土压平衡盾构下穿河道段施工风险评估与控制措施研究

为了综合评价地铁盾构隧道下穿河道施工安全风险,文章运用模糊层次分析法对土压平衡盾构隧道下穿河道施工安全风险进行分析。研究得出,该工程项目风险为中度风险,盾构机本身设备故障、地层稳定性差、施工掘进参数控制不当等因素产生的风险比较大。依据盾构机下穿河道的施工风险评价结果,系统研究施工难点及其风险对策,采取有针对性的技术措施,有效降低施工过程中的风险。     

砂卵石地层下盾构过浅覆土路段施工措施

以成都地铁区间隧道工程为实例,阐述了富水砂卵地层条件下盾构机通过浅覆土路段时地层破坏机理,同时用有限元软件PLAX IS进行了数值模拟分析,研究发现盾构机过浅覆土路段对地层扰动性较大,施工安全系数低,必须采取加固土体、改善盾构掘进参数等一系列施工控制措施。     

砂卵石地层下盾构过浅覆土路段施工技术

以成都地铁区间隧道的工程为例,阐述了富水砂卵地层奈件下盾构机通过浅覆土路段地层破坏机理,同时用有限元软件plaxis进行了数值模拟分析,研究发现盾构机过浅覆土路段对地层扰动性较大,施工安全系数低,必须采取加固土体、改善盾构掘进参数等一系列施工安全性的控制措施。     

下穿砂土地层掌子面盾构推力大小的极限分析

研究目的:确定掌子面推力大小是保障周边土体稳定的重要前提,在下穿既有隧道工程中更为关键。基于极限平衡法和筒仓理论,考虑既有隧道的荷载作用,推导砂土地层中下穿既有隧道工况下掌子面盾构推力计算公式,通过数值模拟和实际工程验证公式的正确性。在此基础上讨论考虑既有线和不考虑既有线两种计算方式的适用性,最后分析土体内摩擦角、两线距离及覆土厚度等参数对掌子面极限推力的影响。研究结论:(1)筒仓理论适用于下穿既有线工程掌子面极限推力计算,推导所得公式计算结果更精确;(2)砂土地层中盾构下穿既有隧道时,掌子面盾构极限推力随着与既有隧道间距、覆土厚度增加而增大,随着土体内摩擦角增大而减小;(3)本研究成果为新建隧道盾构安全下穿既有隧道工程提供理论参考。     

大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性

研究目的:在盾构始发阶段,由于覆土浅、地层自稳能力差,地层扰动引起的危害已成为不可忽视的问题。基于此,本文以京张高铁清华园隧道工程为背景,依据始发段实际加固方案及现场监测得到的始发段掘进参数,采用有限差分法建立三维泥水平衡盾构隧道数值模型,通过分析始发施工过程中隧道周边地表土体位移,并与现场实测进行对比,研究大直径盾构浅覆土始发段地层位移变化特征。研究结论:(1)数值计算与现场监测结果得到的土体位移规律基本一致,验证了本文盾构法施工数值模拟计算方法的工程实用价值;(2)由于始发竖井端头进行了高压旋喷桩加固,相应的地表沉降明显得到控制改善,印证了加固方案的有效性;(3)得到了大直径泥水盾构浅覆土始发土体变形规律:隧道轴线上方土体的沉降位移最大,为20 mm,两侧逐渐减小,两端呈现轻微上拱趋势,隧道周围土体有向洞室挤人运动的趋势;(4)该研究成果可为类似大直径盾构浅覆土始发工程提供参考。     

地铁盾构长距离下穿对既有铁路框架桥影响的数值与实测分析

地铁盾构近接施工产生的地层扰动与变形会对既有敏感构筑物使用安全造成威胁.为分析盾构下穿施工对既有铁路建构筑物变形的影响,以长沙地铁6号线盾构长距离下穿京广铁路客货运框架桥为工程背景,建立盾构下穿施工的三维数值模型.研究不同注浆压力、土仓压力及地层加固情况下框架桥和轨道的变形受力特性,并结合现场实测数据分析盾构掘进参数的...     

大直径泥水盾构长距离 下穿棚户区沉降分析及控制

大直径盾构长距离下穿老旧棚户区的沉降控制一直是地铁盾构施工的一大难题,本文以武汉地铁8号线Φ12.55m大直径泥水盾构长距离穿越长江隧道项目为工程背景,对大直径盾构下穿浅覆土棚户区沉降控制展开研究。根据工程实际情况按照沉降形成机理,首先对沉降控制方案进行分析,进而对现场4个试验段近40米的盾构施工现场监控反馈,分析沉降规律对实际施工参数进行调整和优化。通过对泥浆、压力、克泥效、砂浆等关键步序的精细化施工把控,实现了下穿754m、460余座棚户沉降控制在2mm以内的目标,得到宝贵施工经验,对类似工程有一定借鉴意义。     

直控式泥水盾构 江底浅埋段施工技术

南宁地铁 3 号线青市区间越江隧道工程,盾构机在泥岩地层施工中存在刀盘结饼、渣土滞排等技术难题, 不仅降低盾构施工效率,更因渣土滞排导致江底段施工时易出现隧顶覆土击穿、盾尾密封失效等施工风险。通 过施工前对盾构机选型,针对泥岩地层段施工技术难题,对盾构机进行针对性设计、改造,在施工中控制及优 化掘进参数等,已有效缓解泥水盾构泥岩地层施工中刀盘结饼、渣土滞排等技术难题,提高泥水盾构泥岩地层 的施工效率,降低江底段泥水盾构的施工风险,对类似工程特别是泥水盾构江底浅埋段泥岩地层施工具有一定 的参考价值。     

地铁下穿黄河线路工程设计探讨

兰州地铁1号线两次盾构下穿黄河为我国首例下穿黄河工程,具有地层复杂、河道演变规律不确定、线位靠近桥位等特点。根据桥梁基础资料,进行上游、下游和双侧下穿方案比选,进一步结合桥墩迎水面冲刷坑坡度、最大冲刷线以及安全覆土要求,确定线位与桥墩的平面距离关系和纵向隧道埋深,同时对主河槽下线形、线间距、隧道下穿河堤埋深及区间联络通道和风井、废水泵房、盾构检修井的设置等线路问题进行研究探讨,提出穿黄工程线路设计的一般性规律。     

地铁盾构下穿河流及桥梁桩基施工与监测技术

在国内的地铁盾构法施工中,下穿河流时一般采用泥水平衡式盾构。结合某在建地铁土压平衡式盾构下穿河流及穿越桥梁桩基工程,运用机理分析与实践经验相结合的方法,对此技术进行分析研究与优化,并总结出一套关于土压平衡式盾构下穿河流及穿越桩基的施工技术,以及施工监测的方法措施,以期为以后类似工程提供借鉴及参考。     

大直径浅埋隧道下穿运营高铁防护措施研究

研究目的:由于技术规程对受下穿工程影响引起高铁桥墩的位移要求高,为保证盾构施工期间运营高铁的安全,必须要对大直径浅埋隧道盾构下穿高铁段采取可靠的防护措施。本文依托国内首个下穿运营高速铁路的大直径盾构项目——苏州市城市主干道下穿沪宁城际铁路工程,针对其软土地区及高铁桥墩变形高等特点,研究盾构施工中地层损失率、隔离桩桩径及桩长、钢护筒内灌注材料等参数对高铁桥墩的影响,提出安全可靠的加固方案。研究结论:(1)隧道盾构下穿饱和粉、细砂土层,建议对隔离桩内的土体进行加固,提高土体稳定性;(2)隔离桩刚度随着直径的增加而增加,盾构施工对高铁桥墩的影响随之减小;(3)根据不同桩长的隔离桩水平变形和对高铁桥墩的影响,结合嵌入土层类型和深度,确定了合理的隔离桩桩长;(4)钢护筒内灌注不同材料的隔离桩,组合刚度主要由钢护筒的直径和壁厚决定,钢护筒内土体注浆对高铁桥墩影响比灌注混凝土的小;(5)提出软土地区下穿运营高铁工程的加固方案和安全评估思路,可以确保工程实施中和实施后沪宁城际铁路的运营安全,可为以后类似工程提供参考。     

盾构浅覆土长距离下穿河流施工技术研究

天津市地铁6号线北竹林站~北运河站盾构区间6 m浅覆土下穿宽约171 m的运河,施工风险较大。通过引入浮力折减系数对土仓压力进行分段计算,以安全为原则对注浆量等参数进行设定,并采取一系列针对性措施,取得了良好的施工效果,并为其他同类工程提供了借鉴与参考。     

盾构长距离下穿湖底的设计方案研究

苏州轨道交通1号线星港街站～会展中心站区间隧道长约2 350 m,其中约1 850 m下穿金鸡湖,是苏州地区第一条湖底盾构隧道,同时也是目前国内最长的湖底盾构隧道。该区间隧道所处的地层为含有微承压水的粉细砂地层,且隧道最小覆土厚度仅为7.4 m,隧道结构与防水设计难度高,施工风险大。结合该工程,对地铁区间长距离下穿水域的设计方案进行了探讨。     

考虑流固耦合铁路隧道下穿河道的扰动及注浆加固研究

鹅岭隧道进洞口下穿拿山河床,进洞段覆土厚度最小仅16 m,地层为粉质黏土,隧道开挖极易引起塌方,如何防止坍塌是该段隧道的施工难点;隧道围岩软弱破碎,需要进行预注浆加固,施工中如何确定注浆范围及参数是另一个难点。考虑流固耦合作用,采用数值模拟分析,揭示了铁路隧道下穿河道的扰动效应,在试验的基础上,获得了注浆加固参数,为隧道的安全顺利进洞及后期施工提供了技术支持,确保了鹅岭隧道下穿河道段的施工安全。     

盾构斜交下穿既有框架隧道数值模拟分析

在城市地铁建设中,经常出现新建隧道下穿既有隧道的情况,为研究新建盾构隧道施工对既有公路框架隧道的影响,以宁波地铁1号线世纪大道站—海晏北路站区间隧道斜交下穿浅覆土市政公路框架隧道工程为依托,采用三维有限元数值分析方法,研究盾构隧道在下穿框架隧道3个阶段(盾构到达既有隧道正下方前、穿越既有隧道正下方及穿出既有隧道后)施工过程中盾构机顶进力、壁后注浆压力对于上部框架隧道沉降、侧移及扭转影响的规律,计算结果表明,在盾构到达既有隧道正下方前及穿出既有隧道后,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而增大;盾构下穿既有隧道正下方阶段,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而减小。施工过程中宜随着盾构与既有隧道位置关系的改变,及时调整各项施工技术参数,减小对上部隧道的影响,保证盾构顺利掘进。     

富水地层盾构掘进引起地铁隧道地表沉降规律研究

以常州地铁1号线工程为依托,对盾构隧道施工过程中的盾构掘进参数和地表沉降监测结果进行分析,得到了常州地区典型土层情况下盾构施工引起的沉降量、地层损失率、沉降槽宽度系数变化规律,并分析了隧道埋深、拱顶覆土、注浆参数等对地表沉降规律的影响。研究结果表明:盾构掘进引起的地表沉降曲线符合Peck曲线,平均沉降值在10 mm以内,平均地层损失率为0.68%;地表最大沉降量随隧道埋深的增大而减小;隧道拱顶覆土为粉质黏土时的地表沉降和地层损失率明显大于拱顶覆土为粉砂;地表最大沉降量、地层损失率均随着同步注浆量、土仓压力增加而减小,但是沉降槽宽度系数随之增大,且拱顶覆土为粉砂时较粉砂夹粉土变化更显著。     

盾构下穿火车站区域关键施工技术

苏州市轨道交通4号线下穿苏州火车站区域盾构施工风险较高、难度较大。为了保证火车站区域结构物安全及施工顺利进行,施工前对下穿火车站区域结构物、地层特性及土压平衡盾构施工的主要技术进行分析,并结合试验段盾构掘进参数,总结出盾构下穿火车站区域关键施工技术。结果证实有效地保证了构筑物的安全,施工效果良好,尤其是通过理论计算与实践相结合的研究手段总结出相关盾构掘进参数,为苏州地区此类工程施工提供很好的借鉴。     

合肥地区新建盾构隧道下穿铁路路基段地层预加固措施研究

以合肥一轨道交通线下穿合福高速铁路联络线、合武铁路为工程背景,采用三维有限元数值模拟方法,考虑不同地层加固范围,模拟不同加固方案工况下盾构下穿既有铁路引起的铁路路基变形规律,分析不同地层加固方案对路基沉降的影响。结果表明,加固盾构通过位置周边地层能有效控制路基沉降。最后结合本工程的特点及常规盾构施工经验,提出盾构下穿铁路路基施工时可采用的施工技术措施,为同类工程项目提供借鉴。     

砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制技术研究

为研究砂土地层中盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制措施,以西安地铁盾构区间隧道下穿地铁1号线出入段工程为依托,通过资料调研、数值模拟、现场试验和监控测量等方法,对既有隧道加固措施、盾构对地层适应性、掘进参数、隧道变形进行研究。结果表明:砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道,应对盾构进行专门设计,扩大刀盘开口率,配备专门的膨润土拌制和膨化系统,并避免在下穿影响范围内停机;数值计算和试掘进试验结果,盾构施工参数土仓压力为0.1 MPa,注浆压力为0.22 MPa,推力为10 000 kN,出土量为51 m^3/环,注浆量5~6 m^3/环;通过现场监测,盾构下穿过程中,既有地铁隧道轨道最大沉降及高差分别为6 mm和0.8 mm,符合规范要求,确保了地铁的安全运营,变形控制措施对既有地铁隧道作用十分显著。     

越江隧道工程泥水盾构适应性分析研究

研究目的:盾构机选型是盾构法施工的关键环节,盾构的适应性直接决定和影响盾构隧道的施工成本、进度及安全风险。本文结合武汉地铁二号线越江段工程,系统分析了越江隧道泥水盾构选型的适应性,提出相应控制措施。研究结论:基于人-盾构-环境系统工程理念,分析了盾构与工程环境适应性的基本概念与内涵,具体针对高水位、浅覆土、复合地层等工程环境特点,分别提出了防止开挖面失稳、江底冒浆、泵吸口堵塞、盾尾漏浆、隧道上浮等方面的施工控制措施,从而降低和控制盾构江底段施工风险,并为类似工程提供有益参考。