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。     

浅埋隧道开挖引起地层位移的双极坐标求解法

基于双极坐标系和Mohr-Coulomb准则，考虑剪胀特性，在Jeffery和Massinas半无限空间圆形隧道围岩应力解的基础上联立平衡方程，推导了浅埋隧道施工拱顶方向的地层位移弹塑性解，并通过Peck公式、Park公式、Loganathan-Poulos公式和实测数据进行验证，揭示了地层变形机理和既有研究之间的联系，给出了考虑地层参数和施工因素影响的经验参数(地层损失率和间隙参数)定量取值方法。研究结果表明：弹塑性解的假定条件更少，与Peck公式、Park公式的差值在2%以内，与Loganathan-Poulos公式的差值为9.5%;双极坐标求解法从弹塑性分析的角度进一步解释了地层变形机理、Peck公式和各类修正弹性公式，即浅埋隧道开挖也会引起地层弹性和塑性变形，以Peck公式为代表的经验公式法在计算地层变形时，地层损失率在不同地区和施工控制条件下的取值分别对应着不同地层参数(黏聚力、内摩擦角、泊松比、重度和弹性模量)和施工边界条件(埋深、开挖半径、支护力)下的地层弹塑性变形；以Park公式、Loganathan-Poulos公式为代表的各类修正弹性解也可近似看作通过断面椭圆化和下...     

盾构近距下穿既有地铁盾构隧道施工参数控制

为研究盾构下穿既有盾构隧道时施工参数的合理取值,以北京南水北调东干渠工程盾构隧道穿越既有地铁盾构隧道施工为依托,通过对既有隧道沉降的数值模拟和现场监测数据、盾构施工参数的分析,讨论了既有左右线隧道沉降存在差异的原因,总结了控制沉降的施工参数经验,阐述了既有隧道受穿越施工扰动的沉降规律,提出并验证了盾构隧道病害整治的方法.研究结果表明:受盾构施工参数的影响,既有左线隧道沉降23.9 mm,而右线仅沉降4.8 mm,沉降差异明显,但规律基本一致;盾构施工时,土仓压力调整级差不宜大于0.005 MPa,严格控制同步注浆压力在0.50 MPa,二次补浆压力在0.20~0.35 MPa,曲线段适当减缓掘进速度;已投入运营的地铁维修作业时间短,宜通过化学注浆治理管片接缝和螺栓孔处的渗漏水,压力注胶充填树脂治理道床裂缝.      

既有桩基影响下隧道开挖地层变形规律研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,隧道开挖导致的地层变形规律,本文通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在既有桩基影响下,隧道施工过程中的地层规律。研究结果表明:隧道开挖引起的周围土体变形区域主要位于隧道上方及上方左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,水平变形为辅,砂土地层呈现出整体较均匀变形模式,竖直与水平方向变形均大致对应隧道轴线对称;砂土地层中,隧道掌子面在桩基-隧道中心轴线前时,隧道周围地层变形较小,即隧道开挖的影响还未到达(刚到达)该区域;掌子面位置经过桩基-隧道中心轴线切面后,该切面上地层发生持续变形,直至掌子面位置距离该面约2倍直径后重新达到稳定平衡状态,变形基本完成。     

卵石地层浅埋暗挖地铁隧道施工工法研究

以成都地铁1号线工程天府广场北侧暗挖试验段为例,采用颗粒流数值分析方法,根据现场量测数据,对砂卵石地层浅埋暗挖地铁隧道进行了施工工法研究.研究认为:在卵石土层中,采用台阶法施工引起的地表沉降量略大于CD法,应加强对支护结构变形的监测.考虑到CD法施工工序复杂,施工扰动比台阶法大,而且卵石地层在未扰动条件下的自稳性较好,...     

城市中心区大直径盾构施工扰动分析及控制方法研究

随着高速铁路建设的推进,以隧道形式下穿城市中心区的工程逐渐增多,隧道施工不可避免地引起城市周边密集建筑物扰动,值得密切关注。以深圳福田隧道及相关工程为依托,通过数值模拟分析高速铁路隧道下穿既有建筑的变形规律及加固效果,并与监测数据进行对比分析。结果表明:当隧道下穿建筑物,且穿越软硬不均地层或软土地层时,袖阀管注浆加固可以明显减少沉降;当隧道侧穿建筑物时,隔离桩可以有效地阻隔隧道开挖引起的土体位移;当隧道侧穿建筑物时,采用钻孔灌注桩隔离比钢管桩隔离效果好。     

某山岭隧道叠交上穿施工及运营对既有地铁区间隧道影响分析

以某山岭隧道叠交上穿既有地铁区间隧道施工为例,采用MIDAS/GTS有限元软件,模拟计算并分析了该工程施工期及运营期对既有地铁区间隧道位移特征的影响,并对该既有地铁区间隧道的安全性进行了研究.研究结果表明:施工及运营期间,既有隧道所受上方隧道开挖的位移影响以竖向位移为主并满足相关要求;相比于施工阶段,运营期各方向变形皆有减小;从新建隧道施工开挖到远离与既有隧道的叠交影响区域,施工均对既有隧道的竖向位移产生明显影响,此阶段需要加强监测,并及时反馈指导施工.     

复合地层下泥水盾构管片上浮规律及影响因素分析

针对在盾构隧道施工中经常出现的管片上浮问题,以南昌轨道交通4号线泥水盾构过江隧道为工程依托,通过数理统计方法对泥水盾构穿越不同地层时管片上浮量进行归纳分析,探讨地层参数以及盾构掘进参数对管片上浮的影响规律。研究结果表明:在全断面砂层中掘进,管片上浮量小且上浮值变化稳定;而当进入上软下硬地层和泥质粉砂岩层,管片上浮量急剧变化,尤其是在过江段中风化泥质粉砂岩中掘进,管片上浮量最大。考虑盾构掘进参数单因素影响,随着注浆压力、泥水压力和盾构推力的增大,管片上浮量均会出现增大,而掘进速度的变化对施工期间管片上浮影响较小。在掘进过程中需要结合地层特性对管片上浮影响并且对主要掘进参数进行实时调整,在一定程度上可以实现对管片上浮的有效控制。     

地铁车站密贴斜穿既有地铁车站的变形分析

以北京地铁6号线苹果园站密贴斜穿既有地铁1号线苹果园站主体结构为研究对象,采用三维有限元数值分析软件GTS-NX建立地铁车站-既有车站的三维有限元模型,计算分析桩梁拱(pile beam are,PBA)工法动态施工时地表沉降变形发展规律,并对比实测沉降与数值模拟沉降.模拟研究结果表明:采用PBA工法修建地铁车站整个施工阶段,导洞开挖引起的地表沉降为-12.25 mm,占地表总沉降的48.2％,扣拱施工引起的地表沉降为-6.94 mm,占地表总沉降的27.3％,说明导洞开挖、二衬扣拱阶段是控制地表沉降的关键环节;既有车站对地表沉降产生一定的影响.最大实测沉降为-25.89 mm,最大数值模拟沉降为-25.41 mm,实测与数值模拟结果相差小于5％,验证了数值模拟结果的有效性,数值模拟结果较准确地反映实际情况.     

公路隧道施工过程中的地层变形规律与施工技术分析

以K隧道施工为背景,结合对隧道开挖引起的地层变形规律分析,提出了K隧道施工引起地层变形的控制措施;最后对三台阶法施工技术在K隧道施工中的技术应用进行分析。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

新建工程对既有下穿隧道影响的有限元模拟分析

基于连续介质学原理,采用三维Ansys有限元软件,考虑建筑物一土体隧道共同作用,模拟在既有下穿双洞隧道上新建高速公路加油站的施工工况,研究新建建筑物引起隧道的变形及荷载．正确评估既有结构的力学状态,提出辅助性措施,以确保新建和既有建筑的结构安全。该研究对同类建筑物的施工设计具有参考意义。     

地铁车站下穿既有线安全施工技术

北京地铁九号线军事博物馆站下穿一号线区间隧道,在下穿施工过程中,必须保证既有线路的正常运营。为此,先进行超前支护,再采用多分部的CRD法施工,大刚度和强度初支进行支护,并采用三维数值方法分析了车站隧道下穿施工对既有线的影响,施工过程中的多项现场监测结果表明,既有结构的沉降和新建隧道结构受力都控制在安全范围之内,保证了既有隧道的正常和新建隧道安全。     

邻近双线盾构隧道的深基坑施工分析

以上海某邻近双线盾构隧道的基坑工程为背景,运用有限元方法计算,模拟基坑开挖的不同阶段,分析了不同工况下基坑变形、受力及对盾构隧道的影响,并对不同施工方式进行了对比分析.分析结果表明：施工内部框架结构有利于控制盾构隧道上浮和受力;支撑的拆除对坑底及下方隧道的变形和受力影响较小.研究结论可为类似工程提供借鉴与参考.     

浅埋小净距后行盾构掘进控制和变形分析

为研究小净距段后行盾构掘进引起先行隧道变形的规律,验证预先施做隔离桩对控制变形的实际效果,以某国红线轻轨盾构通过Herzl街浅埋小净距为例,详细阐述后行盾构掘进控制措施。通过对监测数据和掘进参数分析对比,得出:①小净距后行盾构掘进导致先行隧道产生不均一的水平方向位移,靠近后行隧道一侧位移远大于远离后行隧道一侧;②先行隧道位移过程中依次经历缓慢变形,急剧突变,峰值持续,明显回缩和趋势稳定5个阶段;③隧道间施做隔离桩可减小后行盾构掘进对先行隧道的影响,表现为减缓位移趋势和降低位移峰值;④后行盾构掘进合理参数选择对控制先行隧道位移至关重要。     

小净距大断面隧道合理净距研究

小净距大断面隧道开挖跨度大,扁平率低,双洞相互影响显著,在施工过程中其施工力学性态及受力机理较普通隧道更为复杂。依托朝阳寺隧道下穿渝邻高速段工程,分析了围岩及支护结构的变形特性,引入屈服接近度概念对其受力进行评价,探讨了隧道不同近接施工力学变化规律,结果表明其较为合理的净距为1D～1.2D。通过强度折减法计算对比研究,结论与前述一致,由此提出一种新的适用于小净距大断面隧道净距选取原则。研究成果可为类似隧道设计及施工提供经验参考。     

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.     

滑坡-隧道相互作用受力变形规律的研究

调查结果表明，相当数量修建于滑坡中的隧道因发生程度不同的病害而影响线路的正常运营。为研究滑坡－隧道间的相互作用机理及受力变形规律，应用接触问题的有限元算法对这一问题进行了计算分析。简要介绍了该算法的基本原理，并应用该法对一个工程实例进行了计算，根据计算结果对滑坡隧道的受力变形特征进行了分析。     

地质灾害预报技术在隧道施工中的应用

随着隧道逐渐向长、深方向发展,穿越的地质条件也越来越复杂,在施工中难免会遇到诸如岩溶突泥、突水,围岩大变形、岩爆、塌方等地质灾害问题。超前预测预报技术作为隧道勘察结果的进一步认识和补充,在隧道施工减灾、防灾和快速施工等方面发挥着重要的作用。通渝隧道施工中,采用物探技术进行超前预测预报,成功地预报了掌子面前方的地质信息,有效地指导了该隧道的安全、快速施工。     

基于改进射线跟踪法的隧道环境无线信道仿真

隧道环境与陆地上移动通信有显著不同,需要对其无线信道特性进行研究.本文提出了一种改进的射线跟踪法,能够对隧道环境无线信道特性高效地仿真,降低了射线跟踪的计算复杂度,同时采用一种新的坐标系描述弯道的几何形状,便于对弯道部分进行射线跟踪.本文将路径损耗的仿真结果与北京地铁14号线的实测结果进行对比,对比表明：改进的射线跟踪法能够有效地预测路径损耗;直道中K因子在-8~25 d B范围内变化,且随着距离增大有减小的趋势.