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。     

盾构穿越上软下硬复合地层施工风险与控制技术研究

上软下硬复合地层上部岩层具有不稳定性而下部岩层具有极高的强度,极易引起盾构向软弱地层方向偏移,引发喷涌,使盾构姿态难控制,开仓换刀风险大,是施工各方需要关注的难题。本文以杭州地铁4号线一期工程南延段某区间为背景,研究强风化安山玢岩、中分化下段安山玢岩、全风化安山玢岩、中风化上段安山玢岩等多种上软下硬复合地层中,盾构施工引起的地表沉降和盾构施工存在的主要风险,研究杭州地区盾构掘进穿越上软下硬地层的控制技术。研究结果表明,盾构在多种复合地层中掘进,左线隧道累计地表沉降最大值为36.6mm,最大隆起值为13.8mm,风险较大,易出现盾构机扭矩变大,姿态控制困难;上软下硬复合地层盾构控制,主要是加强土压平衡盾构机的维保、穿越施工时采用气压+土压平衡相互联合的模式进行掘进、重视盾构掘进基础数据的异常反馈、严格控制盾构掘进施工出土量、密切注意区间盾构掘进时工程地质和地表沉降对应区域变化的匹配情况、优化壁后注浆配合比。     

软土地层盾构近距穿越既有运营地铁引起的沉降变形分析

软土地层盾构穿越既有运营地铁极易引发地层变形和既有结构破坏,如何精准控制地表沉降和结构的沉降变形一直是城市地铁工程中亟待解决的难点问题。以杭州地铁4号线某盾构穿越既有运营地铁1号线为背景,研究盾构近距穿越既有运营地铁引起的隧道累计沉降、水平位移、隧道收敛和轨道沉降,并对监测发生的异常情况进行分析。研究结果表明,盾构掘进后对既有运营隧道交叠区的影响总体呈现出随着时间的增加累计沉降逐渐增加,隧道穿越交叠区的累计沉降大于非交叠区;既有运营隧道的水平位移,随着时间的增加总体呈现出先隆起后逐渐沉降再趋于稳定的趋势;既有运营隧道的收敛,随着时间的增加总体呈现出先沉降后隆起再沉降后趋于稳定的趋势;既有运营隧道的轨道隆沉变化,随着时间的增长总体呈现出先隆起后沉降再逐渐趋于稳定的趋势。     

长距全断面强～中风化泥质粉砂岩地层盾构掘进参数研究

长距离强～中风化泥质粉砂岩地层盾构掘进施工极易造成刀具磨损严重、刀盘结泥饼、刀具偏磨、盾构卡壳卡刀盘、盾构姿态控制困难、盾尾管片上浮等问题,是盾构掘进施工中的难题。本文以杭州至临安城际铁路工程老余杭镇站～凤新路站区间工程为例,分析加固区掘进、出加固区后掘进等关键环节和推进出土量、推力、盾尾油脂压注、同步注浆设定等主控参数,系统研究了管理行程全过程阶段与推进千斤顶行程、总推力、刀盘扭距、盾尾油脂注入量积算值等参数之间的内在演化规律。研究结果表明,随着管理行程的增大,推进千斤顶行程、盾尾油脂注入量积算值总体呈增长趋势,总推力总体呈上下波动趋势,刀盘扭距呈现出"增长-减少"交替波动的动态演化趋势,为浙江省杭州、宁波、金华、绍兴等类似地层盾构掘进施工提供一定的参考。     

北京地铁17号线下穿既有框构桥工程的影响研究

本文依托北京地铁17号线地铁隧道工程,通过建立数值计算模型,分析不同加固方案下,盾构隧道下穿既有铁路框构桥引起的该区段地表变形规律以及对既有桥梁的影响,为同种地层条件下的盾构下穿施工具有一定的指导意义。结果表明:盾构掘进过程中,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降逐渐增大并趋于稳定;仅采取同步注浆加固方案时,地表及铁路框构桥的变形远远大于同期采用同步注浆和二次深孔注浆的方案,因此采取注浆加固措施可以有效减小盾构掘进对周围地层的扰动,具有较大的实际意义。     

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。     

地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术研究

随着城市化进程的推进,地铁将是人们出行不可或缺的工具,在市区进行盾构隧道掘进施工,不可避免的要穿越既有建筑物,如何在不影响现有建筑物正常使用的情况下顺利的进行施工是不可回避的问题,如何控制地面变形沉降也将是控制建筑物变形的关键技术。文中结合北京地铁6号线二期工程盾构下穿某小区为例,通过数值模拟和试验重点研究地铁盾构隧道穿越某小区可能导致的各类风险源和可能引起的地面沉降,对盾构隧道穿越建筑物的风险和地面沉降变形控制技术进行分析,将地面变形控制在允许范围内以保证建筑物的正常使用。同时总结本次施工经验,希望对相同施工方法的盾构隧道起到一定的借鉴作用。     

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。     

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。     

水下复合式土压平衡盾构施工技术

本文以武汉市轨道交通阳逻线(21号线)水下复合土压平衡盾构穿越朱家河为工程背景,在考虑工程地质水文条件复杂性的基础上,探讨了盾构穿越朱家河所存在的风险,对于工程实际施工过程中参数控制提出相应建议,针对盾构施工过程中可能出现的沉降、水中产生气泡等危险现象提出应急措施,为类似的盾构隧道工程的施工提供参考。     

基于Rhino建模的真实三维地形下新建公路隧道施工对既有铁路隧道沉降的影响研究

新建公路隧道的横断面尺寸一般较大,其施工过程对上部既有的铁路隧道会产生一定影响,从而影响铁路的正常运营。本文结合龙泉市塔石公路隧道下穿既有衢宁铁路塔石岭隧道的工程实例,基于Rhino三维建模软件建立真实的三维地质模型,通过接口程序将其导入ABAQUS有限元软件中,模拟研究爆破开挖施工引起的既有铁路隧道的沉降位移大小和振动情况,对施工全过程中既有铁路隧道沉降进行研究。研究结果表明:既有衢宁铁路隧道最大沉降值为3.38mm。研究结果可为工程设计和施工提供参考。     

地铁盾构穿越股道群沉降控制技术的探讨

在地铁盾构下穿股道群施工时,需要重点做好沉降控制工作。本文以实际工程为例,对区间隧道和铁路股道群之间的关系进行了分析,然后重点从盾构参数控制、监测措施、注浆控制几个方面出发,对地铁盾构穿越股道群沉降控制技术进行了探讨。     

盾构施工对地表沉降影响的预估

以杭州地铁1号线过江隧道为背景,采用经验公式法和有限元数值模拟方法研究分析盾构隧道施工引起的钱塘江北岸标准海塘地表沉降规律,比较两种方法的计算结果,验证了有限元数值模型的合理性,为隧道工程的顺利实施提供参考依据。     

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。     

盾构隧道岩溶地层处理及掘进施工控制技术研究

以武汉市轨道交通21号线第一标段工程黄浦新城站~朱家河站区间为工程背景,对区间内存在岩溶不良地质情况进行分析,提出岩溶不良地层处理方法以及处理时注浆参数、注浆流程以及注浆封孔标准;为防止盾构在溶洞段掘进过程中仍有可能遇到上软下硬的不均匀地层,以及掌子面坍塌、高强度硬岩、刀盘结泥饼、螺旋机喷涌、盾尾漏浆等情况,提出盾构在处理岩溶地层段所需采取相应措施,所得研究成果可为类似盾构穿越岩溶不良地层施工提供借鉴。     

天津港北疆、南疆、东疆三大港区地面沉降分析

文章通过整理2002～2016年14 a间天津港港区基础控制网复测资料(三等水准测量成果),筛选出86个监测点,统计天津港北疆、南疆、东疆三大港区的地面监测结果,对监测结果进行地面沉降分析以及不均匀沉降分析,得到三大港区2002～2016年地面沉降情况及规律:天津港年平均沉降速率为28.4 mm/a,其中北疆港区为27.9 mm/a,南疆港区为23.2 mm/a,东疆港区为52.5 mm/a(2008～2016);因东疆港区为2000年后吹填造陆而成的新港区,东疆港区整体沉降速率明显大于北疆港区和南疆港区,北疆港区北部区域沉降明显大于南部老码头区,南疆港区的沉降速率整体由北向南逐渐增大,南部和东部吹填造陆区沉降明显大于北部老码头区,中部道路堆场沉降均匀;港区66%的点沉降速率分布在20～50 mm/a区间,有12个点沉降速率分布在0～20 mm/a,均位于码头前沿,故深桩码头区是港区最稳定的区域,港区进行施工控制网联测或建构筑物沉降监测的起算点/基准点应优先选用码头前沿控制点。     

钢桁梁顶推施工技术

通过京津高速公路东段第五合同段北环铁路跨线桥工程,以78m钢桁梁顶推施工工艺为主线,重点介绍了钢桁梁顶推施工的技术准备：钢桁梁拼装平台搭设,临时墩的施工,滑道、导梁制作、安装以及顶推装置和位置的确定,顶推过程控制。施工结果表明,在不干扰既有铁路干线正常运营情况下,顶推施工技术速度快,安全可靠,并且一次成功。     

隧道下穿超浅埋国道的爆破减振技术

隧道下穿交通量大、超浅埋的国道公路时,为了能安全穿越,确保行车畅通,围岩开挖采用了拱上部周边打空炮眼减振、开挖面增打减振孔、炮孔复合装药、预留光爆层等综合减振措施的爆破技术。经现场爆破监测,爆破振动波速基本控制在20mm/s之内,降低了爆破的振波,有效地控制了公路地表下沉,确保了公路运营的安全。     

二线船闸基坑施工对既有一线船闸扰动实测影响分析

依托北江航道扩能升级工程清远水利枢纽二线船闸深基坑工程，通过开展既有船闸水平位移、沉降、振动与闸间土体深层水平位移实时监测，分析了二线船闸深大基坑开挖对临近一线船闸的扰动特征。结果表明：二线船闸基坑开挖过程，既有一线船闸闸室水平位移与沉降呈现两侧大中间小的分布规律；基坑开挖深度大于5 m后，既有一线船闸沉降速率显著增大，且一线船闸两侧易产生不均匀沉降；闸间土体水平位移与临时支撑轴力的设置密切相关，最大累积变形为11.6 mm;一线船闸振动监测点最大振速为0.079 6 cm/s。由结果可知，二线船闸深大基坑开挖过程中，临近一线船闸的变形扰动控制在安全范围，确保了船闸结构及通航运营安全，研究成果可供船闸监测借鉴与参考。     

真空联合堆载预压处理火山灰沉积软土加固效果研究

为研究真空联合堆载预压对火山灰沉积结构性软土的加固效果,选取印度尼西亚爪哇岛典型结构性软土,进行真空联合堆载预压处理时的地表沉降、地下水位等监测分析,对真空联合堆载预压处理火山灰沉积结构性软土加固效果进行分析。研究发现,真空联合堆载预压下土体沉降变形明显,效果显著,地表最终沉降量达4m左右,卸载时沉降速率为0～0.5mm/d,满足工后沉降的要求,说明真空联合堆载预压对火山灰沉积结构性软土的加固效果显著。另外经过加固处理后,火山灰沉积结构性软土的孔隙比、压缩系数和渗透系数等物理力学指标均有较大的改善,能够满足工程需求。