西安地铁盾构施工地表沉降随机介质预测研究

研究目的:针对应用随机介质理论预测盾构施工过程中诱发的地表沉降量时盾尾隧道断面收敛量的确定问题,文中在考虑盾构施工工艺的基础上,结合工程地质条件,并运用弹性力学的相关理论知识计算出随机介质理论预测地表沉降所需的参数。本文意在利用随机介质理论预测地表沉降量时,将预测计算所需参数可以进行量化计算,并能对影响其大小的各个因素针对施工环境进行优化。研究结论:通过对西安地铁隧道盾构施工诱发的地表沉降分析表明:(1)在盾尾断面收敛量的影响因素中,偏心超挖的影响最为敏感,而且最不容易控制;(2)盾尾应力释放引起的收敛变形是控制地表沉降的关键因素,而在弹性变形范围内,适当的增大注浆压力可以控制盾尾应力释放引起的隧道断面收敛量,有效地减小地表沉降;(3)使用本文提出的计算断面收敛量的方法并结合随机介质理论预测得到的地表沉降数据和沉降曲线趋势与实际结果符合;可对土体结构致密、强度较高的黄土地层中盾构施工中地表沉降控制措施的采取提供一定的理论依据。     

盾构隧道注浆抬升施工对衬砌结构影响的多因素分析

基于盾构隧道注浆抬升工程，建立盾构隧道注浆抬升对管片衬砌结构影响计算模型，通过对比现场实测数据和数值计算结果，验证计算模型的正确性；在此基础上探讨分析不同注浆位置、不同注浆顺序对管片衬砌结构的影响，为盾构隧道注浆抬升提供参考依据。     

复杂线型地铁盾构隧道开挖引起的地表位移预测

将地铁隧道施工引起的地表移动视为随机过程,应用随机介质理论对具有坡度的地铁隧道地表位移公式进行了推导,并提出了曲线型地铁隧道地表位移的修正公式。同时结合坐标变换理论,对复杂线型下的地表位移曲面进行了分析。以此为理论基础编制了计算程序,计算表明,该程序可以计算复杂线型下的地表位移曲面。这对于预测多条复杂线型隧道下的地表空间位移曲面来说具有重要意义。     

地铁隧道侧穿桥梁桩基工程注浆加固控制及监测管理研究

以北京某地铁隧道侧穿桥梁桩基工程为依托,结合桥梁的结构型式和水文地质条件,提出桥梁桩基注浆加固与掌子面深孔注浆等措施的综合控制方案。通过数值模拟及现场监测,对比分析了复杂地质条件下地铁隧道侧穿桥梁桩基的施工保护与变形控制。结果表明：不良地质条件下的高压注浆,会引起邻近左、右两线隧道区域发生以陡升为关键特征的瞬时位移,使桥梁下方地表及桥梁承台呈现出“M”型的抬升;掌子面超前深孔注浆是地铁隧道侧穿桥梁桩基施工的关键控制手段,尽管地表受注浆膨胀应力作用出现轻微的局部抬升,但桥梁桩基的累计沉降和倾斜均未超过规定指标;注浆工艺及注浆参数对地层变形及基桩倾斜影响较大,须着眼于现场的风险监控与管理,以便将监测数据反馈至现场指导施工。     

地铁盾构隧道同步注浆地表沉降控制效果影响因素的现场试验研究

地铁盾构隧道施工中采用同步注浆来抑制地层损失引起的地层沉降.以苏州轨道交通1号线为工程背景,选择地层特性、埋深等外部条件相似的3个试验段,分别研究同步注浆量、注浆压力和注浆材料等因素对地表沉降产生的影响,提出适用于苏州地区的盾构同步注浆参数及地层沉降控制措施.研究表明:建议注浆量采用3.5 m3/环,注浆量超过3.5 m3/环时,地表沉降控制效果不再明显;地表沉降受注浆压力波动影响较大,建议注浆压力保持在0.35～0.40 MPa范围内,不宜超过0.40 MPa,注浆压力过大会导致劈裂、跑浆,不利于沉降控制;可硬性浆液对地表沉降的控制效果比惰性浆液要好.     

高压动水粉细砂层充填型溶洞注浆材料研究

研究目的:圆梁山隧道2#溶洞为高压动水粉细砂层充填型溶洞,该类溶洞在国内外工程施工中尚未遇 到,无成功的经验可以借鉴。本文通过大量的理论及实践,以研究该类型溶洞的注浆材料,从而解决该溶洞的注 浆施工。 研究方法:在2#溶洞下导坑施工中,采用普通水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆注浆,十分艰 难地通过了溶洞。随后,平导又遇到溶洞后,采用双液浆未达到良好的注浆效果,调整注浆材料,引入普通水泥 单液浆和超细水泥单液浆,形成组合式沣浆材料。组合式注浆材料提高了平导的注浆效果,但在地表降雨后,注 浆固结体仍被高压水“击穿”,造成注浆失效。经过认真总结注浆的经验与教训,又引入TGRM浆和HSC浆,形 成6种注浆材料配套体系及选择模式。 研究结果:6种注浆材料配套体系较好地解决了随后圆梁山隧道2#高压动水粉细砂层充填型溶洞平导与 正洞的注浆难题。 研究结论:采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥-水玻璃双液浆、 TGRM浆、HSC浆6种注浆材料组合体系,采取合理的工艺模式,能较好地加固高压动水粉细砂层充填型溶洞, 确保工程的安全顺利施工。     

隧道地表坍陷深层注浆理论研究与工程实践

我国既有公路隧道,在复杂地质条件等作用下,部分出现开裂、渗水等现象,影响交通安全,地表注浆是对此类病害隧道进行加固、防渗治理的主要技术措施。以某隧道地表注浆工程为研究对象,利用探地雷达检测隧道围岩密实情况,建立三维有限元模型,分析地表注浆前后隧道二次衬砌的应力应变特性。结果表明:先对不密实、脱空严重区域注浆,可以有效提高加固效果和避免隧道偏压受力;采用合理的注浆压力可以提高注浆填充效果,保证隧道结构安全;同时对比隧道变形预测值和实际监测结果,验证了有限元方法模拟地表注浆加固既有隧道过程的正确性和有效性。在分析注浆加固既有隧道的主要影响因素上,提供了一些规律性认识,可为类似工程的施工和设计提供指导。     

岩溶隧道帷幕注浆施工技术标准的探讨

探讨岩溶隧道帷幕注浆的起始标准和注浆结束标准。介绍根据隧道允许排水量制订帷幕注浆起始标准、注浆段的注浆结束标准 ;根据注浆终压、注浆量制订单孔结束标准。对单孔结束标准 ,根据工程实践 ,提出与以往不同的经验公式     

地铁双线隧道冻结施工期地表冻胀解析预测方法

隧道人工冻结施工期地层的冻胀现象会对工程周边环境产生不良影响,合理的地表冻胀预测方法对隧道冻结设计和施工具有重要意义。为此,针对地铁双线隧道冻结施工期地表冻胀问题,考虑土体结冰温度,同时假设冻结管管壁温度恒定,采用单管冻结理论与平板冻结理论求解冻结锋面半径解析解。进而基于随机介质理论,考虑冻结壁发展过程,分别建立地铁双线隧道冻结壁交圈前后地表冻胀的历时预测模型,并采用Maple数学软件编制相应的数值计算程序,结合工程案例开展准确性分析,通过对比验证该预测模型的准确性,同时说明地表冻胀位移分析中考虑土体结冰温度及冻结壁平均温度的必要性。最后,采用因素分析法,分析3种隧道埋深(6,12,18 m)和4种隧道净距(0.25D,1.0D,2.0D,3.0D)条件下地表冻胀位移的演化规律。结果表明,随着隧道净距的增加,冻土层中产生的冻胀叠加效应逐渐减弱,双线隧道中心线处地表冻胀位移最大值逐渐减小,其形态存在由“双峰”型向“单峰”型转换的过程;当隧道净距恒定时,随着隧道埋深的增加,地表冻胀位移整体呈下降趋势,隆起形态由“单峰”型转为“双峰”型,且隧道埋深对于地表隆起形态的影响程度大于隧道净距。研究...     

软土地层花管压密注浆的有限元模拟

在几何非线性有限单元法的基础上,考虑大位移大应变情形,采用修正剑桥模型对软土花管压密注浆进行了数值模拟和分析.注浆的过程被模拟成不断在注浆体和土体的边界面上施加均匀压力的过程.分析结果表明,从竖向位移等值线分布情况来看,注浆孔上半部分出现向上的位移,下半部分则为向下的位移,也就是说,压密注浆过程中注浆段上方将出现上抬现象,这与注浆实际情况是一致的.从地表各点竖向位移的变化情况来看,位移最大值出现在地表孔壁处,随着径向距离增加,地表各点竖向位移逐渐减少为0.     

真空灌浆技术在预应力混凝土中的运用

在后张预应力混凝土结构中,孔道中的灌浆是防止预应力筋锈蚀的重要防线。目前国内基本都采取压浆法进行孔道灌浆,该法容易造成灌浆不密实,从而导致预应力筋腐蚀,造成严重后果。介绍了真空灌浆技术的原理和主要技术特点,包括工艺流程及水泥浆设计等。     

地铁隧道下穿人行天桥注浆加固技术

北京地铁7号线湾子站—达官营站区间采用矿山法施工,并通过注浆加固措施成功实现暗挖隧道下穿人行天桥。文章简要介绍工程中注浆支护方案选择、后退式深孔灌注双液浆施工方法、后退式深孔全断面注浆施工方法,以及注浆检测与效果评价。     

地铁暗挖车站主体结构深孔注浆施工工艺及效果分析

结合北京地铁6号线西延田村站工程建设实践,对车站深孔注浆施工过程中所遇到的各类问题以及深孔注浆加固土体的效果等影响因素进行分析,得到针对于田村站类似砂卵石、粉细砂无水地层采用后退式深孔注浆施工工艺配合4分管注浆工艺的土体加固效果及影响因素,并提出后退式深孔注浆施工工艺配合4分管注浆工艺的注浆效果基本可以满足类似砂卵石、粉细砂无水地层现场土方开挖的要求。同时在注浆机械选型过程中应优先选择机械灵活且钻孔角度、高度调整幅度大的智能化注浆设备,且注浆浆液宜采用水泥-水玻璃双液浆与化学浆的混合液,并根据注浆效果,结合现场地层条件的变化,提出灵活调整孔位和注浆方法,及时地进行补注浆的建议措施,从而为今后在类似地层进行深孔注浆施工提供有益的借鉴和参考。     

广义宾汉流体水泥基浆液动水注浆及质量检测研究

裂隙突水灾害严重威胁隧道施工安全,注浆是解决裂隙突水灾害的有效手段之一。通过分析广义宾汉流体的水泥基浆液流型,建立平板单一裂隙动水条件下注浆扩散模型,构建应力只和变形速率有关、与时间无关的纯粘性流体本构方程;基于注浆扩散模型得出水泥基浆液断面的平均流速;由注浆孔边界和扩散边界条件,结合注浆孔压力和静水压力,推导出在逆水条件和顺水条件下浆液的扩散距离公式。根据依托工程实际制定裂隙注浆控制方案,并结合隧道检测手段对注浆效果进行验证。     

城市轨道交通盾构同步注浆国内外现状及发展

同步注浆工艺作为盾构施工中的重要环节,其注浆效果对盾构掘进中的沉降控制与及时包裹管片起到重要作用。针对壁后同步注浆的作用进行分析,系统总结同步注浆浆液类型与要求,对比分析3种常用浆液优缺点,结合工程实际需求探讨浆液需求及发展方向。统计国内已建35个地铁盾构施工案例,分析地铁施工采用盾构机类型及管片尺寸,简要分析盾构隧道同步注浆中的热点问题并展开讨论。研究结果表明:浆液种类需根据地层条件进行选取,国内盾构隧道施工过程同步注浆采用单液浆(惰性浆液、可硬性浆液)较多,盾构隧道施工同步注浆双液浆开始逐渐推广,国外盾构隧道施工同步注浆已逐渐向双液浆转变;壁后注浆准确探测与评价对于注浆效果的反馈与地层变形敏感地区至关重要,相关研究有待进一步加强;在含水量大于30%的地层、渗透性极高地层、软弱不均地层且周围近距离穿越建(构)筑物,对沉降控制要求较高的工程中,建议采用双液浆同步注浆施工或辅以克泥效特殊浆液进行施工。     

深孔注浆止水帷幕技术在地铁明挖车站中的应用

文章对北京地铁14号线某车站在深基坑土方开挖施工中应用深孔注浆止水帷幕技术进行基坑水处理施工的实例做了介绍,包括注浆孔布置、注浆加固设计参数、质量控制、注浆止水帷幕效果等。该项技术在北京地铁基坑降水施工中首次大面积应用,并取得了成功的经验。     

观音山隧道软弱围岩超前预注浆施工技术

结合工程地质概况,通过对地质雷达和超前水平钻探结果的分析,提出采用超前预注浆的加固方案,并从止浆墙的施作、超前预注浆的加固范围、注浆工艺过程等方面阐述了其施工技术,最后对注浆效果进行了检查评估,达到堵水和加强围岩稳定的目的,为今后类似工程的施工提供参考。     

盾构隧道同步注浆对管片上浮的影响分析北大核心

为分析广州地铁18号线沙西站—石榴岗站区间隧道同步注浆对盾尾管片上浮与受力的影响,建立考虑围岩随机裂隙分布的流固耦合数值模型。基于牛顿流体与宾厄姆流体推导管片壁后注浆压力分布解析解,通过将数值模拟获得的注浆压力与解析解对比,验证数值模型的适用性,并分析同步注浆作用下围岩和隧道结构的变形及应力特征。结果表明:所建的数值模型能较好地模拟同步注浆压力的分布;注浆对地层的初始位移场影响较大,导致整个隧道周围地层均表现为隆起;管片内外轮廓线的Mises应力与压应力差异较大,且分布形式正好相反。     

水平后退式注浆技术在高速铁路隧道穿越富水砂砾地层中的应用

为解决宝兰客专石鼓山隧道DK639+612.9处突水、涌水、涌砂、塌方等危害,在富水饱和砂砾地层施工中采用水平深孔后退式二重管注浆工艺,隧道开挖轮廓线外3 m范围内局部布孔注浆,封堵地下水和加固围岩,从注浆后检查孔检查及开挖过程中揭示情况,深孔后退式二重管注浆超前止水及加固围岩效果良好,能确保顺利、安全穿越富水饱和砂砾地层。在确保施工安全和质量的前提下,施工中创造了Ⅵ级围岩地段单月开挖支护40 m的进度指标,为富水饱和含砂砾层地段及类似地段高风险隧道的施工建设积累了重要经验。