砂卵石地层盾构多次下穿连拱桥稳定性分析

研究目的:砂卵石地层具有显著的弱胶结、高灵敏度、受扰动后自稳能力差等特点,在类似于这样的砂卵石地层进行盾构小净距多次下穿连拱砖桥的相关工程案例和研究较少。本文以成都地铁5、6号线隧道多次盾构下穿连拱桥为工程背景,运用三维有限元法分析砂卵石地层盾构隧道近接施工对连拱桥结构位移和内力的影响,并与地层注浆加固工况进行计算结果对比分析,从而为砂卵石地层盾构隧道修建技术提供理论指导。研究结论:(1)未经加固连拱桥在盾构多次近距离下穿下产生了较大的竖向、横向位移,最大位移值分别为3.92 mm和0.52 mm;桥墩的不均匀沉降及盾构隧道施工会引起拱桥结构的轴力、剪力和弯矩发生变化,拱桥内力最大值均出现在拱脚处;(2)对连拱桥基底及隧道周围地层进行注浆加固后,能够显著减小连拱桥的整体位移,桥体最大竖向、横向位移分别为2.96 mm和0.39 mm,比无加固工况减小了24.5%和25.0%,同时隧道多次下穿连拱桥对拱圈内力的影响也得到了控制,桥体拱圈轴力和剪力变化较小,弯矩值显著减小,降低了13.1%;(3)该注浆加固方法能够确保盾构隧道修建时连拱桥结构的运营安全,研究成果可为砂卵石地层盾构隧道修建技术提供理论指导。     

高速铁路大直径盾构隧道超近距离侧穿墩台独桩基础变形控制北大核心

针对广湛高速铁路(广州—湛江)湛江湾海底大直径盾构隧道超近距离连续侧穿湛江海湾大桥A匝道墩台独桩基础工程,提出了全方位高压旋喷桩加固+洞内注浆+布置临时支墩的变形控制方案。经数值检算将10 mm作为墩顶沉降控制值,能够保证既有结构安全。盾构通过时邻近的A3#、A4#桥墩均先隆起后沉降,且沉降起始时间在盾构刀盘通过之前,施工中应注意合理控制切口压力。采用全方位高压旋喷桩加固后,桥桩与周边地层固结为一体,有利于减小地层沉降,进而控制桥墩沉降。经现场监测,穿越期间桥墩累计沉降最大值为0.71 mm,满足变形控制要求。     

盾构下穿流塑状残积粉质黏土地层扰动规律研究

为了揭示盾构下穿流塑状残积粉质黏土地层扰动规律,依托长沙市地铁1号线黄兴广场站~南门口站区间隧道工程,采用FLAC3D构建盾构下穿流塑状残积粉质黏土三维数值模型,探讨盾构下穿流塑状残积粉质黏土地层和加固处理后的地层施工对地表沉降及地层变形规律的影响。研究结果表明:盾构区间采用旋喷桩加固时,其地表沉降值及沉降槽宽度相比原状土区域(即未经过旋喷加固区域)均有较大幅度的减小。可见,采用旋喷桩加固对流塑状残积粉质黏土地层加固效果明显。     

地铁盾构隧道下穿既有铁路变形控制研究

盾构隧道下穿既有铁路线路会造成铁路线路沉降变形,影响列车的正常运行。基于此,在某实际工程的基础上,对地基加固、盾构下穿过程中铁路线路沉降情况进行监测分析。结果表明：旋喷桩加固注浆施工对铁路线路影响很小,当旋喷桩加固施工完成后,主加固区施工对铁路线路影响较大;地基加固对盾构下穿时铁路线路变形控制有较好效果,隧道穿越施工期间,路基最大沉降量为36．52mm,轨面最大沉降量为15．88mm,满足规范要求。     

地铁基坑下穿城际铁路高架加固措施研究

以深圳地铁 12 号线和平站主体基坑下穿穗莞深城际铁路高架为项目依托,通过 midas GTS NX 建模计算,分别对无加固措施、30# 与 31# 桥墩处设置隔离桩措施、桥墩与车站主体围护结构之间采用旋喷桩土体加固措施,以及结合隔离桩与旋喷桩土体加固措施等 4 种工况下地连墙与基坑两侧桥墩的水平位移进行研究。经施工现场反馈,钢支撑伺服系统控制基坑地连墙水平位移与桥墩水平位移效果明显。研究表明,采取隔离桩与旋喷桩土体改良加固措施,地连墙与两桥墩最大水平位移均最小,满足规范要求;旋喷桩加固土体对控制两桥墩水平位移效果显著,在各工况下两桥墩侧地连墙与桥墩水平位移基本一致;结合隔离桩与旋喷桩土体加固更适用于已运营的城际铁路高架下基坑开挖。     

高压旋喷桩联合袖阀管注浆加固法下盾构隧道施工过程路基沉降影响分析

以福州地铁1号线下穿福州火车站铁路工程为依托,应用有限元软件MIDAS/GTS建模并分析地基不加固、仅采用高压旋喷桩加固、仅采用袖阀管注浆加固、高压旋喷桩联合袖阀管注浆加固4种施工方案控制路基沉降的效果。试验及计算表明,高压旋喷桩联合袖阀管注浆加固地基方法能发挥高压旋喷排桩隔水和袖阀管注浆加固地基提升土体强度的优势,可减少沉降50%,是改善复杂地质条件地区盾构隧道施工中路基产生过大变形的有效方法。     

旋喷桩与袖阀管注浆在桥梁桩基加固中的应用

长沙市地铁盾构隧道下穿新中路立交桥,MIDAS有限元分析结果表明,若不采取加固措施桥梁桩基沉降可达5 cm。采用旋喷桩与袖阀管注浆相结合的方式对盾构隧道影响范围内52座桥梁桩基进行加固,介绍旋喷桩加固及袖阀管注浆加固的原理、工艺流程和参数选取。所选用的加固方案施工方便、快捷,成本较低。监测结果表明,加固后避免了桩基的不均匀沉降,整体沉降控制在允许范围。     

地铁盾构隧道下穿既有高铁桥数值模拟及实测施工影响分析

为研究地铁盾构隧道下穿既有高铁桥引起的地面建(构)筑物沉降机理及施工方案的合理性，以广州地铁18号线下穿广深港高铁桥为例，采用三维有限元分析软件MIDAS-GTS对盾构隧道开挖的全过程进行数值模拟，研究由地铁盾构隧道下穿高铁桥造成的地面沉降及桥桩变形影响。同时，将桥墩墩顶位移及地铁隧道结构变形的现场监测数据和数值模拟结果进行对比分析，研究了造成二者差异的主要因素。研究结果表明：场地工程地质条件良好且围岩自支撑能力强，采用盾构法直接下穿沙湾水道特大桥，在采用隔离桩加固措施后，桥桩沉降及其水平变形均在可控范围内；盾构施工对桥梁桩基的附加内力较小，既有桥梁的结构刚度能满足其抵抗变形的要求；区间地铁与桥梁桩基净距较大，同时地层情况以中风化粉砂质泥岩为主，当采用隔离桩加固措施后，区间地铁开挖对桥梁影响较小；桥墩最大实测沉降是其数值计算结果的1.15倍，监测结果与数值模拟结果保持了较好的一致性。     

盾构掘进对邻近拱桥结构受力影响的数值分析

以成都地铁区间盾构隧道工程为对象,采用三维有限元方法研究了盾构掘进对临近拱桥结构内力的影响.研究结果表明,在临近隧道侧的拱脚处,盾构的掘进使得拱桥结构的轴力、剪力和弯矩产生显著变化,这种变化不仅在盾构隧道施工期间出现,而且在整个隧道贯通后也会出现,它与各桥墩之间的相对沉降密切相关.拱桥结构内力的改变大大降低了锦江大桥上部结构的稳定性,故建议在施工中对锦江大桥采取一定的保护措施,并对拱脚等部位加强监控量测.     

急转弯盾构隧道近穿既有桥梁影响研究

为探究大曲率盾构隧道在急转弯过程中对邻近桥梁的影响,以上海某急转弯隧道穿越桥梁工程为背景,基于Midas数值模拟软件,建立急转弯隧道近穿桥梁三维数值模型,分析急转弯隧道施工对桥梁桩基的影响,并结合现场施工方案,分析所采用地层加固措施对减小桥梁沉降变形控制效果,主要结论如下：(1)受盾构隧道近穿既有桥梁影响,地表沉降槽宽度为3.44D(D为隧道直径);在盾构穿越桥梁时对地层扰动最大,地表累计沉降量占最大沉降量的90%。(2)盾构近接既有桥梁,桩身变形主要以Y向(纵向)变形为主,在盾构穿越桥梁时,桩身倾斜变形量最大。(3)采用MJS工法对土体进行加固之后,地表沉降量、桥梁桩基水平位移量大幅降低,从数值模拟结果看,桥梁沉降变形减小38%,隧道结构上浮量减小79.5%。