淤泥填海地层盾构近距穿越既有隧道变形控制

研究目的:为保障淤泥填海地层中新建盾构隧道小净距上跨既有隧道施工过程,以及运营过程中隧道变形控制需求,本文基于深圳地铁5号线上跨既有11号线隧道工程,采用数值模拟对软弱地层加固方案进行比选,提出相应的变形控制措施,并结合施工过程中的变形监测验证加固方案的可靠性。研究结论:(1)提出了基于提高隧道长期抗变形能力的地层旋喷桩加固方案,当隧道两侧加固宽度大于5 m后,宽度增加对减小隧道水平收敛的影响不明显;(2)上述地层加固方案相较于未采取加固措施,可以使下卧既有隧道的上浮变形、地表沉降分别减小44%和86%,满足施工期变形控制需求;(3)施工期实测数据表明下卧既有隧道最大上浮变形为3.2 mm,沿线最大地表沉降为5 mm,均满足变形控制要求,验证了地层加固措施的可靠性;(4)本研究成果对淤泥填海地层盾构穿越节点工程的施工具有一定的借鉴意义。

地层环境对单拱大跨装配式车站结构力学性能影响分析

随着装配式车站在滨海城市的建设,软弱土体对车站结构力学性能的影响成为备受关注的问题之一。以深圳地铁某装配式车站为工程背景,采用Midas-GTS有限元分析软件,建立地层-结构模型,分析单拱大跨装配式车站的力学特征,探索不同弹性模量、泊松比、地层条件、覆土厚度对地下车站结构变形、受力及接头内力的影响和规律,对装配式车站结构的地层适应性提出理论依据和结构设计指导。结果表明:①在泊松比不变的情况下,弹性模量对车站结构力学性能影响较大,当弹性模量从15 MPa增大到60 MPa时,弯矩减小了44.58%;并且这种影响是非线性的,弹性模量在15~30 MPa区段变化时结构变形较为敏感,当弹模达到45 MPa以上时,敏感度下降;②地层条件对结构顶板跨中和拱脚支座内力影响较大,强风化地层相对填土地层拱顶弯矩减少了约29.62%,而对侧墙内力影响较小,对BC接头影响较大;③当装配式车站所在土层为填土时,BC接头弯矩冗余量非常小,在结构设计时需要对接头进行加强,或者对地层进行适当改良;④在硬塑地层中,当覆土厚度从3 m增加到5 m时,BC接头弯矩冗余量减少了35.37%,但接头冗余量均达到29%以上,接头的安全性储备较大,接头可靠。

旋喷加固淤泥地层隧道荷载作用模式研究

软弱地层内修建隧道常需要辅以旋喷注浆等地层加固措施,而目前注浆加固地层内的隧道外荷载作用模式仍有待研究。依托深圳地铁5号线桂湾站—前湾站区间隧道,通过3处隧道断面的现场测试,研究管片外荷载的时空分布规律。将土压力实测值和理论设计值进行对比,讨论水平地基抗力系数的选取。结果表明,拼装后管片上的土压力变化呈现三阶段特性:首先迅速增大并在注浆压力等临时施工荷载的作用下达到峰值,随后波动下降,之后长期缓慢变化并最终趋于稳定;旋喷桩阻碍了同步注浆浆液消散,引发注浆孔附近管片长期承受更大压力,最高可达全环土压力均值的1.76倍;旋喷桩的存在引发了一定程度的荷载转移,导致实测土压力显著小于上覆土柱法计算值,该荷载转移机制的出现存在随机性;实测土压力与不考虑水平地层抗力的计算值更为接近。基于以上研究结果,针对此类旋喷加固地层,建议合理采用较低的盾尾注浆量,增加沿环分布的注浆孔;在埋深比小于1.45时,仍采用上覆土柱法计算土压力。

不均匀地层条件下装配式车站力学特性研究

深圳地区普遍存在上软下硬的不均匀地层,鉴于装配式车站榫槽注浆式接头抗弯刚度的非线性特性,采用梁-弹簧计算模型实现抗弯刚度的迭代算法,分析装配式车站结构在典型不均匀地层条件下的力学特征,并同均一地层结构的受力进行对比分析,可知其内力和变形均存在一定的差异,从而得出在不均匀地层条件下装配式车站的受力及变形规律。