盾构法施工水下隧道控制管片上浮施工技术

文章以广州轨道交通某盾构法施工的过江隧道为背景,详细阐述了盾构法施工水下段管片上浮的问题。从地质、盾构掘进、同步注浆、二次补充注浆等几方面分析原因,总结出一套控制复杂地层水下隧道管片上浮的施工技术措施。实践证明,这些技术措施是行之有效的,并成功解决了管片上浮在盾构法施工中普遍存在的技术难题。     

超大直径泥水盾构隧道抗浮关键技术综述

介绍了盾构法隧道上浮原因、影响因素、横向与纵向相互影响的上浮分析模型,以及隧道在单液浆中上浮力确定与隧道抵抗上浮能力。以上海长江隧道为例,分析了其抗浮分析结果,提出了超大直径盾构法隧道上浮控制措施,为类似工程设计提供借鉴。     

新隧道爆破开挖对邻近隧道的影响分析

通过建立静力模型模拟既有隧道衬砌的现有受力状态并分析新隧道开挖时引起既有隧道的衬砌应力重分布;然后建立动力模型分析新隧道爆破时应力波在既有隧道二次衬砌中引起的应力状态;将静力模型和动力模型中隧道衬砌的应力进行矢量叠加,评判新隧道爆破开挖对既有隧道的影响。结果表明新建隧道爆破开挖对既有隧道的应力分布有较大影响,使得既有隧道二次衬砌近新隧道侧边墙处拉应力达到1.57MPa,超出混凝土抗拉强度,建议对新隧道施工采取必要的控制措施,从而保证既有隧道的安全。     

隧道盾构掘进施工工对周围土体的影响

本文主要研究隧道盾构掘进施工中周围受扰动土体应力状态和应变状态的变异,以及由土体应力和应变状态态的改变引起土体力学性质变异的特性。     

城市轨道交通盾构法隧道施工技术研究

为提高城市轨道交通隧道施工质量,需要积极完善技术方案、建构完整的技术管理模型,在夯实作业基础的同时,发挥盾构法施工技术的优势。基于此,对城市轨道交通盾构法隧道施工断面形式、技术要点进行研究,并结合工程案例,阐释盾构法隧道施工处理技术的具体应用,以期为城市轨道交通工程提供参考。     

高应力软岩隧道超前导洞法应力释放试验研究

隧道穿越高地应力软弱围岩时,常常发生大变形地质灾害。隧道大变形灾害危害程度极大,主要表现为处理风险大、整治费用高、工期被延误。预防和治理高应力软岩隧道大变形是隧道工程界的一个重难问题。文章通过在兰渝铁路木寨岭隧道和毛羽山隧道进行超前导洞应力释放试验,得出了超前导洞法应力释放对大变形的控制作用。试验结果表明,在隧道内设置的超前导洞与隧道拱顶及边墙距离约3m左右时,超前导洞一般在3~7 d内达到应力释放效果;,正洞扩挖时变形量可减少约30%~40%。与不采用超前导洞法相比,正洞扩挖时变形量可减少约30%~40% 。     

高地应力软岩大变形隧道施工技术

两水隧道为双线铁路隧道,穿过志留系千枚岩地层,施工中多处出现大变形,反复出现初期支护侵限,安全风险高,施工难度极大.由于有针对性地采取了调整支护参数、加大变形预留量、自进式长锚杆锁脚、微台阶施工工艺等变形控制措施和施工技术,有效地控制了大变形.文章分析了两水隧道高地应力软岩特点和大变形特征,对高地应力软岩隧道施工进行了有益的探索.     

大跨径铁路车站隧道施工力学特性研究

依托大(理)丽(江)铁路三线大跨车站隧道工程,对隧道(出口端跨度大于20 m)洞口段(48 m)进行了施工过程的三维有限元数值分析.通过对隧道围岩应力与塑性区分布状态的分析得出:大跨隧道核心土底部和边墙两侧出现了应力集中区域,拱顶部位易出现拉应力;临时横撑滞后4个循环(即8 m)可发挥作用,能够有效控制围岩应力分布形态和塑性区的发展;大跨隧道核心土塑性区完全贯通,最大塑性区出现于隧道两侧边墙中部.根据数值分析结果,在隧道应力集中区域进行注浆加固和合理的分部开挖,并从现场监控量测结果反馈出隧道围岩压力及钢拱架内力变化较小,说明隧道加固措施能够有效控制甥性区范围和减弱围岩应力集中现象.     

毛羽山隧道高地应力软岩大变形施工控制技术

兰渝铁路毛羽山隧道出口段穿越薄层状碳质板岩地层,区域原岩应力较大且以水平构造应力为主,隧道开挖过程中出现严重的大变形情况。通过分析,认为高地应力、最大水平主应力与隧道轴线呈大角度相交是大变形的主要因素。隧道施工过程中,通过采取提高支护体系刚度、合理预留变形量,以及采用长锚杆、多重支护和超短台阶法等常规措施控制了围岩变形;基于对围岩动态演化机制的认识,提出了高地应力隧道超前导洞法应力控制释放技术,开展了大型工程试验。阶段性试验成果表明,采用超前导洞有效地降低了正洞施工时的变形速率,对上中台阶影响尤为显著。通过对应力控制释放技术研究的进一步深化,有望探索出安全、高效的高地应力软岩施工新技术。     

哈达铺隧道直立板岩大变形分析及控制施工技术

兰渝铁路哈达铺隧道穿越炭质板岩和碳质叶岩(局部还有千枚岩)地层,且岩层走向基本与隧道轴线平行,存在较大的水平应力,施工中出现了较大的收敛变形。文章介绍了哈达铺隧道直立板岩段的大变形情况,从水平应力、地下水、地应力、隧道断面形式等方面分析变形的原因,提出了采用大刚度支护、二次衬砌紧跟、监控量测等控制措施。     

武汉地铁越江盾构隧道纵向不均匀变形及力学特性研究

地铁盾构隧道,尤其是大型跨江海的水下地铁盾构隧道,局部埋深通常要大于普通地铁盾构隧道,而且要承受较高的水压力作用;盾构隧道作为特长线性结构,其纵向刚度较小,对于外部荷载的变化较为敏感,由此产生的不均匀变形是隧道工程中不可忽视的问题。文章针对武汉地铁越长江盾构隧道工程,通过三维数值计算探讨了埋深变化、水压变化、地层变化及穿越刚性结构物等因素对越江盾构隧道纵向不均匀变形及受力状态的影响。     

运营盾构隧道不同椭圆度变形情况下受力性能分析北大核心CSCD

地下结构施工不当会对邻近既有地铁盾构隧道结构产生巨大影响。文章以广州市某地铁线路下穿施工导致既有运营地铁盾构隧道产生较大变形的工程实例为背景,分析了既有隧道结构因地层损失产生不同椭圆度变形情况下管片结构的受力情况。基于工程实测数据,运用三维有限元分析软件,考虑了管片接头处的螺栓孔等细部构造,研究了管片椭圆度与结构应力状态之间的量化关系,并分析了结构的塑性变形情况及其发展趋势。结果表明:随着盾构隧道管片椭圆度的增大,结构最大主应力值与最大剪应力值均增大,且盾构隧道结构最大剪应力与椭圆度呈线性相关关系;盾构隧道结构最大主应力随椭圆度变化更加明显,与椭圆度呈非线性相关关系。     

复杂环境超小间距隧道盾构掘进施工技术北大核心CSCD

针对浅埋超小间距隧道盾构施工,文章以特拉维夫红线轻轨工程西标段双线盾构施工为工程背景,从隧道加固施工、盾构掘进控制、监测控制与应急管理等方面进行系统研究。结果表明,加固施工在小间距盾构隧道施工中至关重要,可有效降低隧道施工风险;对未加固的小间距盾构隧道施工,应保持土压平稳,加强土压精细化控制;严格控制出渣量,做好渣土改良,控制土体损失率低于0.3%;在盾壳外部注入膨润土或克泥效,可有效地减少邻近隧道的位移量;应结合实时监测数据,控制回填注浆量及注浆质量;隧道施工过程应加强对邻近既有建筑物的监测。     

Experimental and Numerical Study on the Behaviors of Deep-Buried Water-Storage and Drainage Shield Tunnels北大核心CSCD

Deep-buried water-storage and drainage shield tunnels, which are different from road and subway shield tunnels in terms of computation theory, construction technology and operation maintenance, would bear high inner water pressure and large earth pressure. In view of the change of the bearing mode for the lining structure of water-storage and drainage shield tunnels, a full-ring test and numerical analysis are carried out to study the influence of inner water pressure, staggered joint assembly and bolt installation types on the behaviors of water-storage and drainage shield tunnels. The results show that the deformation of the straight-jointed water-storage and drainage shield tunnel varies greatly from the state of empty water to that of full water; and the vertical and horizontal convergence deformations of the tunnel with inner water pressure of 0.6 MPa are 2.2 times and 3.2 times of that without inner water pressure, respectively. The convergence deformation, and the maximum joint opening and bolt tension of stagger-jointed lining structure decrease by 15%-25% and 25%- 40%, respectively, compared with that of the straight-jointed water-storage and drainage shield tunnel. The bolts at the segmental joints will yield because of the increase of inner water pressure and the first occurrence of bolt yield phenomenon is located near the position on the lining structure which is under the action of maximum negative bending moment; because the failure of shield tunnel is always caused by the yield of joint bolts, this position is the weak point for the deep-buried water-storage and drainage shield tunnel. For the water-storage and drainage shield tunnel based on the connection with double rows of bolts, the bolts near the outer arc surface of segmental joints in the area of 90 degree in the vault and arch bottom can be removed; the bolts near the inner arc surface of the segmental joints within the 90 degree of the haunch must be installed, otherwise, the tensile force of the bolts at the segmental joint near the maximum negative bending moment will increase by 5%-14%. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

具有无序排列管片环结构的地铁盾构隧道数字模型智能重建北大核心CSCD

运营地铁隧道的管理、健康监测及维护正逐渐趋向于数字化、智能化;但常因地铁盾构隧道管理和检测单位缺少隧道数字模型,限制了地铁隧道智能维护和管理系统的应用和发展。文章针对地铁盾构隧道中无序排列的管片环结构,提出了一种基于深度学习和机器视觉的地铁盾构隧道数字模型智能重建方法,利用检测车获取的隧道衬砌内表面高清图片,对管片特征物(螺栓孔)进行智能识别与自动分类,再根据螺栓孔群的分布特点自动推断隧道管片环的排版规律,从而结合隧道实际线路实现隧道数字模型快速重建。某地铁隧道的实例应用结果表明,该方法适用于管片无规律性错缝拼装的情况,能以100%的准确率实现地铁盾构隧道数字模型的智能重建。     

GIS-Based Grid Assessment Model of Shield Tunnel Conditions and Its Application北大核心CSCD

As the lack of guidancs for maintenance and repair of rail transit shield tunnels, this paper proposes a macroscopic method for grid assessment of shield tunnels. First, the tunnel serviceability index (TSI) is adopted as the tunnel condition assessment method and the results are compared with Chinese codes and the traditional fuzzy hierarchical comprehensive evaluation method. Second, based on the assumption that the factors affecting the conditions of the tunnels, such as the surrounding stratum environment, the structural overlying load and so on, are correlated spatially, the spatial variability theory is used for the grid assessment of shield tunnels. Finally, taking the Shanghai Rail Transit System as an example, the application results of the grid assessment method are described. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

浅覆土砂层土压平衡盾构始发掘进对环境的影响分析

盾构始发和到达安全掘进控制技术是困扰盾构隧道施工的主要难题之一。盾构进出洞施工中,面临掌子面失稳、土体坍塌、涌水涌砂、地表沉陷、盾构"抬头及磕头"等诸多施工风险。本文从基坑及隧道的破坏模式,塑性区分布范围出发,通过有限差分法针对易受扰动的浅埋砂层地层盾构始发段进行了研究,为加固区范围大小的选择提供了依据。研究表明,在不采取加固措施时,基坑开挖后隧道始发段的竖向位移、拱底的隆起和最大纵向挤出变形量均过大,显示基坑将发生坍塌等破坏。当盾构始发段主要加固措施为旋喷桩,加固后的土体的物理参数得到了显著的提升。本文在此基础上得出了旋喷桩的合理加固区域。     

珠江口海底隧道盾构法施工方案可行性分析

盾构法已经在国内外的地下工程中被广泛运用,特别是国外一些著名的海底盾构隧道,如英吉利海峡隧道、日本东京湾海底公路隧道、荷兰W esterschelde隧道;国内盾构技术也发展迅速,先后建成上海大连路、复兴东路过江盾构隧道,还有在建的上海翔殷路越江公路隧道、上中路隧道和已经开工建设的武汉、南京、上海长江桥隧工程等。这些海底、江底隧道的修建为盾构隧道的发展积累了丰富的经验。文章首先论述了国内外大直径、高水压、长距离推进等盾构施工关键技术,并结合珠江口海底隧道的建设条件与国内外的施工成功实例,对海底隧道盾构法施工方案的可行性进行了初步研究。     

在建盾构隧道突发管片破损病害成因分析及治理措施研究北大核心CSCD

盾构法广泛应用于我国城市轨道交通隧道的建设中,盾构管片的病害问题也越发受到重视。文章针对某地铁在建盾构隧道突发管片破损病害,绘制了管片破损病害展布图,分析了相关资料和检测数据,明确了病害的成因机理,制定并实施了相应治理措施。研究结果表明:管片背后大范围空洞导致围岩对隧道的约束不足,引起已成型隧道在盾构机反推力和扭矩、同步注浆浆液浮力、刀盘水土压力和扭矩等作用下发生类压杆弯扭失稳是导致该病害的主要原因;隧道变形监测数据表明"背后注浆填充+破损部位修复"两阶段治理措施取得了良好的治理效果;盾构隧道施工过程中,应严格管控同步注浆质量,防止隧道轴线偏移引起盾构管片发生开裂破损等病害。     

地铁盾构隧道的PDCA质量管理

鉴于目前地铁盾构隧道的大量建设和存在的质量问题,将PDCA循环管理引入盾构隧道的质量管理中.文章分析研究了盾构法隧道原理和隧道施工及结构的特点;定义了三个层次的PDCA循环的周期,详细阐述了每个循环周期内8个阶段的主要工作方法和内容;分析了产生质量问题的主要原因及影响因素,并制定了执行计划的三阶段法.