淤泥地质大坡度盾构管片病害分析及预防技术

鉴于盾构管片尚存在开裂、破损、错台等问题,管片安装成型质量一直是备受关注的问题之一,在淤泥地质尤其要予以重视。针对某工程淤泥地质盾构管片安装施工中成型质量问题,通过对管片病害的统计分析和表现形式阐述,分析了淤泥地质大坡度盾构施工过程中管片错台和破损问题的原因,基于浮力计算和上浮量监测数据,提出了控制管片受压不均、管片上浮和分区压差等技术措施,实践证明所采取的措施是可行、有效的,可为今后类似大坡度盾构隧道在淤泥地质施工提供参考。     

武汉地铁通用管片楔形量研究

盾构隧道通用管片简化了模板设计,施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量,通用性强。武汉地铁4号线一期工程为了便于统一供应管片,盾构区间设计采用通用管片,根据线路平面和纵断面设计条件,研究了采用不同楔形量通用管片对应的线路拟合误差分布情况,并根据分析结果优选出该线通用管片楔形量的合理取值。     

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。     

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。     

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。     

基坑开挖引起的下方地铁隧道管片刚度加强抗浮技术研究

以往研究发现地铁隧道管片等效刚度对上方基坑开挖引起的土体上浮密切相关,地铁隧道管片等效刚度越大,其结构本身的抗弯曲变形能力越强,则隧道上浮变形就越小。基于对这个理论认识,本研究从增加地铁隧道管片刚度角度出发,研究基坑开挖过程中的隧道抗浮措施。     

盾构隧道近接施工对既有市政隧道的影响分析

以双线盾构隧道下穿既有市政隧道施工为研究对象,在有效模拟盾构施工顶推力和脱环瞬间应力释放的基础上,考虑土体、既有结构、盾构机体、新建结构多体的相互作用,研究了单线和双线贯通对地层变形、既有隧道内力和变形、围护桩变位以及盾构隧道自身内力的分布特征。研究表明：盾构下穿时,既有矩形市政隧道水平向附加拉应力主要出现在隧道底板,竖向最大附加拉压应力出现在两管盾构隧道中心上方隧道边墙底部位置;在盾构隧道正常施工条件下既有隧道是安全的。     

盾构隧道近邻建筑物桩基的相互影响分析

以某城际轨道交通盾构隧道工程为背景,建立了盾构隧道近邻建筑物桩基的二维有限元分析模型,对盾构近邻穿越建筑物桩基时桩基与盾构隧道结构的相互影响进行了分析。建筑物桩基的存在对盾构隧道的受力有不利影响,而桩体的存在对盾构引起的变形有隔离作用。通过隔离桩的设置可以达到降低建筑物沉降与倾斜的作用,并对隔离桩桩径进行了分析。     

地下工程管片预埋槽道的相关试验研究

参考螺栓等其它类似的试验检测方法,通过抗拔性能试验、抗剪性能试验、堆载法静载试验,测试盾构隧道管片预埋槽道的抗拔及抗剪性能、疏散平台结构和接触网架结构的承载能力。既可作为预埋槽道质量的评价依据,又可为预埋滑槽等相关技术的推广应用积累经验数据。     

越江盾构隧道纵向受力及变形分析研究

以某越江盾构隧道工程为背景,采用三维梁-弹簧模型对水位变化、河床冲刷等不同情况下盾构隧道的纵向受力及纵向变形进行数值模拟,并对数值计算结果进行了分析。分析可知,纵向上的沉降主要发生在地质条件变化处、地形条件突然变化处以及盾构隧道与竖井的连接处。探讨了盾构隧道与竖井的不同连接方式对于隧道纵向内力及变形的影响,并进行了对比分析．根据分析结果提出采用柔性连接的建议。     

长江隧道衬砌结构地震响应的三维数值分析

以武汉长江隧道为工程依托,运用Ansys软件对盾构隧道在水平、竖向双向耦合地震作用下采用3种不同衬砌材料的地震响应进行三维数值模拟,分析这3种工况下隧道衬砌结构的不同部位上应力和位移的分布状况,探明了盾构隧道在地震作用下衬砌结构的动力响应规律,找出了衬砌结构的受力最薄弱部位,研究可对盾构隧道的抗震设计提供理论参考。     

长江隧道盾构始发端头冻结加固施工技术

盾构始发施工事关隧道施工成败,软土地层盾构始发施工难度及风险大大高于其他地层。南京纬三路过江通道N线盾构始发施工采用端头冻结加固技术取得了良好的效果。详细阐述了盾构隧道始发端头冻结加固法设计、施工关键技术及施工效果,可供类似工程借鉴。     

桥台填土对下卧地铁盾构隧道影响研究

以深圳月亮湾立交改造工程为背景,通过采用理论分析研究桥台填土引起的地铁盾构隧道附加荷载,并采用数值模拟研究桥台填土引起的盾构隧道附加变形。研究表明,当桥台填土采用轻质混凝土时,填土引起的地铁隧道附加荷载与变形均满足地铁盾构隧道保护要求。     

盾构隧道衬砌结构接头处刚度削弱效应的试验研究

基于某地下铁路工程盾构施工试验段管片衬砌结构的弹性模型试验,研究正常工作状态下衬砌结构纵向接头处在拱顶弯矩作用下的抗弯能力。得出不同螺栓预紧力作用下管片接头抗弯刚度的削弱系数,给出弯矩与接头变形能力和管片接头局部范围内的应力一应变关系曲线。为衬砌结构的优化设计提供参考。     

多用途组合式盾构门式起重机

隧道盾构工程对盾构起重机的起重量和起升高度的要求越来越高。为解决盾构起重机运输和安装困难问题,设计了分段式多组合的盾构门式起重机,具有轨下起升高度大、可分段运输、拆装方便、操作简单等特点。该机型适应性强,一机多用,可应用于运输道路狭窄的常规城市隧道盾构工程和大深度海底盾构工程的盾构机安装,可提升盾构工程的施工效率,节约成本。     

盾构掘进对既有桩基影响的数值模拟

为研究盾构施工对桥梁桩基的影响,基于ANSYS软件,建立了盾构近距离穿越既有桥梁桩基的三维有限元模型。数值模拟结果表明,盾构施工会引起地层产生较为明显的位移,根据与隧道相对深度的不同,竖向位移可分为沉降与回弹;隧道周围土体有向隧道变形的趋势,使得桩体产生垂直于隧道的水平位移;开挖面支护压力对桩体平行于隧道方向的位移产生主导影响,施工中取稍大于静止土压力的支护压力是比较适合的。     

基于FLAC3D土舱压力波动对盾构隧道开挖的影响研究

土压平衡盾构掘进施工中,土舱压力的变化对于控制盾构施工对周围环境的影响很大。在盾构隧道的施工中,开挖面处土体的土压力值与土舱压力不相等,两者间存在一定的压力差,以保证土体顺利进入土舱,而随外界环境、岩土性质的变化,土舱压力是会发生波动的,从而使土舱压力会给施工过程中地表的沉降、围岩的应力重分布和衬砌内力的变化带来的影响都是值得考虑的。本文基于FLAC3D平台,采用Box-Muller方法结合MATLAB软件形成波动的土舱压力,研究在土舱压力波动时对盾构隧道开挖过程的影响。结合某地铁线盾构隧道开挖的工程实例,研究土舱压力在波动时对盾构隧道施工过程中隧道地表沉降、围岩应力重分布以及衬砌内力的影响,为今后盾构隧道的施工提供一定的理论支撑。     

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。     

盾构隧道斜穿管群的数值模拟与实测分析

文中以地铁盾构下穿污水管线的工程为背景,通过ABAQUS对盾构机多次下穿污水管群进行了计算、分析,充分考虑了隧道、管线、土体三者之间的相互作用。通过数值软件对盾构隧道下穿污水管群的动态过程进行模拟,得到了管线和地表的沉降。并与现场实测的结果进行了对比,发现两者的数据有较好的吻合,由此验证了数值分析的合理性和可靠性。同时得到了盾构隧道斜穿管群的一些基本规律,对于以后的工程有借鉴意义。     

地铁盾构施工与隔离桩施工对既有桥梁桩基影响的对比分析

为保证在地铁施工过程中邻近既有桥梁的安全,在地铁施工前,应对桥梁桩基进行主动防护,在隧道与桩基间布设隔离桩。以南京城轨线盾构隧道近距离下穿京沪高速铁路桥梁桩基的实际工程为背景,采用有限元软件Abaqus建立三维有限元模型,对比分析了隧道盾构施工与隔离桩施工时对既有桥梁桩基的影响。分析结果表明：采用隔离桩主动防护技术,极大减少了盾构对桥梁桩基的扰动作用,保障了在地铁施工过程中桥梁结构的安全性。