青岛上软下硬复合地层隧道开挖变形规律研究

如何控制隧道变形和地表沉降是隧道安全施工的重要问题。青岛地铁四号线静沙区间位于上软下硬的复合地层,以此隧道开挖工程为背景,总结岩土体变形的因素,通过有限元模拟软件建立隧道开挖的三维数值模型,对隧道洞身处于不同的地层开挖造成的围岩变形和地表沉降进行分析,结果表明,隧道穿越的土层类型由较坚硬岩变为全坚硬岩时,围岩稳定性逐渐变好,隧道开挖对土层的扰动减小,致使地表沉降逐渐减小并趋于稳定。     

城市中心区大直径盾构施工扰动分析及控制方法研究

随着高速铁路建设的推进,以隧道形式下穿城市中心区的工程逐渐增多,隧道施工不可避免地引起城市周边密集建筑物扰动,值得密切关注。以深圳福田隧道及相关工程为依托,通过数值模拟分析高速铁路隧道下穿既有建筑的变形规律及加固效果,并与监测数据进行对比分析。结果表明:当隧道下穿建筑物,且穿越软硬不均地层或软土地层时,袖阀管注浆加固可以明显减少沉降;当隧道侧穿建筑物时,隔离桩可以有效地阻隔隧道开挖引起的土体位移;当隧道侧穿建筑物时,采用钻孔灌注桩隔离比钢管桩隔离效果好。     

东山公路隧道开挖支护过程数值分析研究

应用有限元分析软件MIDAS/GTS,采用地层结构法分析了东山公路隧道开挖支护过程中的稳定性问题。分析结果表明,开挖不同断面过程中,围岩内最大主应力集中在钢架脚部,钢架架设时应及时施工锁脚锚杆,必要时可采用小导管注浆等方法对拱架脚部围岩进行加固;从衬砌变形角度分析,变形量最大处为拱顶下沉及底脚位置,施工中应注意对拱顶沉降的监测,逐步开挖核心土,保证施工及结构安全,同时应及时施作基础工程,以控制洞室变形;围岩最不利位置出现在拱顶及仰拱两侧,应是重点加强部位。     

双线盾构隧道施工对既有桥梁安全影响的研究

以盾构隧道近距离穿越地下既有桥梁桩基为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件,对施工过程中隧道开挖引起桩基的位移进行了计算分析,最后建立Midas civil荷载-结构模型,在最不利差异沉降工况条件下,对上部桥梁结构的附加内力及变形进行验算。结果表明,全部注浆加固地层时,隧道开挖引起的桩基最大沉降值为9.3 mm,最大差异沉降值为1.0 mm,桥梁承载力满足要求。     

盾构隧道下穿有轨电车路基影响分析

盾构隧道下穿有轨电车路基时,会对周围土层造成扰动并造成路基沉降.路基沉降可能会给有轨电车运营安全带来较大影响.为研究盾构隧道下穿有轨电车路基过程中路基的沉降变化规律,以沈阳地铁4号线沈创区间为例,采用Midas-GTS-NX有限元软件对盾构隧道下穿有轨电车路基施工过程进行三维数值模拟,研究结果表明:本工程最大沉降量约为1.4mm,小于有轨电车路基沉降控制值10mm,无需采取其他处理措施即可满足变形控制要求;左右线盾构隧道同时开挖时,路基沉降量最大.在实际工程中,盾构隧道下穿重要构筑物时应尽量避免同时施工;左右线盾构隧道前后错开一定距离后施工可减少路基沉降,也可缩短工期.     

矿山法隧道下穿火车站加固注浆方案研究

软弱地层矿山法开挖过程中,地层加固直接影响到开挖的安全和效率。基于西安地铁4号线下穿火车站咽喉区暗挖施工实例,结合对类似地层注浆工艺及其效果的调研,对特殊地段隧道围岩注浆加固方案进行了研究。同时,通过对开挖前不同段的注浆加固试验,确定出钻孔长度、注浆压力、扩散半径及浆液配合比等工艺参数,确保了隧道开挖处于无水作业环境,保证了施工与施工过程中火车运行的安全。     

下穿公路连拱隧道双层管棚预加固作用数值分析

以土江冲隧道为背景,采用FLAC^30软件对双层管棚在下穿公路连拱隧道施工中的加固作用进行分析,数值计算中以梁单元模拟管棚钢管,适当提高管棚加固区围岩参数模拟管棚注浆．计算结果表明：隧道掌子面附近管棚的变形和受力较大,通过设置管棚和不设置管棚两种计算结果与现场测试数据之间的相互比较,对双层管棚在既有公路下连拱隧道施工中的预加固作用进行了评价．比较结果表明：管棚的主要作用是抑制地层位移和主洞初期支护变形,采用双层管棚可使隧道开挖引起的地表沉降减小40％-50％．     

管棚支护下CRD法施工对浅埋隧道上覆地层的影响研究

以杭州地铁三号线小和山站暗挖段隧道工程为背景,基于Pasternak弹性地基梁理论及数值模拟计算,研究了软弱破碎地层CRD法施工过程中管棚的挠度变化和地表沉降规律。研究表明,开挖面处管棚挠度最大,管棚挠度变化曲线呈“凹”型;管棚支护下地表沉降值约为无管棚支护的1/4;有管棚工况下,隧道上断面开挖时地表沉降速率远大于下断面开挖时。从理论与计算层面均证明了浅埋松软地层中管棚注浆加固技术的优越性。     

浅埋软弱大断面隧道围岩与支护结构协调变形研究

浅埋软弱地层大断面隧道围岩变形常面临持续时间长、变形量大等问题,明确支护结构与围岩间的变形协调关系是避免大变形对工程带来不良影响的关键。探讨了软弱围岩中修建大断面隧道时所面临的难题和挑战,提出了围岩与支护结构协调变形假定。研究结果显示隧道结构的协调变形及结构挠曲变形是造成大变形的主因;台阶法引起的大变形包括整体沉降与支护挠曲变形,初期支护上台阶部位主要为下沉,而侧墙部位表现为挠曲;分部开挖变形主要是整体沉降,支护结构挠曲变形效应相对微弱。基于上述研究成果提出大变形防治措施,克服了传统预留变形量的局限性,取得了良好的效果。     

盾构隧道近距侧穿施工对建筑物桩基的影响研究

依托某地铁隧道侧穿桩基工程,考虑实际的工程地质条件的影响,采用Midas GTS NX建立数值计算模型,模拟盾构隧道开挖近距离侧穿建筑物桩基的全过程,对注浆和未注浆两种不同的加固方案条件下桩基变形规律进行了分析。研究结果表明,桩基距离隧道越近,桩基变形越大,桩基位移主要发生在隧洞拱顶附近;桩基前后15m开挖范围是影响桩基位移变化的主要区域;注浆有利于防止开挖对桩基的扰动。研究结果为地铁建设中类似地质条件下侧穿建筑物桩基工程提供参考。     

哈达铺隧道Ⅵ级围岩浅埋段施工技术

哈达铺隧道下穿铁匠沟浅埋段软塑淤泥质黏土为Ⅵ级围岩,承载力低,在施工扰动后很难形成稳定受力圈,施工难度大。地表做排水沟对地表水引流,防止渗入隧道内。采用地表注浆加固隧道范围内围岩,增强其自稳能力,高压喷射注浆将浆液注入松软的岩土,胶结后形成一个强度较高的新岩土体,隔离了淤泥物,提高了隧道基底承载力,使原来软弱层得到良好的加固,有效控制了隧道变形及地表沉降,满足了施工需要。     

利用高压旋喷桩改善浅埋隧道洞顶围岩的施工方法

随着我国交通事业的发展,出现了许多存在软弱地层开挖的隧道,在施工过程中保证隧道和围岩的稳定性是施工成败的关键,因此必须采取一些超前加固处理措施来保证施工的顺利进行,而旋喷注浆超前加固     

软弱地层环境下地铁盾构下穿铁路框架桥影响分析及应对措施

以杭州地铁 9 号线一期工程下穿沪杭铁路框架桥为背景, 建立盾构下穿施工三维数值模型, 分析软弱地层环境下地铁盾构隧道下穿施工对铁路框架桥的影响, 提出多种确保铁路安全运营应对措施, 并在施工过程中进行现场监测。 数值分析表明, 盾构隧道下穿施工中铁路框架桥最大沉降量为 6. 72mm, 进行洞内注浆加固后, 最大沉降量降为 4. 76mm, 说明在软弱地层环境下及时进行洞内注浆对抑制铁路框架桥的沉降变形具有显著效果; 监测结果表明, 盾构右线施工对框架桥沉降变形的影响大于左线, 铁路框架桥最大沉降达到 6. 9mm, 采取应对措施及时进行洞内二次注浆, 可有效控制框架桥的持续沉降变形, 铁路框架桥处于安全可控状态。     

既有桩基影响下隧道开挖地层变形规律研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,隧道开挖导致的地层变形规律,本文通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在既有桩基影响下,隧道施工过程中的地层规律。研究结果表明:隧道开挖引起的周围土体变形区域主要位于隧道上方及上方左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,水平变形为辅,砂土地层呈现出整体较均匀变形模式,竖直与水平方向变形均大致对应隧道轴线对称;砂土地层中,隧道掌子面在桩基-隧道中心轴线前时,隧道周围地层变形较小,即隧道开挖的影响还未到达(刚到达)该区域;掌子面位置经过桩基-隧道中心轴线切面后,该切面上地层发生持续变形,直至掌子面位置距离该面约2倍直径后重新达到稳定平衡状态,变形基本完成。     

大跨隧道下穿高压输电铁塔施工技术

三车道大跨度周山隧道下穿高达36.5m的高压输电铁塔。为保证高压电塔的安全,采用将电塔原独立基础用钢筋混凝土板连接成整体、洞内采用双层小导管注浆超前支护、加强初期支护,并结合CRD分部开挖法施工方案。采用三维数值模拟方法验证了施工方案的可行性。施工过程中铁塔基础沉降位移监测结果表明,所采用施工方案既保证隧道安全,又保证了铁塔安全。     

软土地层隧道开挖对邻近桩基影响数值分析

以某典型软土地层中隧道侧穿桩基为例, 采用数值模拟方法开展了隧道开挖对不同位置处桩基的影响程度分析研究。 结果表明： 隧道开挖引起地表的竖向和水平位移显著影响的区域分别分布在距离隧道中心 0 ~ 3D 和 1D ~3D (D 为隧道外径) 范围内, 其沉降曲线与经验公式的一致性验证了数值模型的可靠性; 同时, 桩顶沉降受开挖影响的区域与地层显著沉降区基本一致; 随着桩基与隧道中心线的距离增大, 桩基的安全区范围逐渐增大而警戒区范围逐渐缩小; 对比桩身沉降和水平位移, 可考虑采用桩顶位移作为桩基变形的控制指标, 当盾构掘进通过桩基且与其净距达到 10L (L 为管片宽度) 左右时, 隧道开挖对桩基变形的影响最明显, 可为现场盾构施工中的变形控制提供参考。     

富地表水浅埋偏压隧道围岩变形的实时监测研究

偏压隧道一般位于风化破碎岩层、堆积层、冲积层或坡积层等较松软地层,埋深往往较浅,在隧道开挖过程中,洞顶下沉较大,难以形成自然平衡拱.通过研究广珠铁路江门隧道典型断面围岩周边水平位移、拱顶沉降和地表沉降的实测数据,分析了隧道开挖引起围岩变形与破坏特征.分析表明,周边水平收敛和拱顶沉降均为开挖初期变化速率较快,开挖一段时间后变形趋于稳定.     

盾构隧道下穿铁路股道及火车站站房的影响分析

通过对南宁地铁1、2号线盾构隧道下穿铁路股道及火车站站房现场的调查、了解,依据各自的环境条件分别建立二维、三维数值模型,选取适当的单元类型进行模拟计算。发现采用洞内注浆加固配合地面加固的方式可使股道最大沉降减小18.9 mm,且使沉降槽缩小60 m。对火车站站房下的隧道采用洞内加固可保证影响区范围内的最大桩基沉降差约4.5 mm,远小于过规范规定的允许值。这就确保了盾构隧道下穿南宁火车站站房及铁路股道的安全,为今后类似工程的数值模拟分析提供经验。     

顶管井深基坑近接高架桥桩施工影响及参数优化研究

依托某污水管顶管井深基坑近接高架桥梁工程,基于Midas Gts Nx建立基坑与桥梁三维有限元模型,研究了顶管井深基坑开挖对基坑稳定性及桥梁桩基变形影响与坑外注浆加固保护措施对桥梁位移的控制效果,通过现场监测验证了加固参数的有效性.研究结果表明:顶管井基坑开挖过程中工作井井壁最大水平位移出现在井壁中上部;顶管井基坑开挖对桥梁桩基变形影响较大,引起桩基向基坑发生侧移,且桩身中部位移最大,施工过程中应对邻近基坑侧桥梁桩、基桩身中部水平位移进行重点监测;在采取坑外注浆加固措施下,桥梁桩基沉降及水平位移显著减小,深基坑坑外加固的合理宽度为2 m,深度为20 m,研究成果可为类似基坑近接高架桥桩工程提供借鉴.     

注浆方式对大断面软弱围岩隧道稳定性的影响及研究

大断面软弱围岩隧道自稳性差,岩体破碎,在施工过程中可能会出现拱顶崩塌,掌子面失稳等问题。为保证大断面软弱围岩隧道前期施工和后期运营安全,对软弱围岩进行注浆预加固具有重要意义。应用有限差分软件FLAC3D对大断面软弱围岩隧道拱部注浆、全环注浆及不注浆3种方案进行数值分析,研究不同注浆方式对围岩的加固效果和围岩应力分布规律以及围岩稳定性,为大断面软弱围岩隧道的施工提供指导。