基于三维非连续几何模型的盾构施工模拟

以苏州地铁一号线工程为研究背景,建立考虑管片分块、连接螺栓及施工过程各因素的三维非连续几何模型,对盾构法施工过程进行仿真模拟.论述了盾构开挖系统模型的几何非线性方程组的推导过程,盾构顶进推力及注浆材料性质的计算方法.模拟计算结果显示：盾构管片内外侧表面大部分区域处于受压状态,拱顶与拱底部位及靠近连接螺栓的部分区域处于受拉状态;受盾构顶推力作用,盾构开挖面前方土体有一个典型的隆起区域,地表最大隆起值为2.5 mm,出现在盾构开挖面前方8.5 m处;盾构开挖面后方土体沿隧道纵向的沉降受注浆材料影响随时间变化,并逐渐趋于稳定;在盾构法施工中,各管片连接处的土体受施工影响明显,土体塑性区范围较大.     

不良地质大直径雨污管道顶进施工技术

宜昌市西陵二路沿江大道~东山大道D7-D6段大直径雨污合流管道采用人工挖掘顶进施工,由于地质条件复杂,导致钢筋砼顶管顶进受阻,进而改用内套钢管顶进施工,辅以预注浆加固掌子面软弱土体,采用可调向工具管及工具管防护装置,严格控制顶力及顶进轴向偏位,顺利完成了该段顶进作业。     

下穿高速公路结构顶进施工方案和数值分析

详细介绍了不中断交通的高速公路下大型框架结构顶进施工方案,内容包括长大管棚打设、箱涵顶进施工技术和要求。相应的数值建模和分析表明:由于开挖、顶进使三个典型断面上方路面沉降最大发生在箱涵顶进入口附近,其次是出口附近,最小为箱涵顶进的中间位置,因此在箱涵进、出口10m范围内更应做好管棚护顶和箱涵基础的加固。     

水下隧道开挖面三维渗流场解析及涌水量预测分析

开挖面前方地层水压力及渗水量值是水下隧道工程重要参数,也是开挖面支护力设计、超前堵水加固参数设计的重要指标. 针对以往二维渗流模型分析水下隧道开挖面前方三维渗流场的局限性问题,首先,建立考虑开挖面前方渗流等势面为空间曲面的水下隧道三维渗流解析模型;其次,推导以开挖面所在平面为分界线的全部未开挖区半地层空间的水头分布函数,得出开挖面渗水量及前方地层孔隙水压力计算公式;最后,分析超前加固厚度、土体与超前加固渗透系数相对值等因素对开挖面前方水压力及渗水量的影响. 分析结果表明:与以往考虑开挖面正前方为二维渗流场的理论模型相较,三维解析模型能更好地反映开挖面前方空间渗流形态,且涌水量与水压力计算结果误差在5%以内;当掌子面前方加固范围为2倍洞室直径,超前加固区与地层相对渗透系数取值50,为安全合理的超前堵水加固参数.      

盾构施工参数对土体及单桩的影响

采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化注浆压力及推进力研究盾构施工对周边土体及单桩基础的影响.增加注浆压力是减小盾构推进对周围土体影响的最有效的措施.当注浆压力足够大,推进力、盾尾脱离及浆液硬化对土体的影响程度相同.若使隧道顶点的沉降及隧道底部土体的回弹减小相同的数量,底部注浆孔的压力要大于顶部注浆孔的压力.当推进力大于临界值时,推进力对隧道周边土体的影响明显增加.隧道周边及地表处各点的位移变化主要发生在盾构机通过这些点所在位置时,衬砌生成后,随后的开挖步对其影响很小.桩侧隧道洞室衬砌生成后,随后开挖步施加的注浆压力可以明显减小桩顶沉降,注浆压力越大,桩顶最终沉降越小.推进力对桩顶沉降影响不明显.盾构施工引起的桩顶和桩底的沉降始终相同,即桩整体下沉.桩顶无荷载及桩顶施加工作荷载时,开挖引起的桩顶沉降相同;桩顶施加极限荷载时,开挖引起的桩顶沉降明显增加.     

双舱大断面顶管在城市综合管廊中的应用

基于南京扬子江大道综合管廊工程,采用数值模拟方法,研究在软土地层中双舱顶管下穿已有大直径给水管期间对给水管的影响,对比加固和不加固条件下给水管的变形规律,并对比不同顶力下土体的位移变化情况.研究表明,地层加固可有效减少顶管顶进过程中既有给水管的变形;顶推力的变化对顶管施工所引起的地层变形影响较大.结合有限元分析结果对顶...     

黏土隧道小导管注浆离心机模型试验

为探讨小导管注浆范围对隧道稳定性及地面沉降的影响,进行了超前导管注浆加固机理与性能优化的系列离心机模型试验.试验隧道在平面应变条件下的超固结黏土中开挖,小导管注浆加固区设置在圆形隧道开挖面外围,采用具有一定刚度的环状合成树脂模拟.试验结果表明:随着小导管环向布置范围的扩大,隧道塑性区及滑移面由拱顶向拱脚转移,深部土体逐渐开始参与承载,隧道稳定性提高;"洞侧加固"方案对提高加固效果最为经济;覆跨比等于2时,该方案可使黏土隧道施工期间的最大地面沉降减小约10%.      

基坑开挖对坑底桩基础工作性状影响

逆作法具有对周边环境影响小、不影响地面交通等优点,在大中型城市基坑开挖中被越来越广泛的使用.逆作法施工过程中,坑底工程桩既承担地下室及上部结构的重量,同时又受到开挖卸荷的影响,其工作性状有待进一步研究.通过模型试验及有限元分析方法,研究了逆作法对坑底桩基础工作性状的影响.试验结果表明由于重力二阶效应(P-Δ效应),逆作法基坑开挖引起的桩身弯矩比顺作法基坑开挖的桩身弯矩大很多.有限元计算结果表明:在基坑开挖工程中扩底桩有很好的限制桩顶回弹的作用;通过对坑下土体进行注浆加固可以有效限制墙身侧移,但是注浆加固对限制桩顶回弹的作用不明显;分区开挖要同时安置支护结构,这样才能发挥限制挡土墙侧移的作用;虽然上部结构可以增加结构的空间刚度,但在基坑开挖过程中由于重力二阶效应会增加挡土墙的侧移;将支盘直径增大1.2倍,减小桩顶回弹的作用不明显.     

基于柱孔扩张理论的沉井刃脚极限土阻力分析

为解决目前刃脚极限土阻力计算方法所存在的不足,基于考虑剪胀效应的柱孔扩张理论,提出了刃脚极限土阻力的理论解答. 首先考虑刃脚基础单侧方向破坏的特点,将两个刃脚对称拼接成一个整体基础进行计算;其次利用柱孔扩张理论,通过分析刃脚底部土体在竖直方向的受力平衡求得刃脚极限土阻力;最后利用离心模型试验与现场监测对该计算方法进行了对比验证. 研究结果表明:与离心模型试验结果相比,当沉井下沉深度为36 m时,本文方法计算刃脚土阻力误差为6.6%,与现场实测结果相比,当沉井下沉深度为5 m时,本文方法计算刃脚土阻力误差为1.36%,当沉井下沉深度为10 m时,本文方法计算刃脚土阻力误差为19.5%,当沉井下沉深度为15 m时,本文方法计算刃脚土阻力误差为9.70%. 计算值与离心模型试验值、现场实测值均吻合较好. 本研究可为刃脚极限土阻力计算问题提供一个新思路.      

基于FLAC~(3D)下穿顶进框架桥的桥式盾构法开挖分析

以湖南省某市某下穿高速公路顶进框架桥的桥式盾构法开挖为工程背景,根据实际开挖过程,运用FLAC3D建立顶进框架桥开挖分析模型,分析了分块开挖对高速公路路面沉降、桥式盾构受力的影响,并为桥式盾构法开挖顶进框架桥提供有益结论。     

高地下水位大跨度公路框构桥顶进施工技术

以某下穿铁路既有线顶进框架桥工程为例,对铁路线路加固方案进行探讨,对类似的大跨度顶进桥施工具有一定的借鉴意义。     

重力式U型桥台开裂原因

U型桥台是桥梁工程中常采用的结构物,主要受力部分为前墙,前墙的设计对整个桥台的结构尤为重要。我国设计规范从结构的整体抗力、抗滑和抗倾稳定性、地基承载力验算等方面进行验算,但是没有验算其产生的土压力对侧墙、前墙的影响。现实中,桥台前墙和侧墙连接处出现裂缝,许多桥台的开裂正是由于台内填料的土压力引起的,为此本文将通过专业软件考虑土压力的影响,采用实体单元,进行分析得到填料土压力对前墙作用的影响。     

拆除旧桥顶进新桥施工技术

结合怀柔区迎宾南路与京承线相交处的旧桥改造,介绍采用切割法切割既有U形铁路混凝土桥、D24军便梁加固既有铁路以及桥体顶进施工的工艺,为类似的工程提供一定的借鉴。     

组合工便梁在既有线框构桥顶进施工中的应用

摘要：在铁路既有线的框构桥顶进施工中,线路加固方式受框构跨度、限界及限速等条件约束。根据1—9．Om框构桥顶进施工的实例,结合D型便梁和吊轨横抬梁的特点,设计并采用了组合工便梁法进行线路加固,由于该加固体系受约束条件少适应范围大,故对其结构组成、主要构件设计检算、施工顺序及技术要点等进行介绍,便于类似工程参考和比选。     

整体顶升技术在城市桥梁改造中的应用

综合考虑经济、环保、方案可行性和工期等方面的因素,采用顶升技术将桥梁整体抬高,解决城市桥梁桥下船舶通行净空不足的问题。文章详细介绍了桥梁整体同步顶升的设计要点和施工过程,结合现行规范,从理论上分析了顶升方案的可行性,并通过实际工程进行验证。     

袖阀管注浆在顶管沉陷处治工程中的应用

通过分析顶管穿越既有路基引起地基沉陷的原因,应用袖阀管注浆法对顶管穿越影响深度范围内的天然沉积土、路基填土局部松散或脱落层位进行加固处理,并结合具体工程实例分析了加固设计方案,阐述了袖阀管注浆参数的选定、施工工艺以及加固效果的检测。工程实践表明袖阀管注浆法是一种简便可行、值得推广的地基加固方法。     

重载铁路顶进线路加固技术

近年来,我国公路、铁路不断发展,铁路、公路的改造往往需要增减或扩建涵洞或立交框构,顶进施工便成了这些工程的首选方案。结合大秦线K337＋002.5杨雁路地道桥工程同时下穿大秦线上行、下行两股线的工程实践,介绍了采用限速45 km/h铁路框架顶进线路加固施工方法。为以后在同样条件下的地道桥施工积累经验。     

大吨位连续梁桥支座更换方案比选与施工技术

结合淮安市天津路大运河桥主墩支座更换、支座垫石补强为例,提出了单主墩左、右幅同时多顶同步顶升及顶升力和位移“双控”技术,并通过现场监控,控制最大顶升量和左右幅顶升高差,顺利实现了大吨位支座更换。     

矩形截面顶管工艺进出洞风险控制

矩形截面顶管进出洞工序是顶管工艺的关键环节。结合西祠堂巷地下过街通道工程介绍了矩形顶管进出洞环节可能遇到的问题以及所采取的施工技术措施,对矩形顶管进出洞口支护形式、洞口土体加固、洞口密封圈的安装、坑外降水井布设、洞口间隙的密封等施工技术作了相应的介绍。所采取的技术措施较好地控制了矩形截面顶管进出洞风险。     

自锚式悬索桥主缆锚固区局部应力探讨

刚性自锚式悬索桥的锚固区结构和受力较复杂。以平顶山建设路立交桥为例,运用有限元程序Mi-das/Civil建立该桥梁的整体计算模型,有限元程序ANSYS建立边跨主缆锚固区梁段的局部计算模型,对主缆锚固区进行空间局部应力分析。得出结论：箱梁切开截面端与顶板交接处的正中心位置及主缆锚固位置处局部应力超限,出现明显应力集中,需要进行局部加强处理;计算结果具有较高的实用价值。