软弱富水地层隧道下穿燃气管道变形控制技术

深圳地铁4号线Ⅱ期工程K9+105—K9+135段位于软弱富水地层中,并且隧道在该段下穿一条508 mm×7.9 mm(外径×厚度)次高压燃气管道(压力1.6 MPa)。在燃气管道保护的设计与施工中采用了多种处理措施,如采取地面帷幕分舱止水、洞外削土卸荷;洞内全断面注浆、大管棚导向跟进等,对次高压燃气管道的保护发挥了极其重要的作用。本文对该工程燃气管道保护的设计和施工措施进行全面总结,对所采用的设计和施工方案进行研究分析,总结了软弱富水地层隧道下穿次高压燃气管道的成功经验。

京沈高铁望京隧道软弱富水地层超深竖井多台大直径泥水盾构快速接收技术

为了解决4台大直径泥水盾构在以黏土、粉土和粉细砂层等软弱细颗粒为主的富水地层且要在同一个超深竖井中实现“低风险”快速接收的难题,以京沈高铁望京隧道工程为依托,采用U形素地下连续墙+超深三轴搅拌桩+RJP超高压旋喷加固地层,并辅以降水井等多种地层加固措施,提高接收井端头加固区的整体稳定性和止水效果,为盾构快速接收创造条件。采用陀螺仪定向+投点孔进行贯通测量,确保盾构接收精度,为接收基座的快速精确定位安装提供依据。采用水钻+绳锯切割方式破除洞门混凝土,极大地提高了洞门破除速度。洞门钢环安装双道钢丝刷作为接收洞门密封,防止盾构出洞时发生涌水涌砂现象,确保盾构接收安全,减少最后1环管片的安装和拆除,快速封堵洞门,进一步加快盾构接收速度。通过采取以上关键技术,并对4台盾构的接收和拆机顺序进行科学的组织协调,保证了望京隧道4台大直径盾构安全快速的接收。

软弱富水地层盾构到达端头加固技术

为克服盾构接收端软弱富水地层传统处理技术的不足,保证盾构在软弱富水地层中高效、安全接收,在盾构接收井的洞门前端采用抗压强度为0.1~0.5 MPa的固化灰浆建造防渗墙,与接收井井壁构成封闭的前室,将室内、外地下水隔断;在前室内设置真空降水井,采用水循环真空泵抽排井内空气,保证降水井内持续真空,将室内软弱富水地层中水分快速排出,使土层固结自稳;在前室内接收井洞门附近采用抗压强度为2.0~4.0 MPa的旋喷桩加固,以减小结构薄弱部位土压力;防渗墙及旋喷桩采用低强度材料建造,有利于刀具磨损严重的盾构机切碎通过。湛江跨海隧道盾构接收端采用该技术进行加固,保证了已掘进2 750 m隧道、刀具磨损严重的盾构顺利、安全进入接收井,完成接收。该技术可供同类工程参考。

软弱富水地层地铁车站新管幕法施工技术

阐述了新管幕法的主要施工工序及特点,并对其应用范围、优缺点进行归纳分析。以天津地铁7号线一期工程为例,研究地铁在软弱富水地层下施工时采取新管幕法的可行性。采用管幕法施工进行车站尺寸优化设计及结构受力分析,并对其与盖挖法的经济效益及工效性进行了对比。研究表明,相对盖挖法,新管幕法虽在成本和工效上无优势,但考虑拆迁成本和工期因素,仍是特殊工程环境下地铁施工的优选方法之一。

软弱富水地层邻近既有隧道深基坑围护设计

针对软弱富水地层,为了确保旁侧基坑的施工不会影响周边既有隧道的正常运营及使用寿命,提出一套软弱富水地层邻近既有隧道的深基坑围护设计方案。现场监测数据表明,该深基坑围护实际方案保证基坑开挖对隧道的影响处于控制标准内,验证了本围护设计方案的可行性。

软弱富水地层大直径泥水盾构管片上浮与错台分析

结合目前正在施工的一条大直径泥水盾构隧道,针对施工中出现的管片上浮和管片环与环之间规律性的错台问题,深入研究和分析其根源,并通过采取多种措施和设计优化,及时找到解决问题的关键技术,消除了因管片上浮造成较大错台的技术难题;并对盾构隧道的管片环间抗剪方式、传力衬垫设计意义及止水条硬度等方面提出相关的意见和建议,对今后盾构隧道的施工和管片设计等方面都能提供积极的借鉴。

软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力的模型试验

以莞惠城际轨道交通工程项目GZH-5标段中DK32+300~DK32+927.303段为背景,通过2组模型试验,其中一组无超前注浆,另一组进行超前注浆,研究软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力规律及超前注浆对其受力变形造成的影响,最后,针对软弱富水地层浅埋暗挖隧道施工,提出几点隧道工程设计和施工的相关建议。

挑战软弱富水地层妫水河隧道的科技“穿越”

中交路桥南方工程有限公司(以下简称“中交路桥南方公司”)是世界500强——中国交通建设股份有限公司下属的中交路桥建设有限公司旗下的全资子公司,在地质条件复杂的长大隧道施工方面具有明显优势,承建了北方地区首次以隧道形式下穿现状河道的高速公路工程——妫水河隧道,全长2044米。在妫水河隧道工程建设过程中,“软弱富水地层深长大明挖隧道基坑设计施工关键技术研究”(以下简称“研究”)取得了可喜的成果。

软弱富水地层浅埋暗挖隧道CD法施工数值模拟分析

以莞惠城际轨道交通工程项目GZH-5标段中DK32+300~DK32+927.303段为背景,借助ABAQUS有限元分析软件对施工过程进行模拟,研究软弱富水地层浅埋暗挖隧道CD法施工对围岩及支护结构造成的影响,得到了在地下水渗流影响下围岩及支护结构变形规律。然后,针对软弱富水地层浅埋暗挖施工,提出了几点隧道工程设计和施工的相关建议。

滇池区域软弱富水地层盾构快速出洞技术研究

在昆明轨道交通五号线全线盾构施工过程中,由于存在的软弱富水地层为湖泊沉积地层,包含泥炭质土层、黏土、粉土、粉砂等多种地层,地下水位高,含水量大,出洞后洞门涌泥涌砂无法迅速封堵,上部地面塌方、端头沉降严重,全线多次进行盾构始发接收端头涌泥涌砂抢险施工。该地层盾构接收按常规洞门凿除+盾构接收+洞门封堵需10~15 d时间,存在施工过程长、风险难以掌控等问题[1]。针对富水地层盾构接收风险大问题,提出利用洞门结构上方缺口配合盾构掘进增加洞门结构裂缝从而快速凿除洞门+盾构到达洞门位置进行地面注浆封堵初步流水通道+盾构出洞后快速封堵洞门综合工艺措施,从而实现盾构安全快速出洞。实践结果表明,昆明轨道交通五号线土建六标在左线青少年宫站接收过程中,配合盾构稳定接收技术,从洞门凿除到盾构接收完全封堵洞门仅用72 h,在富水地层施工极大提高了施工效率及安全性。

富水软弱地层基坑支护比选及变形规律分析

文章以某滨海交通综合改造工程匝道基坑为工程背景,通过现场仪器监测,获取不同支护结构桩(墙)体的水平、竖向位移及支撑内力,结合项目工况及地质条件分析支护结构的变形规律,根据出现的踢脚变形问题,制订解决方案并指导后续工程施工,为富水软弱地层条件下深基坑支护形式选择、支护结构施工及周边环境安全风险控制提供参考。

富水软弱地层隧道仰拱裂缝处治措施研究

文章依托某在建隧道仰拱裂缝,介绍了仰拱裂缝段地质及裂缝情况,在分析诱发裂缝产生原因的基础上,提出拱脚注浆大钢管锚管+仰拱基底注浆小导管加固提高仰拱基底承载力,并结合拱脚泄压管减小基底地下水压力,辅以排水系统、路面结构及衬砌结构加强的措施。处治措施实施后的裂缝监测数据表明,该措施有效控制了仰拱裂缝发展。

富水软弱地层常压开仓综合施工技术

本文依托广州市某轨道交通工程,为避免双仓式泥水盾构在富水软弱地层盾构掘进作业中出现堵管、堵仓现象和影响掌子面稳定的不理想现象,提出针对富水软弱地层条件下盾构掘进常压开仓的新施工技术。该技术通过对加固及开仓位置地质分析与泥水平衡的压力控制,采用惰性注浆+丙烯酸盐化学注浆双重加固,实时控制注浆压力、配方、粘度以及混合比,分析地面沉降数据,通过抽芯取样等方式检测浆液的稳定性和可挖性,增强其支护性能以保证人员安全开仓换刀,加装新型搅拌棒,充分搅拌处理堆渣堆积的问题。研究表明:(1)新技术可使掌子面更为稳定,地面沉降值与速率远优于传统做法;(2)形成了新的高强度骨架网格固结体,提高土体加固、砂层堵水性能及稳定作用,保障开仓过程中的安全稳定;(3)新型搅拌棒可极大解决浮渣漂浮导致的堵管堵仓现象,研究成果可为盾构富水砂层提供有效的施工指导。

富水软弱地层盾构区间近距离下穿既有运营地铁区间设计关键技术研究

新建地铁区间近距离下穿既有运营线路的情况越来越多,特别在富水软弱地层,地下水位高、土层压缩性高、承载力低,在下穿过程中极易造成既有区间结构较大变形,影响既有运营线路安全。本文以天津地铁4号线盾构区间近距离下穿既有9号线区间为例,通过采用合理的技术措施,保障了工程的顺利实施。此外,通过数值模拟分析了盾构下穿既有线时的变形情况,并与施工实测数据进行对比,变形趋势基本一致,可为后续类似工程提供参考。

富水软弱地层深基坑支护施工研究

本文针对富水软弱地层深基坑支护施工的特殊性和复杂性,系统阐述了支护体系设计、排水措施、监测与管控等关键技术。首先,本文分析了富水软弱地层的特征及深基坑支护的难点,接着介绍了常见的支护体系类型,重点论述了支护结构计算分析方法和设计要点。在排水措施方面,阐述了地下水环境评价、排水体系构建和排水施工工艺等内容。监测与管控部分则详细论述了监测项目和布置、监测数据分析评价以及应急预案和处置措施的重要性。本文提出了一系列确保工程质量和施工安全的行之有效的技术对策,为确保工程质量和施工安全提供了技术支持。

富水软弱地层盾尾单双液多序注浆及效果研究

在富水易坍塌的软弱地层中,盾尾注浆施工存在一定的技术难度。文章针对该技术难题,从浆液配比及施工工艺改进两个方面进行了深入研究,分析了水泥、膨润土、粉煤灰及水玻璃4种常用注浆材料的7种浆液配比性能和适用性,提出了富水软弱砂层中的单双液壁后多序注浆工艺。该注浆工艺既控制了双液的快速凝结又保证了有效充填,是一套适用于富水易坍塌地层、有利于地面沉降控制的盾尾注浆技术。

富水软弱地层隧道水平旋喷与大管棚预支护研究及应用

水平旋喷桩有良好的地层加固及止水功能,然受地层条件、材料特性及工艺所限,难以形成均匀封闭的理想壳体,不能在掌子面前上方组合成有利的预支护壳体结构。为此,笔者提出水平旋喷桩与大管棚复合预支护方案,并采用FLAC3D软件,建立考虑流固耦合的三维模型,对该方案加固机理进行研究。结果表明,在水平旋喷桩下方增设大管棚,可减小桩体的塑性区范围、拉应力,改善旋喷桩的受力;复合结构能充分发挥各自力学优点,即横向可发挥水平旋喷桩的"拱效应",纵向上利用管棚的"梁效应";同等条件下,降低水平旋喷桩所受拉应力,从而提高水平旋喷桩自身稳定及加固效果。该方案在广珠铁路江门隧道下穿富水河道段获得了成功应用,可为类似工程设计提供参考。

富水软弱地层盾构隧道始发洞口土体加固技术

在富水软弱地层盾构隧道施工中,如何确保始发洞口土体的稳定是保证施工安全顺利进行的重要环节。文章以深圳地铁二号线南-科盾构区间为例,通过对搅拌桩法、旋喷桩法等传统的土体加固工法进行综合对比分析,并结合工程地质情况、地下水、施工环境以及安全性、经济性等因素,提出了选用两道800 mm厚素混凝土墙并配以搅拌桩对盾构隧道始发洞口土体进行联合加固的技术方案。结合现场监测数据,在盾构始发前和始发推进两个阶段对土体加固效果进行检验证明,这是一种适合软弱土层的较好的土体联合加固新技术。

富水软弱地层隧道复合加固机理及参数研究

水平旋喷技术因具备加固地层和止水的双重功能,成为富水软弱地层隧道预支护的较好选择,然而,受地质条件、材料特性及施工工艺限制,预支护体本身存在着不可避免的缺陷,若与掌子面加固复合应用可较好克服缺陷,针对两者复合机理进行分析,同时依托具体工程进行参数讨论。研究结果表明:水平旋喷桩径及刚度增至一定量时,对地表沉降控制效果不再明显;掌子面加固对掌子面挤出变形控制也有一个较优范围,超过该范围控制效果不明显。说明水平旋喷预支护与掌子面加固不能一味强调加固范围及刚度,应根据具体工程选择最佳值。

富水软弱地层盾构穿越建筑物群的安全控制

苏州轨道交通2号线多个区间盾构共需穿越建筑物570栋,在沉降控制困难的富水软弱地层中长距离连续穿越如此多的建筑物在国内外均未见过。为确保穿越建筑物群的安全,使盾构掘进引起的建筑物沉降最小,通过大量的理论分析、现场试验及室内实验等研究,获得苏州富水软弱地层中盾构掘进引起的地层变形特征,制定盾构穿越建筑物群的沉降控制标准、沉降控制方法以及相应的管理措施,形成一套可行的盾构穿越建筑物群沉降控制技术体系和管理体系。在穿越建筑物的过程中,严格执行落实沉降控制技术体系和管理体系,最终安全成功地穿越了建筑物群。