地铁下穿河流富水层沉降分析与应对技术

本文结合某城市轨道交通盾构区间地面沉降的工程实例,对盾构机在富水砂层中下穿河流前地面沉降的原因进行了系列分析。文章从影响盾构施工的内外部环境、工程水文地质、盾构施工参数等方面着手,重点对该区间盾构施工过程中产生的地面沉降现象进行分析研究,提出了其影响因素及应对措施,为解决盾构在砂层中控制地面沉降问题提供一些参考建议。     

全断面富水砂层盾构施工盾构机选型及风险控制研究

通过结合西安地铁二号线盾构全断面砂层施工中的经验,对盾构全断面富水砂层施工中盾构机选型及风险控制进行了一定分析,并给出了土压平衡盾构机全断面富水砂层掘进过程中施工风险的控制措施。     

高标贯中粗砂地层盾构法施工应对措施研究

西安地铁2号线北端盾构施工过程中全断面穿越中砂、粗砂层,其中中砂的标贯击数达到150击,砂层极为密实,且需严格控制地面沉降;盾构掘进出现极限参数,不能正常运转,同时螺旋、刀盘甚至是盾体磨损加快。通过增加开挖面积、主动铰接辅助推进、渣土改良、压缩空气辅助建压等措施来解决超密实地层盾构掘进问题,使用效果比较明显,提高了土压平衡盾构对密实砂层的适应性。     

基于灰色理论的砂卵石地层盾构施工参数控制对地表沉降影响分析

为了揭示地面沉降对不同盾构施工参数的敏感性,以成都地铁17号线来凤路站—凤溪站盾构区间隧道为例,采用灰色理论对总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力等9项控制参数的实测数据进行分析.研究结果表明:地面沉降对盾构施工参数敏感性最主要的3个因素依次为推进速度、注浆压力(注浆量)和螺旋机转速;在成都地区富水砂卵石地层中进行盾构施工时,盾构总推力控制范围为19000～41000 kN,刀盘扭矩控制范围为8000～23000 kN·m,同步注浆压力为1～3 bar;灰色理论模型能客观、准确地反映富水砂卵石地层盾构施工参数控制与地面沉降之间的关系.     

地铁盾构穿越钙质结核富集地层施工技术

郑州市轨道交通2号线盾构施工通过无水粉砂钙质结核富集地层,地质突变导致工作参数不稳定、满负荷掘进,致使地面沉降难以控制、地面沉陷、设备故障频发。对此除进行地质补勘外,对盾构设备进行局部改造、控制掘进参数,采用聚合物(或膨润土)+泡沫的组合式渣土改良方式,顺利通过钙质结核富集地层。可为今后类似地层中盾构施工提供一定借鉴和参考。     

长春地铁土压平衡盾构掘进超前加固技术

长春地铁一号线某盾构区间在富水的砂砾地层掘进,由于地层中的空洞等缺陷,加大了地面沉降超限的风险,为有效控制地面沉降,采用地面超前注浆的技术措施,使盾构顺利通过风险地段,取得了良好的施工效果。     

在富水粉砂地层中盾构到达段施工技术

通过苏州轨道交通1号线土建I-TS-05标塔园路站～滨河路站区间隧道盾构施工,介绍在苏州富水粉砂地层中盾构综合施工技术。施工中,克服了富水砂层下盾构到达加固区水平长度不足的困难,使用了在加固区外再施工一圈止水帷幕桩的地基加固技术,该技术可以使三轴加固土体与止水帷幕桩组合形成一个范围更大的端头地基加固区域,并在盾构到达段掘进中合理使用管片壁后二次注浆和聚氨酯,成功地阻断微承压水在盾构到达时涌出的路径,从而解决了富水砂层下盾构到达施工的涌水、涌砂问题。通过使用,该技术保证了2台盾构安全成功接收,在富水粉砂地层具有适用性广、安全可控等优点。     

灌注桩施工对运营盾构隧道影响研究

以南京长江漫滩地层某道路暗桥全套管钢护筒灌注桩近接既有盾构隧道施工为工程背景,通过单桩及群桩施工期间既有盾构隧道变形现场的实测结果分析及回归分析表明:单桩施工工况下,全钢护筒施工方案相比半钢护筒施工方案,临近既有盾构隧道变形主要发生在钢护筒穿越密实砂层期间,5~15m净距工况下,变形总量增加2.6~4.3倍,影响半径扩大30%;群桩施工工况下,通过调整群桩成桩顺序实现遮挡隔离作用,可有效减少后续成桩对运营隧道的影响,隧道变形量平均降幅达35%。由此说明,穿越密实砂层的全钢护筒方案对既有盾构隧道影响较大,近接运营隧道施工方案须慎重论证,不穿越密实砂层的半钢护筒方案可作为既有盾构隧道结构保护的主动预防措施方案。     

地铁盾构隧道下穿对铁路股道影响的探讨

文中借助于某市地铁线路一区间隧道下穿该市火车站国铁站场的工程实例,剖析了盾构法施工造成地面沉降的主要原因,以及盾构隧道下穿国铁线路股道可能出现的风险因素及影响,提出了相应的防护措施.通过工程实例提出了隧道下穿铁路股道的控制标准,并证明了盾构法施工对于控制地面沉降的突出作用.     

土压平衡盾构隧道引起的地表沉降规律研究

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。以广州地铁3号线某盾构区间隧道为研究对象,运用三维有限差分法对盾构施工过程中影响地面沉降的因素——土舱压力、盾尾注浆压力和地层损失率进行较为系统的研究,可得出结论：影响盾构隧道地表沉降最大的因素为地层损失和注浆压力,增大土舱压力对降低隧道地表沉降的作用非常有限。     

盾构隧道近距离下穿过街通道施工技术

工程盾构区间左右线均下穿呼和浩特市中山西路与锡林郭勒南路交叉路口正下方地下过街通道,连接通道采用1.5 m矩形预制钢筋混凝土管节顶进施工完成,下穿时两结构物之间最小净距离仅为2.5 m。采用通道内型钢支撑加固、通道内预注浆加固、盾构同步注浆、二次补注浆加固、全天候实时监测等措施,有效保证了盾构隧道、地下过街通道的结构安全,地面沉降控制在规范允许范围内,可为类似工程提供参考。     

土压平衡盾构在富水复合地层中的带压开仓技术

在盾构掘进期间,当刀具严重磨损、刀盘土仓泥饼聚结导致掘进困难并且现场客观条件限制严格时,需要带压开仓更换刀具、清理泥饼。带压开仓需要根据现场地质条件采取相应的辅助措施,当土压平衡盾构在上部为富水砂砾、下部为泥岩条件下进行带压开仓时,由于砂层透水、透气性较强,只做泥膜护壁,可能存在较大风险,还需要在地面采取辅助加固措施以确保施工安全。以南昌地铁盾构施工为例,就富水复合地层带压开仓中地面及洞内加固措施、设备保障、掌子面泥膜施作、带压开仓实施及风险控制等相关技术进行了阐述,有利于保证施工安全。     

盾构近距离穿越建筑物加固措施的数值分析

针对盾构近距离穿越建筑物,为了研究盾构穿越对地层和地面建筑的影响,并能够更好地减少盾构穿越过程中对建筑物的施工扰动影响,通过数值软件计算分析以下三种情况：①不考虑地面上建筑物的情况;②考虑地面上建筑物无隔离桩的情况;③考虑地面上建筑物有隔离桩的情况。比较各种工况下地面沉降和建筑物倾斜,以确定建筑物的加固方案和范围。     

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。     

软弱富水地层盾构掘进引起的地表变形控制

以苏州地铁5号线某区间盾构隧道为研究对象,以施工期间掘进参数及隧道地表实测监测数据为依据,分析盾构掘进工程中地质条件、土仓压力、推进速度等因素对地表变形的影响。结果分析表明:盾构掘进面前方一倍洞径处,地表易隆起,地表隆起量随着推进速度、土仓压力、同步注浆压力的增大而增大;随着盾构掘进,地层受施工扰动及水土损失影响,地层开始出现沉降,并不断增大,在距离盾尾两倍洞径位置附近趋于稳定。文中针对盾构在富水砂层、粉土、粉质粘土段掘进存在的问题,提出了地表变形控制措施。     

粉质黏土层盾构施工地表沉降规律分析

粉质粘土层土体的含水量较高、渗透性较弱、粘性强,在盾构施工中土体扰动较大,地面沉降很难控制。鉴于此因,利用数值模拟的方法研究盾构施工时地表的沉降规律,通过计算分析,研究了地面的横向沉降、纵向沉降及水平位移的变形规律及特征。结果表明:隧道正上方的地面处的沉降量最大为15.98mm,地表横向沉降的影响范围主要在3倍的隧道直径范围内,其沉降量大概占最终值的90%;盾构通过后的地表沉降,地表沉降值由9.45mm增大到14.71mm,其沉降值约占地表沉降值的60%～90%;地面最大横向水平位移为5.8mm,发生在离隧道轴线垂直距离7～8m范围内。     

北京地铁富水砂层可拆卸锚索施工技术

富水砂层可拆卸锚索的应用，克服了在复杂地质施工作业的影响，前期可以保证基坑开挖期间的安全可靠性能，在基坑围护施工过程中发挥支护作用，后期在主体结构施工前将其索体抽出，在盾构始发区域或者后属结构区域内的使用减小了对后续施工作业的干扰。实践证明富水砂层可拆卸锚索施工方法相对于传统的预应力锚索施工工艺有很大的优点，但采用什么样的方法施工才能达到预定的效果，这是应该探索解决的问题，在北京地铁6号线二期施工中，通过施工、设计等多家合作，共同研究，取得了成功。     

土压平衡盾构近距离侧穿高架桥桥墩的受力与变形

城市地铁隧道开挖往往会下穿、侧穿建(构)筑物。为保证隧道顺利开挖,有必要对既有结构进行受力与变形研究。以西安地铁四号线某区间盾构侧穿高架桥施工为例,通过数值模拟和实时监测分析盾构侧穿高架桥桩所引起的受力与变形,并将数值计算得出的沉降值与实际监测值进行对比。结果表明:盾构在砂层环境下,土压力的大小对地表沉降的影响较大;桥墩对地表沉降有一定的约束作用,盾构施工中在合适的地方布置桩基,能有效的减小既有结构的沉降。研究结果可供类似盾构侧穿风险源参考。     

软土地区盾构隧道地表沉降规律研究

在地铁施工中采用盾构法不可避免地会对周围土层产生扰动,过大的地面沉降会影响周围建构筑物的安全使用,因此加强盾构开挖过程中对地表沉降的监测及理论研究尤为重要。首先根据绍兴市地铁盾构隧道镜湖站—凤林路站区间,利用 Midas GTS NX(New eXperience of Geo-Technical analysis System)软件建立数值模型,得到地表沉降变化曲线,将模拟数据与实测数据进行对比,由数值模型得出的沉降曲线与实测数据变化趋势较为吻合。随后对实测数据进行统计分析,利用线性回归方法,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对原始Peck公式进行修正,计算得出当α数值在0.16~0.68、β数值在0.55~1.14 时,根据修正的Peck公式绘制的曲线更加接近地表实测沉降数据。研究结果表明:绍兴软土地区盾构开挖后地面沉降曲线符合高斯分布规律,修正后的Peck公式在绍兴软土地区具有一定的适用性,相关计算结论可供富水软土中的盾构施工参考。     

小半径曲线盾构施工技术研究

地铁隧道盾构过程中小半径曲线一直是地铁盾构施工技术控制的一个难题之一。结合小半径曲线盾构施工存在的难点问题,本文通过理论与实践结合给出相对应的施工控制方案,对解决小半径曲线盾构施工问题提供保障。