富水地层盾构隧道变形的成因和防治

通过对北京地铁工程某盾构隧道管片环变形现象的描述,分析产生变形的原因,即盾尾同步注浆浆量分配不均匀、封顶块位置选择不当等,提出减少衬砌的变位、控制盾构机姿态和规范管片拼装的防治措施。     

海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策

结合深圳地铁罗宝线土建六标区间隧道的施工,详细介绍海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法,盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素,该工程中盾构机盾尾漏浆的主要原因是由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成了漏浆通道,采用在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆管道,取得了较好效果。     

小半径盾构管片选型和拼装技术分析

城市轨道交通工程施工中，小半径盾构区间掘进施工是一个难点。小半径隧道的形成取决于盾构机的铰接性能、盾尾间隙的大小以及管片的选型。在盾构机的选型已经确定的情况下，管片的选型即成为最关键的因素。     

海瑞克盾构机盾尾刷更换技术研究

结合珠江三角洲城际快线轨道交通广州佛山段南洲站~中间风井区间海瑞克盾构机在掘进施工期间更换盾尾刷的实际,从盾构机盾尾刷的密封工作原理、盾尾管片拆除时盾构机推进油缸长度的确定、盾尾管片拆除的程序以及更换盾尾刷时的注意事项等方面,阐述了盾构机施工过程中盾尾刷的更换技术,对今后遇到类似施工问题具有指导意义。     

大直径泥水盾构曲线接收技术

1工程概况天津西站至天津站地下直径线工程盾构隧道采用大直径泥水加压平衡式盾构机进行施工,盾构机直径φ12m,盾构机总长约为57m。隧道采用9块管片(6A+2B+K)错缝拼装,管片外径φ11.6m,隧道内径φ10.6m,管片厚0.5m,环宽1.8m。2小半径曲线接收技术2.1盾构姿态控制盾构按照设计轴线掘进,要不断纠偏。若要严格控制     

盾构隧道管片上浮的机制研究

盾构法施工时难以避免地会对隧道周围地层造成扰动,引起地表位移,对盾尾间隙的充填可以有效地控制盾尾地表沉降。但在盾构掘进、盾尾间隙注浆施工中,隧道管片局部或整体上浮现象也时有发生。对管片结构在施工过程中受力状态进行分析,将管片的上浮归为四大类,即管片封闭成环的上浮、盾构掘进顶推时的上浮、脱出盾尾后管片的上浮、浆液初凝后管片的上浮。并提出管片脱出盾尾后至浆液初凝前的上浮计算方法,此外针对盾构施工期间管片的上浮,提出了管片上浮的控制措施。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计及施工提供一定的技术依据。     

盾尾密封失效诱发砂土地基盾构管片环失稳坍塌研究

盾构管片环失稳坍塌案例时有发生,探究其失稳坍塌发生条件对于预防重大安全事故发生具有重要意义。基于Midas GTS建立30环考虑环缝螺栓作用的荷载-结构计算模型,从盾尾管片环地基掏空和盾尾姿态突变2个方面探讨盾构管片环结构失稳破坏过程及失稳坍塌的发生条件。结果表明：盾尾渗漏使盾尾壳体失去了周围地基的有效约束作用,盾尾发生前仰后俯的姿态变化,隧道结构发生横向“横鸭蛋”和纵向挠曲变形,最终导致部分管片环坍塌。盾尾下沉位移是诱发管片环失稳坍塌的主要因素,盾尾下沉导致隧道纵向变形快速发展,快于盾尾渗漏引起管片环周围地基掏空所导致的隧道纵向变形。当盾尾下沉位移大于0.50 m且掏空范围大于5环、盾尾下沉位移大于0.45 m且掏空范围大于10环、盾尾下沉位移大于0.40 m且掏空范围大于11环时,环缝最大张开量超过单根螺栓极限应力时的环缝张开量47.43 mm,部分纵向螺栓被拉断,管片外水土发生喷射,加快管片环外砂土快速流失。当盾尾下沉位移大于0.5 m且掏空范围大于9环时,环缝最大张开量超过65.2 mm,管片环椭圆率超过46.1‰,最终诱发多环管片环失稳坍塌。研究结果可为盾尾渗漏诱发的重大安全...     

水底大型泥水盾构盾尾密封失效的应对技术

水底大型盾构法隧道常因地层透水性强、水压高而采用泥水平衡盾构机施工,盾尾密封失效事故发生概率较低,但一旦发生其后果较为严重,甚至是灾难性的,风险等级评价为3C,即三级需要决策采取措施的风险。针对杭州市庆春路过江隧道盾构掘进过程中盾尾密封失效导致漏水漏浆的险情,分析了其盾尾密封失效的原因,研究提出了大型泥水盾构盾尾密封失效情况下采用液氮冷冻措施形成盾尾冻土环帷幕止水,在冻土帷幕止水保护下对盾尾管片拆、复拼并检查、更换、增补盾尾刷综合治理技术,经工程实践证明该技术是安全、有效、合理的。     

砂卵石条件下盾构施工隧道地表沉降规律分析

按照盾构施工引起的地层扰动机理及变形特点,盾构施工隧道地面变形主要由盾构推进对周围土体扰动引起,根据盾构机所处位置将砂卵石地层盾构施工对周围地层的扰动分5个部分:盾构机到达之前的地面变形、盾构到达时地表变形、盾构机通过阶段的地表变形、管片脱出盾尾阶段的地标变形和地表后期固结阶段的变形。结合实际监测工程分析了各个变形阶段地表变形特点,探讨了影响地表沉降的主要因素。     

超大直径泥水平衡式盾构机始发技术

超大直径泥水平衡式盾构机的始发是盾构机施工的一项关键技术,本文总结了南京长江隧道工程盾构机始发施工中始发段地层加固、地下连续墙破除、洞门密封、负环管片的拼装与加固、泥水平衡的建立以及同步注浆工艺和技术,可供类似工程借鉴。     

基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差评价方法

盾构机在掘进过程中,由于盾构姿态控制不当等因素,管片拼装时常发生错台值、椭圆度失准等工程质量问题,这些施工质量问题往往会对隧道的稳定性及安全性造成影响,为保证盾构隧道的安全施工与健康服役,在施工过程中对盾构管片拼装质量进行动态评估尤为重要。针对传统盾构管片拼装检测效率低,精度有限及检测数据全面性差等问题,应用三维激光扫描技术采集盾构管片拼装成型后的点云数据,通过长短轴法和改进的按斜率分割法分别对盾构管片的椭圆度和错台值进行测算;同时提出环段数据拟合提取隧道中轴线及中心点的方法,实现盾构管片拼装质量高精度、高效率、自动化检测。结合实际盾构隧道工程案例分析,验证基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差检测方法的可行性。     

考虑注浆压力的泥岩地层管片上浮特性与控制

盾构隧道穿越富水泥岩地层时,受盾尾注浆压力和地下水的共同作用,其衬砌管片会出现上浮现象.为研究盾构管片上浮时的位移与力学特性,分析速凝型浆液与管片堆载的抗浮效果.依托南宁地铁5号线下穿邕江段区间,利用有限差分软件FLAC3D,考虑流固耦合及管片的纵向拼装效应,对盾构施工全过程进行模拟.计算结果表明:(1)盾尾同步注浆压...     

盾构隧道管片施工力学性能三维数值模拟研究

研究目的:施工阶段的管片外部荷载系统和力学性能与正常使用阶段相比均表现出较大差异,大量工程经验表明,管片在施工阶段破损的概率要远远高于正常使用阶段。本文通过建立考虑环、纵向接头不连续性的三维盾构隧道有限元模型,针对注浆压力、千斤顶推力以及拼装方式三个施工要素进行研究,拟为盾构施工提供合理的意见。研究结论:分析结果表明,在施工阶段,由于管片外部荷载沿隧道纵向有差异且接头存在非连续性,管片的力学性能沿隧道纵向存在较大差异,各环变形特征也不尽相同,与传统均值连续模型相比亦存在较大差异,注浆压力、千斤顶推力对施工阶段管片力学性能有较大影响,管片在错缝、通缝拼装条件下表现的力学性能存在较大差异,综合来看,错缝拼装结构相比通缝拼装具有更好的结构整体刚度。     

盾构隧道施工引起的地基土超孔压特性模拟与分析

考虑盾构机盾壳与自重、开挖面正面推力、盾尾空隙、千斤顶推力和同步注浆等因素,利用有限元软件模拟研究了盾构施工过程引起的周边土体超孔压,并与实测值进行对比分析,以此验证了模拟方法的可靠性。基于单层软土、中等埋深条件下的盾构施工有限元模拟,分析了超孔压随施工过程的分布特性。研究表明,施工过程中周边土体的超孔压变化明显,随着盾构机的推进先不断增大,盾构机头到达或盾尾脱出时达到最大,盾构机离开后又逐渐减小。软土层中125 d后隧道四周超孔压的衰减率约为92%。     

盾构隧道通用管片结构力学行为与控制拼装方式研究

采用梁-弹簧模型模拟管片结构、荷载-结构模型计算作用在管片结构上的荷载,并借助有限元法对不同拼装方式下地铁区间盾构隧道通用管片结构进行力学行为分析。结果表明:通用管片结构在不同拼装方式下的力学行为是不相同的,与拼装类型、分析目标环的环向和纵向接头的位置、封顶块的位置有关;错缝拼装控制通用管片结构正负弯矩、剪力、纵向螺栓剪力设计值;通缝拼装控制变形量和地层抗力设计值。对于内力较大的拼装方式,在施工中应采用回避的方式解决,所以配筋设计中可只按一般的内力值进行计算,以便减少管片结构的配筋量和减小螺栓直径,从而降低工程造价。     

盾构机水下接收方案研究

以特拉维夫红线轻轨东标段本古里安车站水下接收盾构机为工程背景,利用土压平衡盾构机工作原理、有限元和监测数据分析和验证了施工方案的可行性、安全性以及地层稳定性。研究结果表明:水下接收方案可提供的被动力1.42倍于盾构机安装管片需求的千斤顶支撑力,安全系数大于1;水中施工方案有效地解决了可能出现的风险点;有限元计算结果论证了0.5 m竖井内外水位差的合理性;两台盾构机接收时的地表沉降值远小于设计预警值,保证了水下接收方案的安全性和可行性。     

隧道管片设计优化分析

影响管片设计的主要条件包括管片形状尺寸、管片结构设计计算方法及荷载、管片设计细节等;结合工程实例,对管片的厚度、管片环的整体偏转、管片分块与接头位置、管片拼装方式等进行了设计优化。分析认为:如简单地加大管片厚度,会导致弯矩增大,同时引起混凝土的裂缝增大;所有管片设计参数不变,只将管片环整体偏转一个角度,其受力特征会发生明显的变化;合理对管片进行分块和布置螺栓接头位置,可以改善其受力性能。     

混凝土管片冬季养护措施

盾构管片是一种混凝土预制衬砌环(通常由多片按一定的方式拼成圆环状),主要用于建造地下隧道工程,在盾构机开挖隧道过程中,管片主要起支护和防水作用. 1工程概况 天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)盾构隧道长度2146m,采用圆形钢筋混凝土管片衬砌,共计1182环,其中浅埋段103环,特殊段79环,标准段1000环(包括3段特殊风险点地段90环),并根据隧道地质状况设计管片规格.     

大型管片衬砌结构受千斤顶推力作用的裂缝分析

针对盾构隧道开始施工阶段在千斤顶推进时发生的管片环少量裂缝现象,通过管片组合体加载模型对管片内部应力场的分布和传递特征进行了分析,得出了裂缝产生的主要原因,然后给出了相应工程措施.研究表明,对于有矩形手孔的钢筋混凝土管片,管片平均应力的集中部位呈八字形分布,从手孔外侧拐角处开始,沿着约30～45°斜向幅宽边缘延伸;剪切应力的集中部位则呈剪刀状,以手孔和定位孔为中心,沿着与环缝边缘约45°夹角方向从孔边拐角向四周延伸;非均匀接触的情况下,除硬物附近.其他管片边缘部位的应力总体水平也将有成倍提高;环向轴压对管片裂缝具有一定程度的抑制作用.     

盾构过运河关键技术研究

通过工程实例介绍盾构机通过运河时所采取的技术手段和应急措施,主要有:在掘进的同时向正面土体注入一定量的泡沫剂改良砂性土体,同步注浆控制地表沉降、隧道渗漏和管片上浮,掘进速度及盾构机姿态的控制,盾尾密封及出土量管理等,可为同类地层条件下盾构施工提供参考.