盾构穿越始发段土体加固区时土体沉降扰动分析

在整个盾构的掘进施工过程中,其始发段施工是事故频发的危险区段。为此,以武汉市地铁江汉路到积玉桥越江段施工为背景,选用FLAC3D软件对盾构穿过始发段全过程的土体扰动规律进行分析。数值仿真分析结果表明:在始发阶段盾构经过土体加固区时,土体横断面沉降槽呈现正态分布规律;将土体加固后,加固区的地表沉降很小,表明加固区土体受到的盾构施工扰动效应较非加固区明显减小;盾构中部通过加固区和非加固区分界面时地表沉降增加速率最大,盾构机前部和尾部通过时地表沉降增加的速率较小;盾构掘进过程中非加固区土层的沉降槽均呈现正态分布,盾构掘进主要影响盾构开挖洞口横向两侧18~22 m范围内土体,以及纵向15~20 m范围内的土体。     

大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性

研究目的:在盾构始发阶段,由于覆土浅、地层自稳能力差,地层扰动引起的危害已成为不可忽视的问题。基于此,本文以京张高铁清华园隧道工程为背景,依据始发段实际加固方案及现场监测得到的始发段掘进参数,采用有限差分法建立三维泥水平衡盾构隧道数值模型,通过分析始发施工过程中隧道周边地表土体位移,并与现场实测进行对比,研究大直径盾构浅覆土始发段地层位移变化特征。研究结论:(1)数值计算与现场监测结果得到的土体位移规律基本一致,验证了本文盾构法施工数值模拟计算方法的工程实用价值;(2)由于始发竖井端头进行了高压旋喷桩加固,相应的地表沉降明显得到控制改善,印证了加固方案的有效性;(3)得到了大直径泥水盾构浅覆土始发土体变形规律:隧道轴线上方土体的沉降位移最大,为20 mm,两侧逐渐减小,两端呈现轻微上拱趋势,隧道周围土体有向洞室挤人运动的趋势;(4)该研究成果可为类似大直径盾构浅覆土始发工程提供参考。     

双液注浆法在盾构下穿建筑物基础时的应用效果研究

郑州市轨道交通5号线农业东路站—心怡路站区间盾构隧道穿越郑河小区1号楼需截断建筑物基础下方地基中部分水泥搅拌桩。因建筑物基础埋置较深且盾构隧道在地下水位以下,在基础底部注浆难以达到较理想的效果;基础托换工程量大,造价高,故将双液注浆法引入本工程。采用常规措施时盾构隧道下穿引起的建筑物沉降数值模拟值为5. 9 mm,不满足位移控制要求,而采用双液注浆法建筑物沉降实测值为3. 6 mm,满足位移控制要求。双液注浆法能够在盾构机周围形成一道密封不透水环,可有效减少施工过程中的渗水量,使施工安全进一步得到保障。     

数值分析结合自动化监测技术在地铁下穿工程中的应用

为确保地铁双线盾构隧道长距离平行下穿既有建筑物的安全,采用FLAC3D有限差分软件建立模型,获得施工过程中地铁盾构隧道所引起的该建筑结构的变形规律及影响范围,并提出针对性的监测方案。结果表明:(1)根据理论计算及实际监测,盾构隧道施工对既有建筑结构的影响范围为隧道上方及两侧20 m横向范围,因此应对该范围内的建筑结构进行重点监测;(2)为降低由于盾构施工造成的地层损失,及时对区间下穿既有建筑段下方隧道拱部管片外侧地层进行二次注浆加固很有必要,通过监测可知,该建筑结构最大绝对沉降值约为9.5 mm,最大差异性沉降值为10.5 mm,均满足评估单位给出的安全指标;(3)采用自动化监测手段,实时掌握建筑物的变形数据,通过调整盾构推力、土仓压力、掘进速度等掘进施工参数,最大程度降低对既有建筑结构的扰动。     

砂卵石地层新建隧道近距离上跨既有盾构隧道施工技术研究

以北京地铁新机场线新发地站～草桥站区间隧道为工程依托,介绍了砂卵石地层新建隧道近距离上跨既有盾构隧道的施工技术。暗挖区间隧道施工时,需要破除竖井井壁,为避免该处土体失稳,竖井结构施工时,需要提前对马头门位置处土体进行预加固处理。暗挖区间上导洞施工分为4个小导洞施工,需要采取适当支护措施,减小群洞效应。上导洞除拱部采用预注浆加固外,在洞内施作洞桩,并通过冠梁将洞桩连接,为二衬扣拱提供支撑。在竖井内暗挖区间隧道底部施作大管幕,下导洞开挖时提前施作预应力锚索,与管幕共同发挥作用,主动控制了既有隧道变形。监测数据表明,镇国寺北街地表下沉最大值为18 mm,既有线上浮最大值为1.27 mm,均满足控制要求。本施工技术为砂卵石地层重叠隧道施工提供了有益的工程经验。     

深港隧道下穿运营地铁和商业街地层沉降控制技术

介绍广深港客运专线深港隧道下穿深圳地铁1号线、地下商业街工程,综合应用拱部高压水平旋喷桩、长管棚、超前深孔预注浆作为隧道超前支护,采用洞桩法施做钻孔灌注桩和桩间咬合旋喷桩作为隧道两侧的围护结构,CRD法开挖和支护,以及施工过程实时监控量测,及时反馈、指导施工,通过小导洞对隧道上方地层实施加固补偿注浆,分层分部位加固土体,精确控制沉降,确保隧道上方建筑物的结构安全和地铁运行安全。     

粉质黏土层大直径泥水盾构掘进地层扰动分析

针对盾构机在粉质黏土层中推进引起的地层扰动进行分析尤为重要。以新建京张高铁JZSG-1标段清华园隧道2号～1号盾构区间为例,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究大直径泥水平衡盾构隧道穿越粉质黏土层引起的地层扰动,得到土体横向水平位移及地表沉降的变化规律。需对横向1.5D范围内地表及建(构)筑物进行地层加固、加强监控量测;在盾构掘进过程中,应根据沉降数据实时调整盾构掘进参数及加固方案,以期更好地控制地表沉降。针对掌子面释放系数和注浆层软化模量进行参数分析数值计算,提出地表沉降的有效控制方法,在条件允许情况下适当提早管片的拼装及适当加快注浆层的硬化速度,可有效控制地表沉降。     

地铁浅埋群洞施工工序与关键技术

广州地铁2号线越秀公园站车站中部为暗挖分离式、假岛武站台,两端为明挖3层结构,站厅层和站台层采用斜通道相接,结构型式独特.利用明挖段作为暗挖的施工作业面,施工的转换复杂、工序多.暗挖隧道为浅埋、大跨、动载以及在软弱地层条件下修建的群洞,施工来件困难.提出了群洞施工的合理工序.施工的关键技术是减小对夹持土体的扰动以及对土体的加固,可采取拱部长管棚超前支护、中间土体进行注浆加固、设置锁脚锚杆或加大拱脚喷混凝土厚度等方法.     

地铁叠线隧道盾构掘进对地表沉降影响研究

研究目的:地铁叠线隧道由于掘进过程中上下线相互影响且大部分埋深较浅,其对地层的扰动相比常规隧道更为剧烈。本文以佛山地铁3号线某区间叠线隧道为工程背景,利用数值模拟软件建立有限元模型,研究叠线隧道掘进过程中横剖面上土体移动规律以及地表沉降规律,并探讨掘进面压力以及注浆压力对地表沉降的影响,从而为现场选择合理的地铁叠线隧道盾构掘进施工参数提供理论依据。研究结论:(1)叠线隧道掘进引起的地表沉降具有叠加效应;(2)上线隧道掘进时会引起下线隧道的上浮;(3)浆液处于软化阶段时,地表沉降会急剧增大,从注浆到浆液硬化,这一过程对地表沉降的贡献约40%;(4)增大盾构机掘进面压力以及注浆压力可以有效减小地表沉降,但当注浆压力大于200 k Pa时其作用不再明显;(5)本研究结论可为叠线隧道盾构施工时控制地表沉降提供理论指导。     

盾构机正穿人行天桥施工技术

结合郑州市轨道交通1号线一期工程会展中心站～黄河东路站盾构区间通过人行天桥实例,阐述中原地区黄河泥沙於沉地层中盾构机穿越人行天桥建筑物一级风险源多层次、立体式施工措施。盾构机正穿人行天桥时采用的掘进参数控制、桥梁加固、隧道二次补浆及地面注浆的方法,使得人行天桥沉降得到很好的控制,可为以后类似施工提供借鉴与参考。     

富水砂层盾构渣土改良技术

在富水砂层中选择土压平衡盾构机掘进施工,对渣土改良有更高要求和难度。北京地铁6号线东部新城站~东小营站间地质构造为典型的富水砂层,结合该工程采用土压平衡盾构施工的成功案例,对富水砂层渣土改良技术加以总结,为以后类似工程提供经验。     

超大直径盾构出井吊装对工作井影响研究

以济南黄河隧道南岸接收工作井盾构机出井吊装为工程背景,借助有限元分析软件,重点分析东线隧道贯通及吊装施工对黄河隧道南岸工作井的变形及受力影响。结果表明:(1)东线隧道贯通时,地连墙最大水平位移为-1.13 mm,主体结构最大水平位移为-0.92 mm;吊装施工时,地连墙最大水平位移为-1.06 mm,主体结构最大水平位移为-0.86 mm,受吊装荷载的影响,地连墙顶部出现向坑外的位移。(2)东线隧道贯通、吊装施工时环框梁的最大弯矩值为16325 kN·m,出现在第二道环框梁中部位置;受履带吊吊装施工超载影响,主体结构最大弯矩值为3915 kN·m,出现在东墙(竖向)支座处。(3)受隧道开洞及施工超载影响,主体结构最大弯矩值为2837 kN·m,出现在北墙支座处;受结构埋深影响,环框梁最大弯矩值为9634 kN·m,出现在第三道环框梁端部位置。盾构出井吊装方案可行,施工过程对工作井影响较小,能保证工作井安全;此外,在满足吊装要求的同时,履带吊应尽量远离接收井,以减小对主体结构的影响。     

南昌地铁3号线上软下硬地层盾构机选型

随着我国隧道建设的不断推进,盾构法越来越多地应用于隧道施工,而盾构选型合适与否则是盾构施工成败的关键因素之一。针对南昌市轨道交通3号线工程土建施工07合同段国威路站~青山湖西站盾构区间的盾构隧道参数和工程水文地质条件,结合工程重难点对盾构机的设计要求,分析了盾构机刀盘、刀具对上软下硬地层的适应性,并对盾构机渣土改良系统、同步注浆系统和螺旋输送机提出了优化建议和意见,总结了上软下硬地层的盾构机选型方案,对今后遇到同类工程盾构施工具有借鉴和指导作用。     

北京地铁10号线盾构小曲线避让障碍始发施工

介绍北京地铁10号线国贸站一双井站区间隧道施工中,为避让建筑围护桩而采取的盾构曲线始发方案.在施工中,调整始发角度,利用盾构机的自身转弯最小半径达到250 m的极限值,采取一系列洞内、洞外措施,通过精心组织和施工,取得小半径曲线始发的成功.     

盾构在小半径曲线下穿越建筑物的施工技术

随着盾构法施工在城市地铁隧道中的应用,使得在盾构法施工中面临到的环境也越来越复杂.以上海市12号线东兰路站～虹梅路站区间隧道为工程实例,介绍了一些在盾构施工中面临小半径曲线下穿越建筑物的施工技术,对在施工过程中遇到的难点、重点进行了分析,提出了一些解决方法,对以后类似工程有一定的借鉴作用.     

地铁盾构施工对邻近建筑物桩基的影响研究

在地铁工程建设中,盾构法施工得到推广使用。而当近距离侧穿建筑物的桩基时,盾构推进会对桩基周围土体及桩基产生影响,从而引起地表沉降,危及建筑物的安全。此文以深圳地铁某隧道区间盾构施工近距离侧穿一建筑物桩基为工程背景,选取桩基与隧道间距最小的断面,采用有限元软件,建立数值计算模型,研究盾构推进对桩基周围土体及桩基的影响程度,以及造成的地表沉降。研究结果表明:桩身最大侧向位移出现在隧道轴线位置附近,桩的竖向沉降量沿桩长变化很小,桩身弯矩沿桩身分布,有正弯矩区和负弯矩区,桩身轴力沿桩长逐渐增大,到隧道轴线位置时达到最大值。隧道顶正上方地表沉降最大,为12.6 mm,两侧沉降量逐渐减少,形成一个横向沉降槽。     

运营铁路站内密闭空间多台盾构机调头技术研究

本文结合苏州轨道交通4号线苏锦村站-火车站站-北寺塔站两个盾构区间在已完工的火车站站内调头作业实例,对密闭小空间内多台盾构同时调头的可行性方案进行系统性对比分析,研究制定出盾构掘进施工、盾构调头施工及二次始发掘进施工等技术措施,有效解决了工期紧、施工难度高、对周边环境影响大等技术难题并节约了成本,具有较好的经济效益和社会效益,可为同类工程提供借鉴和参考。     

南京地铁盾构掘进施工的三维有限元仿真分析

论文依托南京地铁区间盾构隧道工程,建立了模拟盾构机(包括刚度、自重、推力)前行掘进隧道的三维有限元力学模型,在此基础上,研究了随盾构顶进引起的地表沉隆变形以及隧道围岩、管片变形,研究结果为南京地铁区间盾构隧道工程的施工及监控量测提供了参考。     

地铁盾构隧道下穿施工对简支梁桥安全性影响分析

由于土体挖除、管片和二衬的设置,盾构施工过程中周围地层土体的初始状态会受到影响,导致上部结构产生不均匀沉降及横向位移,影响桥梁运营。结合盾构下穿既有线工程,采用Midas/GTS软件对盾构下穿结构进行建模计算,分析施工引起的桥墩和桥台的沉降特征。结果表明:地铁盾构掘进过程中右桥洞东2号-北侧桥墩(第32步开挖)沉降最大,为6.8 mm;相邻墩台的最大沉降差产生在右线开挖过程中西0-西1、西1-西2、西2-东2墩台(第32步开挖)开挖结束时,为2 mm。在此基础上提出下穿施工时维持桥梁稳定应满足的技术指标:墩台均匀总沉降量小于25 mm,相邻墩台的纵向沉降差小于2 mm,同一墩台的横向沉降差小于3 mm,墩台的水平位移小于3 mm。