注双液浆在隧道止水稳固围岩中的应用

介绍河卡山隧道止水、固结、稳定围岩注双液浆施工,并重点阐述注水泥-水玻璃双液浆施工工艺.     

盾构隧道管片壁后注浆厚度对隧道抗浮影响研究

在富水粉砂土地层中,地震液化作用易引起盾构隧道管片上浮,进而导致隧道结构破坏。文章通过振动台模型试验与数值模拟相结合的方式,研究了盾构隧道采取壁后注浆措施前后周边液化地层的动力响应,揭示了盾构隧道的主要破坏模式为液化上浮。在峰值加速度保持不变的情况下,采取壁后注浆的方式虽然不能明显缓解地基土的液化趋势,但可以显著降低模型隧道的上浮位移量。数值模拟结果与试验结果表明:砂土液化最先发生在地表及浅层土体处,随着模型深度的增加,砂土的液化程度逐渐降低,即增加隧道埋深有利于降低隧道液化程度。壁后注浆体通过与隧道结构形成整体,间接增大了上覆有效压力,能够抵消地基液化产生的上浮力。对于直径为6.2 m的盾构隧道,通过管片二次注浆孔进行注浆加固,浆液渗透半径达到1.0 m以上将能产生非常明显的抗液化上浮效果。     

盾构隧道同步注浆技术

随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构法施工技术也逐步趋于成熟和完善.文章结合工程实际,就盾构隧道同步注浆技术进行了探讨.     

壁后注浆对大直径盾构隧道劣化的影响

大直径盾构越江隧道的错台、破损和渗漏之间没有直接的联系,但若注浆量较大容易导致压注点附近较大的错台。结合上海延安东路隧道北线修复工程,针对隧道壁后注浆层厚度、错台、破损和渗水情况进行对比分析,找出了相互间的内在关系;提出了隧道施工中需要注意的问题。这对今后同类型隧道施工具有参考价值。     

盾构隧道管片接头荷载试验研究

某一大型隧道拟采用盾构法施工,初次衬砌设计为预制钢筋混凝土管片,由于管片接缝的刚度与强度的取值还无现成理论可依,设计中需通过接头荷载试验来确定.文章重点对预制管片接头荷载试验方法和典型试验结果进行了介绍和初步分析.试验研究内容包括接头的受力、变形及破坏过程;接头强度的定量评价;接头端肋、侧肋、连接螺栓等各部分的强度匹配情况的研究等.     

盾构隧道施工中同步注浆新材料的实验研究

位移的大小是综合控制盾构工法的主要参数之一，盾尾间隙引起的地层损失在总的地层损失中所占比例较大，而减小盾尾间隙及其引起的地层损失较为成熟的方法，是在盾尾后部注浆以填充盾尾的间隙，本文就是从注浆材料出发，将不同注浆材料对地面沉降的影响加以对比研究。     

盾构隧道新型衬砌结构设计参数试验研究

盾构隧道衬砌结构由管片和接头组成,接头的形式直接影响盾构隧道的整体力学性能。上海轨道交通18号线盾构隧道新型衬砌结构环间采用新型插入式快速接头,块间采用新型滑入式快速接头。针对错缝拼装的新型衬砌结构,分别进行了整环足尺试验,介绍和分析了新型衬砌结构的受力性能;通过计算给出不同埋深、不同侧压力、不同纵向力下修正惯用法设计计算参数的取值。     

采用声纳技术检测隧道管片壁后渗流的试验研究

地下水渗流检测一直是地铁隧道工程领域的难题。文章以佛山地铁2号线南-湖区间盾构隧道施工为背景,采用三维流速矢量声纳技术,首次开展了国内管片壁后渗流声纳检测现场试验。通过对不同泥水舱压下不同点位进行检测,并对管片壁后渗流场分布形态进行拟合成像和数据分析,确定了壁后渗流位置;通过对比注浆前后地表沉降量及沉降速率变化情况,验证了采用声纳技术检测隧道管片壁后渗流的可行性及可靠性。     

盾构隧道管片接缝密封垫气密性提升试验研究

基于Roth模型建立的密封垫接触面气体泄漏模型,研究盾构隧道管片密封垫表面粗糙度与气密性的关系。采用渗氮、激光强化和超声波抛光改善管片弹性密封垫成型口模表面粗糙度,进而改善挤出成型密封垫的表面质量,并进行试验验证。研究表明:气体泄漏率能作为密封垫防气能力的评价指标;口模抛光后制造的密封垫摩擦系数比未抛光口模制造的密封垫摩擦系数降低7%～9%,摩擦系数减小能有效降低密封垫装配时发生的形变;抛光口模挤出的密封垫比未抛光口模挤出的密封垫有更好的防气能力,其防气性能提高10%左右。     

双车道公路盾构隧道管片合理分块型式研究

文章以双车道公路盾构隧道为例,设计了三种不同分块型式的管片结构,并采用梁-弹簧模型模拟装配式管片结构,借助于有限元法分析了在不同拼装方式下管片结构的力学特性;通过对内力和变形的分析比较,并综合考虑设计、施工及其造价等因素,认为在最不利荷载作用下的管片结构宜采用10块分块型式;管片结构的正负弯矩值相差很大,故宜将内外两侧的钢筋分开进行配筋设计。     

软土地层盾构隧道长期沉降离心试验研究

目前建设于软土地区的盾构隧道在长期服役过程中出现了较大的沉降及差异沉降,影响了管片的结构性能及运营安全。为研究软土地层中盾构隧道长期沉降规律,文章以佛山市轨道交通3号线为工程背景,通过离心模型试验研究盾构隧道在不同厚度的软土地层中长期沉降的发展规律以及隧道周边地基土加固对长期沉降的影响。结果表明:隧道下卧土层性质越差且厚度越大,隧道的长期沉降量越大,长期沉降发展时间越长;同时,隧道埋深较大也会使长期沉降量增大;隧道长期沉降和地表变形都会随地基土加固深度的增加而减小,但减小幅度会逐渐降低,加固深度为3 m,6 m和穿透软弱层时,隧道最终沉降量分别减少了16.7%,30.2%和41.3%,隧道正上方地表变形分别减小了25.4%,44.9%和66.3%。     

越海泥水盾构隧道泥浆流变特征试验研究

针对目前不同因素作用下海水泥浆流变特征及流变方程不明的问题,选取两种典型的增黏剂开展一系列室内流变试验,探究不同增黏剂含量及环境温度对海水泥浆流变参数的影响规律,并从微观层面揭示泥浆流变参数变化机理。结果表明：相较于羧甲基纤维素钠（CMC）,同等含量的增黏剂聚阴离子纤维素（PAC）具有更好的海水泥浆流动性增强效果,可显著提升泥浆黏度和物理稳定性,含0.4%PAC、12%钠基膨润土的海水泥浆的黏度有较大程度提升;不同PAC含量下海水泥浆流动模式均符合幂律模型,且随温度的升高,其稠度系数k和流变指数n分别呈下降和增加趋势;微观角度上,增黏剂分子链上的羟基与膨润土颗粒之间相互作用形成分子内氢键,是增黏剂起到增强泥浆流动性作用的主要原因。     

考虑盾构隧道壁后间隙与注浆分布模式的地表沉降随机预测方法

盾构隧道施工中的壁后间隙、注浆分布模式、开挖面土体变形是影响地表沉降的三个主要因素,而这些因素又与地层条件和施工工艺密切相关,但现有研究中对这些因素量化分析的成果较少。文章基于随机介质理论,将上述三个影响因素分别用等效间隙量Δ1、等效间隙分布角α和负土体损失量Δ2来表示,推导出了盾构隧道施工中三维地表沉降预测公式,并将计算参数Δ1和α对地表沉降的影响进行量化分析;同时,根据实际工程中的沉降监测数据对参数取值进行反演分析,得出了盾构隧道施工中预测地表沉降的三维解。将文章提出方法的计算值与实测沉降值、修正Peck公式的计算值分别进行对比发现,该方法能更真实地预测实际地表沉降的大小和分布特征,证明了提出方法的合理性和反分析参数的可靠性。     

盾构隧道同步注浆材料外加剂黄原胶的研究与应用

盾构同步浆液由于凝固时间较长,浮力长期存在,直接导致组成隧道的管片错台、破损和隧道超限等问题,影响到地铁隧道的验收与运营。文章分析了管片上浮作用机理,提出了同步浆液对管片的广义浮力及广义浮力密度概念,通过在同步浆液中加入黄原胶,取代常规同步浆液中的膨润土,极大提高了同步浆液的假塑性。通过简单的试验计算分析得出:加入黄原胶的新型同步浆液静置10 min,由于其特有的假塑性比常规同步浆液对管片的广义浮力降低许多,甚至广义浮力接近为0。通过成都地铁某盾构区间隧道实际应用表明:添加黄原胶的新型同步浆液有效填充了管片与开挖面之间的间隙,基本解决了盾构隧道上浮的难题。     

高水压盾构隧道管片接缝防水可靠性试验研究

盾构隧道管片衬砌防水至关重要,而在东亚地区大部分盾构隧道都采用单层衬砌,由于没有内衬,则弹性密封垫的可靠性变得更为关键.作者以南京市纬三路过江隧道工程为依托,研制了全新的高水压、全自动三向加载防水性能试验系统,并运用工程实际1∶1的弹性密封垫和混凝土试件,进行了多组密封垫装配力及一字缝、T字缝防水性能试验,从而研究优化出了性能、结构优异的三元乙丙橡胶弹性密封垫断面形式.试验结果表明,密封垫装配力与其防水性能存在很大程度上的相关性;密封垫的硬度、沟槽填充率在不同程度上对密封垫防水性能有直接影响.     

超载工况下盾构隧道结构承载能力的试验研究

针对地面大量堆载会对隧道结构的正常运营与安全使用产生严重影响,进行了超载工况下盾构隧道结构承载能力的足尺试验研究,试验结果表明：试验荷载位移曲线呈现弹塑性,在加载开始阶段,荷载位移曲线基本呈线性上升;当接缝受压区混凝土跨过螺栓位置后,接缝受力机理变化,使得接缝刚度下降,结构整体刚度降低;最终管片接头混凝土受压破坏,整体变形呈现“横鸭蛋”形,顶底相对位移153mm。     

复合地层盾构隧道泡沫改良碴土试验研究

盾构长距离穿越复合地层时,会出现喷涌、刀盘结泥饼、刀盘扭矩过大、刀具磨损严重等施工问题。文章通过自制泡沫发生装置,进行了泡沫改良碴土试验,分析了不同泡沫注入率下全风化、复合、强风化地层碴土的各项物理参数变化情况。试验结果表明:注入泡沫可有效降低碴土的渗透性系数、粘聚力和内摩擦角;使用注入率为20%的泡沫处理改良碴土,其渗透性系数可降低至10-6m/s,满足盾构隧道施工的抗渗要求;盾构掘进强风化土、复合土、全风化土时,满足理想状态下土体"塑性流动"要求的最优泡沫注入率分别为30%,10%和10%。     

福州地铁过江通道泥水盾构弃浆在壁后注浆材料中的再利用

采用泥水盾构掘进隧道会产生大量的废弃泥浆,其处理和运输不仅需花大量的费用,还有可能产生严重的环境污染问题。基于此,文章以福州地铁厚庭—桔园洲区间隧道泥水盾构下穿乌龙江施工为例,研究了利用泥水盾构废弃泥浆配制壁后注浆材料的可行性,采用正交试验对影响砂浆性质的水胶比、粉灰比、砂胶比、泥浆比重4个因素进行了综合优化,并探讨了它们对壁后注浆材料的影响规律。结果表明:(1)水胶比和泥浆比重是影响壁后注浆砂浆稠度、流动度和泌水率的主要因素;(2)水胶比和粉灰比是影响其凝结时间的主要因素;(3)水胶比、胶砂比和泥浆的比重是影响砂浆密度的主要因素;(4)通过控制泥浆比重和水胶比可以配制出工作性能和强度性能良好的壁后注浆材料。     

盾构隧道管片裂缝开展规律数值试验

管片裂缝会影响盾构隧道衬砌结构性能。为研究管片裂缝开展规律,文章以西安地铁某区间隧道涌水事故导致管片裂缝病害为背景,利用ANSYS软件SOLD65单元建立三维非线性模型,分析管片裂缝开展规律。结果表明:(1)无空洞条件下,荷载小于2倍设计值时,管片无裂缝;当荷载位于2.5倍设计值和4倍设计值之间时,裂缝数量逐步增加,裂缝数量与荷载关系近似呈s曲线;(2)依托工程空洞条件下,当施加设计荷载时,出现偏压现象,随着荷载增大裂缝开展较快,当施加荷载达到2.7倍设计荷载时,裂缝急剧增加,裂缝分布不对称,空洞周边裂缝密集,大于3倍设计荷载时,结构失稳破坏。文章研究结果可为病害处治提供理论依据,为类似工程提供借鉴。