盾构穿越上软下硬复合地层施工风险与控制技术研究

上软下硬复合地层上部岩层具有不稳定性而下部岩层具有极高的强度,极易引起盾构向软弱地层方向偏移,引发喷涌,使盾构姿态难控制,开仓换刀风险大,是施工各方需要关注的难题。本文以杭州地铁4号线一期工程南延段某区间为背景,研究强风化安山玢岩、中分化下段安山玢岩、全风化安山玢岩、中风化上段安山玢岩等多种上软下硬复合地层中,盾构施工引起的地表沉降和盾构施工存在的主要风险,研究杭州地区盾构掘进穿越上软下硬地层的控制技术。研究结果表明,盾构在多种复合地层中掘进,左线隧道累计地表沉降最大值为36.6mm,最大隆起值为13.8mm,风险较大,易出现盾构机扭矩变大,姿态控制困难;上软下硬复合地层盾构控制,主要是加强土压平衡盾构机的维保、穿越施工时采用气压+土压平衡相互联合的模式进行掘进、重视盾构掘进基础数据的异常反馈、严格控制盾构掘进施工出土量、密切注意区间盾构掘进时工程地质和地表沉降对应区域变化的匹配情况、优化壁后注浆配合比。     

软土地层盾构小半径大纵坡曲线掘进引起的地表沉降研究

盾构小半径大纵坡曲线掘进极易给盾构推进和管片拼装带来困难,是软土地区受场地不足或施工条件限制环境下盾构穿越施工的难题。本文以杭州地铁5号线工程某区间盾构小半径大纵坡曲线掘进段为背景,基于左线隧道关键监测点分析了盾构掘进引起地表沉降的原因,并提出了相应的地表沉降控制技术措施。研究结果表明,地表累计沉降曲线随着时间的增长呈现下降-增大-下降-增加的"双峰"变形模式并逐渐趋于稳定;盾构穿越淤泥质黏土、粉质黏土、黏土地层时,初始土仓压力值为0.36MPa,每环理论出土量为39.21m~3/环,盾构推进出土量控制在38.42～39.21m~3/环,同步注浆速度为0.05m~3/min,盾尾油脂每环加注量控制在35～45kg。     

浅谈大断面隧道CRD工法施工技术

CRD工法在大断面隧道施工中应用较为常见,主要因其分洞室内不多、可机械开挖、施工功效高。但采用该工法前提是围岩稳定性、地下水位等需满足施工安全要求。CRD法又叫交叉中隔壁法,适用于地层较差(Ⅳ～Ⅵ级围岩)且开挖跨度较大,对围岩沉降变形控制严格的隧道。本文结合厦门地铁2号线天竺山站折返线隧道施工,对CRD工法的施工技术进行简单探讨,为类似工程提供参考。     

软土地区地铁隧道施工期地表沉降规律研究

地铁隧道建设过程中主要通过地表沉降监测反映盾构施工的安全状态,Peck公式一直被认为是最简单实用的隧道施工期地表沉降计算方法,因此针对其适用性和参数取值问题是人们研究的重点。文中结合盾构施工的特点,探讨盾构施工中引起地层扰动的主要因素,通过在建地铁隧道的实测地表沉降数据分析Peck公式的适用性和参数取值问题,并探讨了几种特殊情况下的地表沉降规律,以指导施工方案的调整,减小施工的环境影响,同时保证隧道自身的施工质量。     

南水北调工程下穿五棵松车站近接施工数值模拟

南水北调工程计划采用暗挖法在五棵松地铁车站下方修筑两条输水隧道。由于输水隧道与地铁车站距离较近,并且穿越地层的围岩等级较差,因此需要采用数值分析的方法预测下穿隧道施工对五棵松车站的影响。通过有限元模拟施工过程发现,按原设计的施工方法将会导致地表下沉量和轨道下沉量超限。通过对地表位移和车站顶、底板位移随开挖过程变化规律的分析发现,需要对输水隧道扩大段、注浆通道和下穿隧道周围的土体进行注浆加固,才能确保地表和轨道位移不超过规范所规定的限值。并提出为了降低施工过程中,地铁车站两侧因不均匀沉降而产生的扭矩,需要在车站两侧采用对称施工的建议。     

北京地铁17号线下穿既有框构桥工程的影响研究

本文依托北京地铁17号线地铁隧道工程,通过建立数值计算模型,分析不同加固方案下,盾构隧道下穿既有铁路框构桥引起的该区段地表变形规律以及对既有桥梁的影响,为同种地层条件下的盾构下穿施工具有一定的指导意义。结果表明:盾构掘进过程中,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降逐渐增大并趋于稳定;仅采取同步注浆加固方案时,地表及铁路框构桥的变形远远大于同期采用同步注浆和二次深孔注浆的方案,因此采取注浆加固措施可以有效减小盾构掘进对周围地层的扰动,具有较大的实际意义。     

富水砂层中盾构下穿高压燃气管线沉降分析及技术措施探讨

富水粉砂地层中修建隧道容易出现较大地表沉降,对施工及周边环境产生严重影响,特别是盾构机下穿高压燃气管道时对地层沉降要求更严格。通过施工探索研究控制地面沉降的措施控制,减小高压燃气管线的变形,确保安全。     

软土地层盾构近距穿越既有运营地铁引起的沉降变形分析

软土地层盾构穿越既有运营地铁极易引发地层变形和既有结构破坏,如何精准控制地表沉降和结构的沉降变形一直是城市地铁工程中亟待解决的难点问题。以杭州地铁4号线某盾构穿越既有运营地铁1号线为背景,研究盾构近距穿越既有运营地铁引起的隧道累计沉降、水平位移、隧道收敛和轨道沉降,并对监测发生的异常情况进行分析。研究结果表明,盾构掘进后对既有运营隧道交叠区的影响总体呈现出随着时间的增加累计沉降逐渐增加,隧道穿越交叠区的累计沉降大于非交叠区;既有运营隧道的水平位移,随着时间的增加总体呈现出先隆起后逐渐沉降再趋于稳定的趋势;既有运营隧道的收敛,随着时间的增加总体呈现出先沉降后隆起再沉降后趋于稳定的趋势;既有运营隧道的轨道隆沉变化,随着时间的增长总体呈现出先隆起后沉降再逐渐趋于稳定的趋势。     

浅埋隧道的施工对上方公路沉降的影响分析

在开挖浅埋隧道的过程中,由于地层损失和地下水位变化会造成隧道上方的地表沉降,当地表变形超过一定限度时就会影响隧道或地表公路和建筑物的安全与正常使用。将某城际轨道工程开挖浅埋隧道的监测数据与有限元计算结果进行对比分析,得出浅埋隧道施工过程中上方公路的沉降值及其影响范围,可为当地隧道工程施工提供参考和借鉴。     

考虑非饱和土渗流的隧道塌方机理分析及注浆加固对策

以哈尔滨市轨道交通3号线松江生态园站—进乡街站区间为背景,基于非饱和土体渗流及强度理论,着重研究了渗流对隧道变形及稳定性的影响,深入分析了渗流作用下的隧道塌方机理,并给出了针对性的塌方处置措施.分析结果表明:地表渗漏引起的非饱和土体强度衰减,隧道上方土体塑性区发育,是导致隧道塌方的主要原因;针对地表渗流引起的塌方,通过...     

地铁明挖区间隧道衬砌开裂及沉降治理措施

由于地质、施工、建筑材料及外部环境等多方面的原因,导致一些隧道衬砌开裂,结构及轨面发生沉降,威胁到运营安全,需要采取合适的方法进行处治,确保工程的结构安全。通过昆明地铁3号线明挖区间隧道,分析隧道衬砌产生裂缝及沉降的原因,提出隧道衬砌裂缝渗漏水及轨面结构沉降的治理原则及措施;认识到浅埋区间隧道保护的重要性,对今后地铁结构的病害整治及保护起到参考作用。     

地铁区间盾构法隧道穿越岩溶填充区施工力学行为计算分析

地铁盾构隧道穿越岩溶填充区受力情况复杂,为保证施工安全和管片受力合理,采用有限差分程序建立数值计算模型,通过计算分析获得盾构穿越地层的受力情况。盾构隧道穿越岩溶填充区时虽然会产生一定的地表沉降,但在安全范围之内,管片受力也是合理的。     

盾构施工对地表沉降影响的预估

以杭州地铁1号线过江隧道为背景,采用经验公式法和有限元数值模拟方法研究分析盾构隧道施工引起的钱塘江北岸标准海塘地表沉降规律,比较两种方法的计算结果,验证了有限元数值模型的合理性,为隧道工程的顺利实施提供参考依据。     

安通街棚户区盾构机超浅埋掘进技术

以哈尔滨地铁3号线盾构施工下穿棚户区为背景,结合地质及周边环境概况,确定整体施工方案,并围绕超浅埋盾构隧道施工工艺展开分析,工程实际表明:地表沉降控制。地表建筑变形可控,施工效果良好。     

盾构穿越运营高速公路施工引起的地表沉降与控制技术

盾构穿越既有高速公路施工过程引起的围岩变形和地表沉降对高速公路的运营安全有重要影响。本文以杭州至临安城际铁路工程某区间下穿运营杭徽高速公路为背景,研究了地下管线与孔洞探测、主控掘进参数设定、全过程精准控制措施和地表沉降规律。研究表明,盾构穿越运营杭徽高速公路施工引起的平均地表沉降值均控制在5mm内,盾构隧道轴线正上方的地表沉降呈现出增大后减少并趋于稳定的趋势,盾构掘进主控参数设计土压力值为80～100kPa、泡沫剂每环使用量为20L、推进速度为20～30mm/min、每环出土量为57.53m~3/环、同步注浆为6～6.5m~3/环。本文的研究成果可为浙江省内杭州、宁波等城市轨道交通建设中盾构穿越既有运营工程施工提供参考。     

紧邻建筑物暗挖地铁隧道施工变形控制研究

北京地铁10号线双井站—劲松站区间左线在K23+370附近下穿永3楼,下穿长度12m左右,然后从16层居民楼侧下方穿过(楼房与结构外皮最近水平距离仅2.935m)。采用原设计方案施工,监测结果及理论分析表明建筑物不均匀沉降将超过允许值。采用优化后的设计参数保证了建筑物的安全,为工程顺利建设提供技术支持,并对以后类似环境条件下工程积累经验。     

复合软土地层盾构施工分层沉降的分析

为研究盾构掘进对软土地层的变形影响,进行了相关变形监测,并进行了数值分析研究。结果表明:盾构引起的地表沉降和水平位移的区域半径约为盾构直径的3倍;与盾构隧道轴线的距离越近的地表监测点,累计沉降越大;隧道上方的粉质黏土、粉土等软土层易出现分层沉降;盾构机下方的较硬基岩,分层变形不明显。     

孤山隧道穿越软弱地层的方法

孤山1#隧道，孤山2#左，右线隧道不同程度地穿越Ⅱ类，Ⅲ类浅埋等软弱破碎地层，施工中我们采用了台阶开挖，超前支护，现场监控量测等措施和方法，成功地通过了这些地层，本文结合孤山1#隧道，孤山2#左、右隧道的施工，对穿越软弱破碎地层的方法作了小结和讨论。     

盾构隧道岩溶地层处理及掘进施工控制技术研究

以武汉市轨道交通21号线第一标段工程黄浦新城站~朱家河站区间为工程背景,对区间内存在岩溶不良地质情况进行分析,提出岩溶不良地层处理方法以及处理时注浆参数、注浆流程以及注浆封孔标准;为防止盾构在溶洞段掘进过程中仍有可能遇到上软下硬的不均匀地层,以及掌子面坍塌、高强度硬岩、刀盘结泥饼、螺旋机喷涌、盾尾漏浆等情况,提出盾构在处理岩溶地层段所需采取相应措施,所得研究成果可为类似盾构穿越岩溶不良地层施工提供借鉴。     

粉细砂地层地铁隧道盾构小距离下穿既有隧道施工控制研究

随着轨道交通的逐渐完善,地铁隧道盾构小距离下穿既有隧道变得越发普遍。盾构机在粉细砂层掘进时,在富水地带容易造成喷涌现象,沉降范围大,施工风险大。保证小距离下穿既有隧道时,控制土体扰动程度,减少沉降,达到既有管片不开裂、微变形的目的变得越发重要。对待该问题本文总结以往施工经验,提出如下完善的施工方案:(1)在下穿节点位置地面采用三轴搅拌桩进行地层加固;(2)在既有隧道下穿范围内进行管片壁后注浆,加固下穿区域土体;(3)在下穿既有隧道前,沿隧道纵向方向布置四道槽钢,纵向连接管片,增加管片抵抗变形的能力;(4)在既有隧道下穿范围隧道内布设沉降点和收敛点,在地面布置沉降点,进行沉降监测;(5)对盾构机进行故障排查、掘进参数调整,保证下穿时盾构机各项参数正常、稳定;(6)盾构机穿越过程中选择合适的掘进参数,严格控制地层损失。通过以上施工控制措施后,顺利在粉细砂地层小距离下穿了既有隧道。