复合地层下穿高铁超大矩形盾构隧道开挖面的极限支护力

为了保证超大矩形盾构隧道开挖面的稳定性,依托某超大矩形盾构隧道工程,采用理论分析、数值模拟和现场监测方法对复合地层下穿高铁超大矩形盾构隧道开挖面的极限支护力进行了研究,提出了复合地层下穿高铁超大矩形盾构隧道开挖面临界破坏模式,并基于极限平衡理论推导了极限支护力计算方法。数值模拟和现场监测结果表明:提出的极限支护力计算方法与数值模拟和现场监测的误差分别在10.40%~18.30%和11.19%~16.85%区间,说明极限支护力公式安全可靠,可应用至实际工程中。研究结果可为类似工程开挖面稳定性控制提供参考。

软弱地层下穿高铁超大矩形顶管盾构隧道施工稳定性研究

为保证超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高速铁路施工稳定性,本文依托某火车站地下通道工程,建立软弱地层近接下穿高铁超大矩形顶管盾构隧道施工力学模型,结果表明:(1)埋深因子越大,地表沉降、轨道变形和管节收敛变形越大,管节安全系数越小;(2)黏聚力因子和内摩擦角因子越大,地表沉降、轨道变形和管节收敛越小,管节安全系数越大;(3)管节因子越大,地表沉降、轨道变形和管节收敛逐渐减小,管节安全系数增加;(4)软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁施工时埋深因子越小,黏聚力因子、内摩擦角因子和管节因子越大,其施工稳定性越好。研究成果可为类似工程提供参考。

矩形盾构隧道管片弹性密封垫防水性能截面型式优选研究

为提高矩形盾构隧道管片接缝的防水性能,本文依托某城市火车站矩形盾构隧道工程,利用ABAQUS有限元分析软件建立弹性密封垫模型并优选了密封垫截面型式,结果表明:(1)截面型式C、D、E密封垫在正常压缩工况与错位压缩工况下均能满足张开度7 mm、错位量12 mm的防水要求,截面型式A、B防水性能较差;(2)正常压缩工况各截面型式密封垫防水性能总体上从高到低依次为C/E、D、B、A;错位压缩工况各截面型式密封垫防水性能总体上从高到低依次为C/D、E、B、A。研究结果可为类似工程的管片接缝防水设计提供参考。

超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁施工加固方案对比分析

为保证超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁的施工安全,以某矩形顶管盾构涉铁工程为背景,研究软弱地层中超大矩形顶管盾构近接高铁施工的安全性。结果表明:软弱地层中超大矩形顶管盾构近接高铁施工时轨道沉降和管节安全系数远超控制阈值,必须采取施工加固方案;采取超前注浆可使轨道沉降减小58.20%,管节最小安全系数提高至1.35;采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使轨道沉降减小63.05%,最小安全系数增至9.49;采用桩板结构加固可使轨道沉降减小70.90%,最小安全系数增至9.00;人工挖孔桩+D型钢便梁加固方案和桩板结构加固方案的效果明显优于超前注浆的加固效果,推荐在下穿待建高铁段采用桩板结构加固方案,在下穿既有高铁段采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固方案。现场监测结果表明:超大矩形顶管盾构在近接下穿待建福厦高铁段采用桩板结构后,顶管掘进导致的地表沉降最大值为3.25 mm,在近接下穿既有杭深线段采用人工挖孔桩+D型钢便梁后,高铁轨道最大沉降仅为1.65mm,均远小于沉降阈值,超大矩形顶管盾构顺利近接下穿待建福厦线和既有杭深线。研究结论可为类似大尺寸隧道的近接工程提供参考。

软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接施工加固方案优选研究

为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全,以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景,研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明:采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%,被动失稳位移减小17.65%,轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%,被动失稳位移减小29.41%,轨道沉降减小42.31%;现场监测表明,采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm,超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路,人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。