侧部注浆对已建盾构隧道受荷变形影响试验研究

采用侧部注浆法整治盾构隧道横椭圆变形超限过程中,盾构隧道周围附加土压力及隧道变形特性暂不明晰。通过几何相似比为1∶10的缩尺寸模型试验开展了侧部注浆对已建盾构隧道的影响试验研究,试验结果分析表明:在注浆挤压作用下,将导致隧道周围的土压力在注浆点处局部增大,两边有一定程度的减小,产生了明显的水平被动土拱现象;在注浆附加荷载影响下,模型盾构隧道在注浆点附近发生了竖椭圆变形,而在离注浆点较远处则发生了横椭圆变形,且隧道发生了反弯现象;注浆过程中发生了“渗透→挤密→劈裂”扩散模式与“挤密→劈裂→渗透”扩散模式,并阐明了两种浆液扩散模式的扩散机制;隧道外壁附加荷载主要由浆液通过渗透扩散与劈裂扩散的浆液压力所形成,同时浆液挤压土体变形对隧道周围的浆液也将形成一定的挤压荷载。

盾构隧道近接斜交侧穿桥梁桩基变形计算方法

以圆形截面桩为例,基于修正后的Loganathan公式,利用文克尔弹性地基梁模型、m法计算理论和荷载传递法,建立盾构隧道近接斜交侧穿既有桥梁桩基的变形计算方法.通过现场监测结果验证计算方法的工程适用性,并利用该方法分析侧穿桥梁桩基施工引起桩身水平挠曲变形的主要影响因素.结果表明:桩身水平位移和桩顶竖向位移的理论计算结果与监测结果之间的最大误差分别不超过14.6%和2.7%.与现有方法相比,所提方法的计算结果更接近实测值.入土段桩身水平挠曲程度与隧道轴心和桩基中心轴线之间的水平距离、隧道侧穿斜交角呈负相关;最大水平挠曲位移与隧道侧穿斜交角呈负相关.当水平侧穿距离为6.0 m时,最大水平挠曲变形为7.4 mm;当隧道盾构侧穿斜交角为70.0°时,入土段桩身最大水平挠曲位移为15.4 mm.

盾构隧道近距离侧穿立交桥桩基的变形影响分析

[目的]盾构掘进会引起附近桥梁基础发生位移变形,降低桥梁基础承载能力,为此结合某工程实例对盾构隧道近距离侧穿桥梁桩基的变形影响进行研究。[方法]依托合肥地铁5号线盾构侧穿立交桥桩基工程,建立三维数值模型,分析盾构施工引起的桩基横向水平位移、纵向水平位移以及桩基沉降规律。[结果及结论]研究结果表明,桩底横向水平位移呈现“离开—靠近—离开”隧道的动态变化,桩身横向水平位移近似“C”形扰曲曲线,位移沿桩深呈先增大后减小的变化趋势,极值位于桩深9~10 m处。桩底纵向(平行隧道轴向)水平位移表现为“双峰”形曲线,盾构通过桩基后,桩身发生与掘进方向相反的纵向位移,在盾构通过桩基12 m后桩身纵向水平位移出现回弹变化,表明盾构掘进对桩基的纵向变形影响一定程度上是可逆的。桩基沉降变化呈陡峭趋势,同侧桩基距离隧道越近沉降越大,且远侧隧道开挖会引起桩端二次沉降,最大沉降值发生在4号桩基桩底处,沉降值为4.94 mm。

双线盾构隧道开挖对临近桥桩的影响规律研究

为了研究盾构隧道近距侧穿既有桥桩产生的影响,基于呼和浩特地铁1号线侧穿鼓楼立交桥桩工程实例,借助ABAQUS进行数值建模,采用Mohr-Coulomb弹塑性理论,对桩长、桩径、隧道埋深和桩顶荷载等影响因素进行了对比分析。结果表明:在隧道开挖土体扰动的影响下,随着桩长、桩径和桩顶荷载的增加,3根桩的水平位移都逐渐降低,Ⅰ号桩和Ⅲ号桩的桩身弯矩都逐渐增加;因Ⅱ号桩位于双线隧道之间,在开挖过程中桩身弯矩受到左右两线隧道开挖产生的叠加效应而相互抵消,使其桩身弯矩不呈规律性变化;随着隧道埋深的增加,3根桩的水平位移均未产生规律性变化,但桩身弯矩显著增加,且桩身弯矩最大值位于隧道埋深范围内;当隧道埋深较浅时,其开挖影响范围较小,对临近桩的影响也较小;注浆加固可有效控制隧道开挖过程中桩基的水平位移和地面沉降,但桩基水平位移的控制效果随着盾构隧道与桩基间净距的减小而逐渐降低。

电力盾构隧道近距离侧穿既有桥梁数值模拟分析

以某电力盾构隧道工程为背景,采用现场监测和数值模拟相结合的方法,得到隧道近距离变曲线侧穿时桥面和桥梁桩基位移、应力等变化规律,分析隧道侧穿的影响。研究结果表明,隧道侧穿过程中桥面和桥梁桩基水平和竖向位移均逐渐增大,且隧道侧穿阶段引起的位移较大,后期位移逐渐趋于稳定;盾构隧道开挖掘进造成桥梁下部围岩地层损失,靠近隧道侧土体发生非对称偏转,导致桥面整体发生不均匀竖向位移并向靠近隧道侧偏移。当盾构隧道近距离侧穿时,应选取合理的盾构掘进参数,以减小对桥面和桥梁桩基的扰动。

大采高综放工作面支架侧护板导致的歪架问题研究

在大型综放采煤工作面中,支架使用过程会出现歪架问题,支架歪架问题对综放工作面的稳定性和生产效率造成了严重的影响。为满足提高产量和加大采高的需求,10303工作面采用了ZF10000/23/45D电液支架,该支架比ZFS7200/20/40型支架重8 t,侧护板推力增加60 kN,采高从3.3 m提升至3.6 m。然而,在采用这套新型支架的开采初期,工作面出现了严重的歪架现象,对生产造成了严重影响。经过总结和分析,发现主要原因是支架侧护板的设计。

苏州地铁盾构隧道近距离侧穿高压铁塔的影响及控制技术

以苏州轨道交通S1线工程S1–TS–05标盾构区间侧穿高压铁塔工程为背景,采用FLAC数值模拟软件对盾构施工引起高压铁塔桩基变形规律进行预测,发现盾构施工影响建筑物安全使用。采取相关减灾技术措施后,不仅保证了盾构施工过程中高压铁塔的安全稳定,还有效控制了高压铁塔及地表变形,表明盾构侧穿高压铁塔时的减灾技术是合理有效的。

砂卵石地层大直径盾构侧穿筏板基础建筑沉降控制技术研究

为探究砂卵石地层大直径盾构侧穿筏板基础建筑过程中的沉降控制技术,依托成都轨道交通17号线二期龙爪堰站—清水河大桥站—浣花里站区间隧道施工项目,结合监测数据和施工参数,建立精细化数值模型对盾构施工过程进行了模拟。盾构侧穿后,右侧基础沉降较大导致建筑结构重心向右侧偏移,进而导致地下室中间柱竖向压应力明显增大。盾构侧穿过程中筏板基础建筑更容易出现向盾构一侧的整体倾斜,且建筑远离盾构一侧甚至可能出现轻微隆起。针对侧穿筏板基础建筑的盾构施工,建议特别关注建筑物的倾斜率,并考虑采用地层注浆加固和隔离桩施工方法以减小沉降。

开挖面局部应力对临近桥梁桩基扰动影响研究

为了研究盾构开挖面中心应力集中现象对侧穿的桥梁桩基的扰动,以广东省某大直径盾构隧道近距离侧穿既有桥梁桩基为工程背景,运用Midas有限元模拟分析施工过程中开挖面出现集中应力时对桥梁桩基竖向与水平位移影响,并通过线性回归方程预测开挖面允许出现的最大集中应力。结果表明:在泥水应力550 kPa,集中应力983 kPa情况下桩体最大水平位移达到6.87 mm,已超过预警值,需提前采取加固措施;线性回归分析得到在保证桩体水平位移符合规范条件下,开挖面允许最大集中应力为773 kPa。掘进压力主要使桩体产生水平方向上的挠曲变形并且在与隧道轴线同一埋深位置的桩体变形量最大,集中应力的出现使得桩体挠曲变形量增大。

地铁盾构隧道侧穿桥梁施工稳定性分析

盾构隧道施工过程中对原状土体扰动较大,导致地表产生位移和变形,影响既有桥梁受力状态。以青岛地铁2号线二期工程侧穿金水桥为工程背景研究对既有桥梁变形的影响,通过建立三维有限元模型,模拟分析盾构施工过程对地表、隧道、既有桥梁沉降的影响,研究既有桥梁的受力变化规律。结果表明,地表位移基本符合Peck修正公式的变化规律,隧道水平收敛位移峰值点出现在拱顶处;桥墩主应力随着桥墩深度增加而增大,桥墩竖向应力呈现为上部受拉、下部受压状态,桥墩轴力沿柱深均匀变化,且随深度增加而增大;基础剪应力沿着基础横向在桥墩范围内较小,向四周扩散时线性增大。

雅万高速铁路隧道设计与施工创新实践

作为全产业链“走出去”第一单的旗舰项目,雅万高铁隧道工程面临高烈度地震、火山灰堆积地层膨胀软弱岩土、强降雨、地表建(构)筑物敏感等难题。当地大断面隧道工程设计及施工经验极度匮乏,没有相关工程案例可供参考。本文通过分析项目隧道工程的特点和难点,研究两国技术标准的差异,将中国隧道工程技术标准做了本地化适应性调整;结合工点的实际情况,因地制宜地进行工艺、工法改进和创新,制定简化双侧壁工法、海外大直径盾构隧道工法等基于中国技术标准的解决方案,并成功地付诸实施,取得较为理想的效果。本文可为境外隧道工程设计和施工提供借鉴和参考。

复杂地层小断面小转弯半径TBM设计关键技术研究

为了解决复杂地层小断面小转弯半径隧洞全断面硬岩隧道掘进机(以下简称TBM)应用受限的问题,以衢江抽水蓄能电站的排水管廊施工为工程背景,结合小半径转弯隧洞TBM施工难点,对TBM的针对性设计展开研究,主要得到以下结论:刀盘边刀及滚刀尺寸及布置方式均针对性调整,更适用于小半径区间掘进;在TBM掘进过程中,加强对推进轴线的控制,曲线推进时TBM实际上应处于曲线的切线上;严格控制掘进速度和纠偏量,降低因掘进推力过大而引起的向外分离的增发,保证掘进形程差的前提下缩小纠偏量。

双面屏蔽防护在心脏冠状动脉CT血管成像检查中的辐射防护优化价值

目的探讨胸腹前、后非照射部位双面屏蔽防护在心脏冠状动脉CT血管成像(CCTA)检查中的辐射防护优化价值。方法用胸部模型模拟CCTA检查,前瞻性研究胸部模型检查区和检查区之外邻近非检查区分别在胸腹前单面屏蔽防护(单面防护组)以及胸腹前、后双面屏蔽防护(双面防护组)条件下体表(设定测试点并放置热释光剂量计)辐射剂量并进行统计学分析。单面防护组和双面防护组采用相同CCTA技术条件扫描,测试点的辐射剂量由热释光读出器读出辐射剂量当量数值。结果双面防护组CCTA受检者(胸部体模替代)上部非检查区体表测试点(R 3、L 4~6、R 7~9)辐射剂量当量小于单面防护组[(0.730±0.001)mSv比(1.090±0.005)mSv、(1.260±0.002)mSv比(1.610±0.005)mSv、(0.690±0.001)mSv比(0.960±0.009)mSv、(0.839±0.002)mSv比(1.340±0.001)mSv、(0.820±0.009)mSv比(1.009±0.015)mSv、(0.720±0.002)mSv比(0.910±0.008)mSv、(0.350±0.062)mSv比(0.672±0.079)mSv](P<0.05或P<0.01),下部非检查区体表测试点(R 10、L 11~13、R 14~15、X 16)辐射剂量当量小于单面防护组[(0.770±0.002)mSv比(1.230±0.003)mSv、(0.920±0.002)mSv比(1.200±0.004)mSv、(1.090±0.001)mSv比(1.353±0.036)mSv、(0.770±0.002)mSv比(1.360±0.004)mSv、(0.510±0.006)mSv比(0.990±0.000)mSv、(0.570±0.001)mSv比(0.700±0.008)mSv、(0.040±0.002)mSv比(0.080±0.005)mSv](P<0.05或P<0.01),整体测试点辐射剂量当量小于单面防护组(P<0.01)。两组CCTA受检者检查区体表测试点R 1、L 2及整体测试点体表辐射剂量当量比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论与胸腹前单面屏蔽防护方式相比,胸腹前、后双面屏蔽防护方式对CCTA的辐射防护更具优化价值。

盾构隧道近接侧穿引起桥梁桩体的变形规律

目的:当盾构隧道侧穿临近桥梁的桩体时,会引起桩体发生一定的竖向变形和水平变形,因此有必要对桥梁桩体的变形规律进行研究。方法:建立数值计算模型,并进行可靠性验证;分析8根桩体的水平变形量及沉降量;基于数值计算模型分析盾构隧道施工时,各桩体x向水平变形量、y向水平变形量及沉降量;分析盾构施工桩体x向水平变形量的影响因素;对比分析盾构施工对各桩体实际沉降量的影响。结果及结论:距离左线盾构隧道最近的1号桩的沉降量最大,2号桩—8号桩的沉降量显著小于1号桩;右线盾构隧道施工产生的扰动对距离右线盾构隧道较远的桩体影响较小;盾构侧穿桥基对桩体水平x向的变形影响最为显著;随着盾构隧道直径的增大,桩体的最大水平变形逐渐增大;随着隧道埋深的增加,桩体的x向最大水平变形量先增大后逐渐减小。盾构侧穿过程会导致桩基产生较大的沉降,贯通后,土体负摩阻力将会消失,进而使得桩体产生一定的回弹。

精密电铸模芯厚度均匀性的调控

阴极边缘的电场分布不均匀导致模芯边缘的沉积速率高,严重降低电铸模芯的厚度均匀性。在屏蔽挡板工艺基础上,创新性地设计了具有侧边凹槽的阴极夹具。研究表明,沉积层厚度为0.1 mm时,采用该阴极夹具,在屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性仅为4.3%,在无屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性为16.5%。基于屏蔽挡板和侧边凹槽屏工艺,电铸成形了厚度1.1 mm、不均匀性小于8.0%的精密注射模芯。

隔离桩对盾构隧道侧穿邻近建筑物的沉降控制效果评估

为研究盾构隧道侧穿邻近建筑物工程中隔离桩的沉降控制效果,以杭州市某侧穿邻近建筑物施工区段为例,基于FLAC3D软件建立有限差分模型对隔离桩加固下的建筑物基础进行确定性分析,同时结合均匀设计方法、响应面法和有限差数值模拟分析法耦合蒙特卡罗算法开展可靠度分析,以评估隔离桩的加固成效。通过对比有、无隔离桩两种工况,结合确定性分析和可靠度分析结果,评估隔离桩对盾构侧穿邻近建筑物引起的基础沉降控制效果。研究结果表明:隔离桩能有效减小盾构施工引起的建筑物基础竖向位移,且离隔离桩越近,建筑物基础的沉降控制效果越好;在考虑黏聚力和内摩擦角的不确定性分析中,设置隔离桩不仅可以减小基础沉降数值,还能降低计算结果的不确定性;与确定性分析方法相比,可靠度分析方法考虑了参数的不确定性,能更合理地描述隔离桩加固结构的安全性。本评估法可以作为评估盾构隧道开挖工程控制措施安全性的方法。

盾构隧道侧穿群桩遮拦效应分析

为研究盾构侧穿高架桥桩条件下掘进压力和注浆压力对群桩遮拦效应的影响,以杭州地铁7号线盾构隧道侧穿高架桥桩基群为背景,采用三位数值模拟软件Midas GTS NX进行数值模拟,并与监测数据进行对比。结果表明:(1)掘进压力对桩基水平位移和弯矩影响较大,注浆压力对桩身弯矩和轴力影响较大;(2)掘进压力对群桩遮拦效应的影响较大,注浆压力对群桩遮拦效应的影响较小。

地铁盾构近距离侧穿桥梁桩基变形影响研究

以地铁盾构隧道侧穿城市立交桥工程为背景,介绍桥梁桩基保护措施并对下穿施工对桩基的影响性进行分析。采用MIDAS/GTS NX软件建立三维有限元模拟,通过施工阶段分析,结合实测数据,分析下穿工程对桩基变形影响,结果表明,通过偏离系数对实测数据分析,在穿越鼓楼立交风险源,区间随下穿过程中的结构控制值偏离系数最大为2.7 mm,偏离系数等级为一级,表明结构安全性能未受到盾构掘进干扰,结构安全性能损伤轻微,表明该方案在控制下穿工程中桩基变形有较好的效果;盾构隧道穿越桥梁桩基采用袖阀管对桩基底部进行跟踪注浆时,通过控制底部跟踪注浆范围,最大位移由5.5 mm减少至4.7 mm,即横向加固区域取桩基直径的1.5倍,竖向区域取桩长1/6时,对桩基加固效果最为理想。

盾构侧向始发预埋钢板受力特征及安全性研究

北京地铁昌平线南延线02段工程采用异形钢套筒侧向始发技术,实现地面空间不足条件下的盾构始发,文章通过数值模拟和现场监测对异形钢套筒和洞门连接处的安全性进行分析,结果表明洞门采用预埋宽15cm、厚12mm的预埋钢板与异形钢套筒焊接后,在整个盾构机始发过程中结构安全系数均在2.0以上,满足安全规范要求。

电力隧道盾构施工穿越城市立交桥基础影响分析

新建电力电缆隧道盾构施工,对近邻立交桥灌注桩基础的影响,是盾构法施工过程中经常遇到的重点难点。特别是富水砂层地质情况下,不同间距条件下盾构隧道对立交桥灌注桩基础的影响的研究,具有十分重要的意义。基于MIDAS GTS NX通用岩土有限元分析软件,分别建立1.0、2.0、2.7、4.0、5.0、6.0 m等不同间距情况下的有限元计算模型,分析盾构隧道侧穿立交桥施工对立交桥灌注桩基础的影响。