(螺旋输送机内设置两道反向闸门,盾尾密封装置设置2道钢丝刷加1道钢板刷),以及盾构隧道管片接缝的防水措施(采用断面构造和材料指标能够抵御0.9 MPa水压的三元乙丙橡胶密封垫);(3)江心联络通道施工可采用"冻结法加固、暗挖法开挖"的方法,提出以主隧道管片变形控制冻胀和后续融沉的冻结法施工新工艺;(4)结合江陵路车站基坑工程,提出了地下连续墙悬挂止水帷幕与注浆帷幕竖向搭接形成全封闭止水帷幕的复合减压降水技术;(5)本文为解决地铁施工中的高承压水问题而提出的技术对策保证了杭州地铁1号线工程的顺利实施,可为杭州地铁的后续建设提供宝贵的工程经验。     

高速铁路隧道接触网预埋槽道施工控制技术

研究目的:接触网预埋槽道施工中必须采取相应的控制技术措施来确保槽道嵌入施工误差、倾斜施工误差、平行误差等指标不超限,从而满足站后四电接口施工顺利衔接和确保运营安全.本文通过研究隧道接触网预埋槽道施工控制技术来确保各项误差满足要求,供同类高速铁路隧道接触网预埋槽道施工借鉴.研究结论:通过对接触网槽道施工工艺及控制措施分析,施工过程中可采用二次定位法来控制其施工精度和误差,即先确定槽道型号、间距、尺寸,在洞外采用固定模具或带刻度钢板上进行焊连成槽道组,然后再将槽道组放置在二衬模板台车对应的槽道预留孔位上,采用特制T型螺栓进行固定,混凝土浇筑完成后在拆模前再将T型螺栓卸除.     

南京地铁盾构掘进施工的三维有限元仿真分析

论文依托南京地铁区间盾构隧道工程,建立了模拟盾构机(包括刚度、自重、推力)前行掘进隧道的三维有限元力学模型,在此基础上,研究了随盾构顶进引起的地表沉隆变形以及隧道围岩、管片变形,研究结果为南京地铁区间盾构隧道工程的施工及监控量测提供了参考。     

盾构法地铁隧道管片新型连接件技术应用研究

盾构法隧道一般采用螺栓连接管片,具有管片生产简单、施工操作方便等特点,但存在接头连接精度较低、结构本体刚度较弱以及施工质量控制难等问题。新型连接件的应用能提升盾构隧道管片的连接精度,保证成型隧道质量,是隧道管片连接件技术发展的方向。介绍了地铁盾构隧道新型连接件的结构设计、结构力学性能试验、管片生产工艺、隧道施工工艺等方面的研究成果。上海轨道交通18号线示范工程实测数据表明:与传统螺栓连接的盾构隧道相比,新型连接件盾构隧道的各项施工质量控制指标均有明显改善,验证了采用新型连接件技术体系提高隧道成型质量的可行性。