快速完成水平截渗基底加固施工研究

随着城市轨道交通的迅速发展,车站基坑开挖深度增大,更多的砂砾及卵石层在基坑底部出现,采用袖阀管注浆加固基底,阻止地下水从基坑底部涌入,保证基坑开挖安全,成为基坑开挖工程基底加固最常见的施工方法。文中结合长沙市轨道交通3号线山塘站土建工程袖阀管注浆加固施工,介绍快速完成基底水平截渗、实现加固地层良好均匀性和整体性的关键技术。     

富水砂卵石地层中超近距离盾构下穿既有运营隧道加固方案研究

以长沙地铁4号线溁湾镇站-湖南师大站区间在富水砂卵石地层中超近距离盾构下穿既有运营2号线区间为工程背景,采用Midas/GTS岩土有限元分析软件,对比分析了地层不加固、超前管棚加固、地表注浆加固、运营隧道内加内箍支撑及MJS工法加固等多种方案对既有运营隧道的影响。由于水文地质条件的复杂性、施工过程的不确定性、砂卵石层容易受到扰动、既有运营隧道对变形要求极高等特点,综合比选后采用盾构施工前MJS工法加固措施,确保盾构施工及运营线路安全。研究结果及现场施工表明,在富水砂卵石地层中超近距离盾构下穿既有运营隧道,采用MJS工法加固措施是极为必要且合理可行的。     

软弱地层临近深基坑工程房屋沉降注浆控制研究

在临近建筑物深基坑开挖过程中,由于施工控制和地质原因经常会使建筑物出现较大的沉降,严重时会造成房屋开裂和基坑坍塌,而跟踪注浆是控制房屋沉降的有效措施之一。该文依托某临近建筑物深基坑工程,通过现场监测和Abaqus数值模拟分析注浆对建筑物的影响。结果表明:(1)软弱松散地层注浆实现房屋抬升分为前期注浆加固和后期注浆抬升两个过程,前期注浆扰动土体会造成房屋沉降;(2)止浆墙可有效控制浆液扩散范围,减小浆液流失,是实现房屋抬升的必要措施;(3)软弱地层临近深基坑建筑物注浆抬升是一个挑战性的工程,前期注浆需低压并少量多次,尽量减小地层扰动,土层有一定强度之后,再高压注浆,可实现房屋止沉抬升。     

富水砂卵石地层盾构隧道长距离穿越机场飞行区技术研究

为确保国内首次在富水砂卵石地层长距离下穿机场飞行区，以及成都地区首次采用冻结法实施联络通道的隧道工程顺利实施，通过工程类比、专家论证、优化设计、数值计算与现场监测数据分析相结合等手段，提出长距离隧道整体工程筹划优化设计、盾构配置优化、克泥效工法、陆地声呐法空洞探测、联络通道预注浆与冻结法复合截水等一系列组合技术措施。实践结果表明： 1）采用盾构工法，优化线路平、纵断面设计，增设中间风井以大幅减少盾构单次掘进距离至1 km左右，并辅以严格的沉降控制组合措施等，可以成功解决富水砂卵石地层长距离下穿机场飞行区的重大技术难题； 2）本工程提出的先在洞内使用双液浆注浆预堵水，再采用冻结法加固的复合截水方案，在富水砂卵石地层可以达到良好的截水效果。     

成都富水砂卵石地层盾构施工滞后沉降防控措施探讨

在成都富水砂卵石地层中采用盾构法施工尚属首次,为探讨解决盾构施工造成地层的滞后沉降引起的地表塌陷问题,通过对产生滞后沉降的原因进行分析,并结合工程施工经验,提出砂卵石地层滞后沉降的预防控制措施。工程实践证明：只要对滞后沉降给予足够认识和充分重视,并采取恰当措施,滞后沉降引起地表塌陷是完全能够减少甚至避免的。     

富水流砂区间隧道注浆加固技术研究

隧道开挖过程中富水流砂层易引发涌水涌砂及围岩失稳等地质灾害,针对青岛地铁区间隧道富水流砂层注浆堵水加固治理难题,结合帷幕注浆第四强度理论及工程爆破施工影响确定注浆加固圈厚度,设计注浆材料、注浆压力、注浆量等注浆参数;分析注浆加固效果及存在问题。研究表明,富水流砂层注浆堵水加固效果明显,围岩稳定性较好,但也存在地面隆起及管线破坏、掌子面跑浆、注浆加固效果不均等问题,根据现场情况及时采取有效措施,实现隧道安全开挖,对类似水害治理设计及施工具有一定借鉴意义。     

砂卵石地层双线地铁盾构下穿铁路路基变形及地层注浆加固研究

针对砂卵石地层盾构下穿铁路路基工程,通过FLAC3D数值模拟,结合现场监测数据分析,对路基的变形规律进行研究,基于钢花管地层注浆实践,证明地层注浆加固对控制路基沉降的有效性。主要结论如下:1)列车运行速度越大、盾构埋深越小,路基沉降越大,但列车速度对路基沉降的影响远小于埋深。2)成都砂卵石地层地铁双线盾构常规净距(约7m)下穿铁路路基时,路基沉降与埋深、列车速度的近似关系为S=-26.54+0.85z-0.01v;由于盾构先后2次施工扰动,路基出现2次位移突降,位移沉降曲线呈台阶状,且二次扰动的地层反应灵敏度快于首次,施工过程应警惕二次扰动造成的位移超标。3)钢花管地层注浆作为一种可操作性强的地层加固方式,在成都砂卵石地区具有良好的加固效果,工程采用"跳孔、分段、多次、中低压"的钢花管注浆方式,路基沉降由11mm以上降低到7mm,保障了施工的顺利进行。     

富水圆砾卵石层袖阀管注浆加固技术研究

南宁地铁1号线火车站站地质比较复杂,圆砾和卵石层富水、强透水,地下水位距地表6 m左右。为了确保地连墙施工过程中建筑物的安全,采用袖阀管注浆对地层进行加固。通过注浆试验对单液浆、双液浆及复合型浆液进行效果对比分析。结果证明采用复合型浆液取得了很好的注浆加固效果,可形成较好的胶结体。在地连墙施工过程中,建筑物最大累计沉降量未超过3 mm,确保了建筑物的安全。     

地铁暗挖隧道断层破碎带突水涌砂原因分析及处治技术

青岛黄岛区某地铁区间隧道穿越断层破碎带时发生突水涌砂地质灾害,为保证隧道施工安全及后续顺利开挖,对富水断层破碎带突水涌砂原因及力学形成过程进行分析。富水断层破碎带稳定性差,未进行有效加固,在开挖卸荷和爆破扰动双重作用下,岩体防突水层厚度超过临界状态,进而导致掌子面发生突水涌砂。考虑到地铁暗挖隧道施工空间狭小、材料运输不便等特点,采用以地表模袋注浆为主、洞内堵水注浆为辅的综合处治措施。结果表明:注浆加固后的掌子面湿润无流动水,浆脉清晰可见,渗漏水量小于1.5 L/(min·m),渗流通道得到有效封堵,保证隧道顺利通过突水涌砂段。     

盾构隧道下穿既有建筑施工监控分析

以成都某轨道交通工程盾构下穿既有公安局工程为背景,提出洞内深孔注浆和地层注浆加固的控制措施,通过数值模拟方法建立三维地层结构模型,模拟盾构全开挖过程,探明盾构近接穿越过程中地层以及建筑物的受力特性。结果表明,地层沉降在开挖过程中持续增长,增长速率在掘进至建筑物下方时最大;在开挖下穿段,管片变形变化显著;“工”字形建筑物两端沉降相对更大且在靠近线路处沉降达到最大,建筑物倾斜变形在掘进至正下方时最为明显。结合施工监测数据,在掘进过程中应及时根据监测数据调整盾构参数,保证建筑物沉降量与变形速率均满足施工监测要求。     

砂卵石地层隧道洞内短管棚支护开挖技术应用研究

砂卵石地层自稳能力极差,采用常规管棚施做时开挖工作腔室难度大,造成隧道开挖、支护困难,因而砂卵石地层隧道施工的重点和难点集中在超前支护方法与钻孔工艺。以青海海东循-隆高速公路穿越公伯峡砂卵石地层隧道为工程背景,针对松散砂卵石隧道在开挖过程中极易坍塌和漏砂的技术难题,在常规的管棚支护加固基础上,创新提出砂卵石地层条件下洞内密排短管棚超前支护施工技术,经现场应用支护开挖效果显著,保证了隧道的顺利贯通。本文重点阐述了砂卵石地层隧道洞内短管棚支护开挖技术的施工工艺及关键技术,对后续类似隧道的施工具有重要借鉴意义。     

砂卵石地层双模盾构针对性设计与应用

为解决泥水盾构在砂卵石地层施工遇见的卡刀盘、堵管、滞排、异常磨损等诸多难题,分析导致泥水盾构在砂卵石地层施工困难的因素,依托成都西环线紫瑞隧道工程展开分析,预判工程重难点,并对盾构进行针对性设计;基于高标准压力及地表沉降隆起控制要求,在砂卵石地层施工中,提出气垫泥水盾构搭载螺机技术方案,且在隧道工程中应用“螺机出渣+闭式管道输渣” 技术;刀盘开挖的卵石被螺机及时输送至仓外,并通过泥浆泵及闭式管道输送至洞外,推进平稳,出渣顺畅,避免了卵石堆积引发的施工风险。工程应用证明,双模盾构相对常规气垫泥水盾构具有更强的适应砂卵石地层的能力。     

新型速凝材料注浆加固富水破碎带机制分析

富水断层破碎带是治理难度较大的不良地质体,针对南京地铁建设中基坑大面积涌水、支护结构沉降变形及常规注浆材料防渗加固效果有限的问题,基于水文地质和高密度电法,分析基坑涌水的渗流状态;通过室内试验测定新型速凝浆液的初终凝时间、结石体强度及结石率,得出该材料具有较好的可注性和可行性;采用COMSOL数值软件,联合仿真模拟了富水破碎带注浆加固过程,对比分析注浆前后基坑渗流规律,并基于此开展了现场注浆试验;利用地质雷达和压水试验对注浆效果进行验证,结果显示该新型速凝材料对富水破碎带加固效果良好,COMSOL联合仿真对注浆设计有科学的指导性。     

湘江隧道大跨、浅埋段超前预注浆加固技术

针对长沙营盘路湘江隧道大跨段存在岩土交界面、板岩地层遇水崩解、稳定性差、埋深浅的施工难题,采用超前预注浆技术分部对隧道进行加固,通过注浆过程控制及效果检查确保注浆加固效果,并分析和总结了在全-强风化板岩、砂卵石地层中通过注浆技术堵水防渗,从而保证隧道开挖安全。     

车站基坑揭露断层带注浆加固效果数值模拟研究

为研究注浆对明挖基坑揭露断层带的加固效果,以南京地铁上元门车站基坑工程为背景,考虑基坑开挖过程中渗流场与围岩应力场的相互耦合作用,建立相应的有限元分析模型,对软弱破碎层、注浆加固带、基坑地下连续墙以及围岩所组成的耦合系统进行模拟,研究注浆加固前后围岩渗流场、位移场以及应力场的特征,最终获得基坑地下连续墙的水平位移、基坑外地表沉降、围岩塑性区分布、基坑内围岩变形以及基坑内涌水量变化规律。研究结果表明： 1）通过对基坑底部断层带的注浆加固,基坑侧向位移及基坑外地表沉降均得到有效控制,相比于注浆加固前,其最大水平位移和地表累计沉降量减小50%以上,满足工程要求; 2）基坑底部区域内塑性区范围明显减少,基坑外塑性区扩散也得到有效抑制; 3）基坑底部断层带注浆改变了渗流场分布,有效降低了基坑涌水量,基坑治理区域涌水量由最初的94 m3/h逐渐减小到4 m3/h,堵水率达96%; 4）注浆结束后现场钻孔取芯率达到75%~80%,开挖揭露大量劈裂作用形成的浆脉,验证了注浆可有效治理明挖基坑所揭露的软弱断层破碎带。     

南通富水砂性地层地铁深基坑墙体渗漏原因分析

富水砂性地层具有渗透系数大、无黏聚力、易液化、自稳能力差等特性，在这种地层条件下开挖基坑时，如果设计或者施工不当，就极易引发基坑事故。为积累该地层条件下的工程事故经验，针对南通某地铁深基坑渗漏事故实例，通过对基坑渗漏段监测数据、围护结构设计进行分析，从基坑所处地层条件、设计及施工3个方面总结了基坑渗漏发生的原因。1）基坑所处地层为深厚富水砂性地层，地下水位高，渗透性强； 2）地下连续墙钢筋加密段存在渗水通道，降低了该段地下连续墙的水密性； 3）监测数据的变化未引起施工人员足够的重视。     

莞惠城际轨道交通工程深基坑施工对邻近建筑物的影响及控制分析

在城际轨道建设中,将深基坑周边邻近建筑物影响降到最低,是设计及施工必须研究的课题。为了解决深基坑开挖过程中邻近建筑物的安全问题,结合莞惠城际轨道GZH-5标工程实例,采用有限元模拟分析方法及该工程大量监测数据,通过建筑物加固前后变形情况对比,深入地研究超深基坑开挖对其邻近建筑物的影响及控制。主要得出以下结论： 1）与基坑的距离关系,是影响开挖期间建筑物变形规律的主要因素; 2）模型能有效预测莞惠城际GZH-5标施工过程中10层居民楼变形终值超过控制值,可为制定加固措施提供参考; 3）该施工加固方案能有效控制10层建筑物的变形与沉降,合理可行。     

砂卵石地层盾构侧穿既有桥梁桩基施工控制技术

为探究砂卵石地层盾构近接侧穿既有高架桥桩基时相关施工控制技术的适应性,基于成都地铁的地层特征、二环路运营桥梁结构性能及周边环境,针对性地采用“主动加固”与“被动加固”相结合的加固控制技术:桥梁钢管隔离桩、袖阀管注浆加固和盾构洞内注浆加固。结合现场监测分析,实践证明:盾构侧穿高架桩基时双洞之间的桩基础位置为高风险区域,局部施工保护方案有效地阻隔隧道-围岩-桩基-地表的变形传递;地表沉降,墩台沉降以及盾构拱顶沉降在采取了加固措施之后,均满足安全控制值要求。     

西单—灵境胡同区间砂卵石地层暗挖施工风险分析及控制

为解决在城市复杂环境下,区间暗挖隧道在砂卵石地层中穿越桥梁、道路、管线和废弃人防等建(构)筑物等施工难题,以北京地铁4号线工程西单—灵境胡同区间隧道暗挖施工为例,采用对风险进行识别、分析、评价和应对的方法。施工中对天桥桩基进行托换,并对桩基周围土体进行注浆加固;对隧道初期支护施工中的格栅间距、超前小导管、格栅连接板等进行优化调整,并增设锁脚锚管;对侵入隧道内的废弃护坡桩及人防进行破除及局部加固处理等措施,使暗挖隧道安全、顺利穿越各种危险源。施工效果充分证明:在北京地区砂卵石地层条件下,做好暗挖施工风险的分析,制定有效的应对措施,按照"先加固、后穿越"原则,遵循"管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测"的方针,对施工及设计方案进行动态管理、针对性优化,保证注浆加固效果,可以有效控制施工风险,确保暗挖施工安全、顺利地进行。     

富水盾构隧道地表固结沉降及控制措施研究

依托某城市富水盾构隧道,通过数值模拟,研究地表沉降控制措施,结果表明:富水地层中地表固结沉降占比较高,计算需考虑渗流。考虑渗流下,结构受力变形有不同程度提高;隧道四周剪切塑性区增大。围岩孔压在拱腰聚集,开挖后地下水指向内空,管片注浆后,地下水沿衬砌背后向下渗流;盾尾注浆会改善盾壳受力及不均匀性。考虑渗流,管片变形及弯矩由拱顶、拱底向拱底（变形）和拱顶（弯矩）转移;增大注浆圈为较实用措施。