上覆富水砂层地铁隧道掌子面变形特征数值试验研究

为研究地铁隧道在上覆富水砂层下的变形特征,以典型上覆富水砂层隧道—青岛地铁2号线啤—苗区间为工程研究背景,采用FLAC 3D数值模拟软件对不同富水砂层厚度与隔水层厚度工况下隧道掌子面位移、塑性区变化特征进行了研究分析。研究结果表明:隔水层厚度是影响掌子面是否发生涌水涌砂的主控因素,在开挖过程中应时刻注意富水砂层距离隧道顶板的安全距离,临界隔水层的厚度为3 m。同时,当隔水层厚度越大、富水砂层厚度越小时,掌子面变形就会越小。以临界工况为研究对象,通过分析开挖过程中隧道拱顶—拱腰—掌子面应力和位移变形规律,引入了位移释放系数和应力释放率两参数来揭示围岩与掌子面在隧道开挖过程中的影响关系。通过进一步拟合掌子面失稳破坏预测方程,得到了掌子面变形释放率拐点先于同一断面围岩径向变形且发生在开挖到目标断面之前的重要结论,因此在实际隧道开挖过程中应将掌子面的变形作为首选敏感监测指标。研究结果可为该不良地质条件下隧道掌子面稳定性和预加固时机选择提供一定的理论指导。

上覆流沙层隧道开挖面稳定性分析与数值试验研究

为解决上覆流沙层隧道开挖面极易发生坍塌破坏的技术难题,以典型该地质条件下的青岛地铁M2号线啤苗区间(啤酒城站至苗岭路站)为研究对象,基于开挖面的实际破坏特征建立了开挖面失稳破坏力学模型,从功能转化平衡角度,进行了隧道开挖面稳定性上限分析,并利用强度折减与重力加载两种方式,提出了隧道开挖面安全系数,得到了不同开挖面土体黏聚力、摩擦角、重度、隔水层厚度及隧道开挖高度下的临界土体破裂范围及破裂模式。理论研究表明:随着开挖面土体黏聚力、摩擦角、隔水层厚度等参数的增加,开挖面安全系数不断增大,稳定性不断提高;随着土体重度、隧道开挖高度增加,开挖面安全系数不断减小,稳定性不断降低。通过建立不同工况的数值模型验证了理论研究的正确性,得到了上覆流沙层地质条件下开挖面的典型破坏模式和临界参数,并提出了相应工程建议。研究成果为青岛地铁M2号线的顺利贯通及该类地质条件下的隧道施工提供了理论指导和科学对策。

常规锚索与扩大头锚索在复杂深基坑支护工程中的应用

深基坑工程支护体系施工存在较多难点,在复杂地层下施工,要结合现场实际情况灵活选取相适应的施工方案。在太原万达广场B2区基坑支护工程施工中,现场遭遇流砂地层后,常规锚索支护出现施工难点,改用扩大头锚索工艺后有效控制了涌水、涌砂现象,最终常规锚索与扩大头锚索结合使用效果显著,确保了支护结构的安全,减少了对临近建筑物的影响,降低了基坑支护的成本。

流砂地层中非开挖导向钻进泥浆的试验研究

针对泥浆漏失严重导致流砂层孔壁失稳,非开挖导向钻进难以成孔的问题,研制了一种腐植酸钠泥浆,通过正交试验,得到各成分对泥浆漏斗黏度和失水量的影响趋势和最佳泥浆配方,并通过最佳泥浆配方护壁效果试验,证实该泥浆护壁效果好,且失水量很少。

用局部固化法处理人工挖孔桩成孔中超厚流砂层问题

采用固化局部范围流砂层的方法解决超厚流砂层人工挖孔桩成孔问题 ,阐明加压灌浆处理人工挖孔桩成孔的设计机理 ,通过这一设计方法成功地实现了超厚流砂层人工挖孔桩作业施工。该方法操作简便 ,无噪音污染 ,无振动 ,快速 ,工程造价较其他处理方案低 ,特别适合在山区工业及民用建筑中使用。

人工挖孔扩底灌注桩在复杂地质条件下的施工

北京银都中心工程针对复杂的地质条件，在人工挖孔扩底灌注桩施工中先后采用“钢护筒沉筒法”和“孔下预制钢筋混凝土沉筒法”，特制液压抓斗清底、高压旋喷注浆封底等技术，解决了承压水和流砂层条件下成孔施工的难题。

土工袋砌护农田排水沟道边坡稳定性分析

针对宁夏引黄灌区农业灌排工程中排水沟道边坡滑移问题,尝试采用土工袋装新技术砌护农田排水沟道。文中推导了基于土工袋砌护农田排水沟边坡的扩展简化Bishop公式并编写相应计算程序,分别对均质土边坡、土工袋砌护边坡以及考虑流沙地层条件时的均质土边坡和土工袋砌护边坡4种模式进行了稳定性分析。将程序计算结果及其搜索的滑移面位置分别与岩土工程专业数值分析软件Geo Studio2007的计算结果和土工袋砌护沟道示范工程的原位监测结果进行对比,结果显示:(1)相同模式下,自编程序计算结果与Geo Studio2007计算结果比较吻合,说明自编程序计算结果可靠;(2)土工袋砌护形式能使均质土坡的安全系数提高34. 5%左右,但对于沟底存在流沙层的情况,仅靠土工袋加固,效果并不明显,建议采用土工袋与抗滑柳桩组合防护形式;(3)原位监测数据表明,土工袋砌护的边坡内部位移量随着深度的增加而增大,其规律与自编程序搜索的滑移面位置趋势基本一致;(4)土工袋砌护边坡的内部位移量、位移年变化量等均小于传统的草土柳桩支档边坡,边坡稳定性较高。

流沙地层中排水管道闭水试验允许渗水量探讨

借助地质资料及试验研究结果,从地质条件、工程设计和施工等3个方面分析了上海高地下水位的流沙地层中频频发生排水管道沉陷的原因,通过对国内外闭水试验标准的对比分析和模型验算,提出了适合流沙地层区域排水管道闭水试验允许渗水量标准的建议值,以降低流沙地层中排水管道沉陷的发生频率。

流砂地层盾构始发土体加固盐水冻结技术研究

为有效解决流砂地层条件下的盾构始发端部土体加固问题,以天津海河"共同沟"隧道施工为例,在调研国内外相关研究文献的基础上,根据盾构始发施工的成功经验,从方案设计、设备选型及重点工序控制等方面,详细分析了盐水冻结技术在土压平衡盾构始发土体加固中的应用,并针对施工过程中存在的问题,提出了相应的应对措施。

甜水堡二矿斜井注浆止水加固技术研究

针对甜水堡二矿斜井井筒穿流砂层段存在不同程度的淋水现象,水质腐蚀性严重,巷道混凝土遭到淋水腐蚀,导致井巷支护强度减小等问题,分析了主、副、风三条斜井渗漏水情况,设计采用凿岩打孔锚杆注浆工法对斜井进行帷幕注浆止水加固,并对帷幕注浆止水施工工艺流程及参数进行了研究。结果表明,通过对斜井井身壁后和井筒碹体接缝处注入相应的浆液,使斜井周围形成止水帷幕,达到止水加固的目的。

斜井穿越含水流砂层管井降水技术研究

为使斜井顺利穿越含水流砂层,根据管井降水机理,通过理论计算分析,合理确定管井流量、深度及布置方式。采用管井降水技术,通过局部降低含水流砂层水位标高,并加强掘进工作面临时支护,提高了工作面围岩稳定性,使土体产生固结,防止了工作面溃砂、冒顶事故,为斜井井筒快速、安全通过含水流砂层奠定了基础,也为类似条件下井筒施工提供了参考。

湿陷性黄土地区桥梁深桩基施工技术优化

以西北地区某铁路专用线大桥为例,通过该桥桥址处湿陷性黄土深桩基施工技术研究,以机械钻进黄土裂隙地层、强风化泥岩、砂岩夹泥岩层、流砂层等不良地质积累施工数据和参数,总结黄土地区桩基施工经验和技术参数,大大提高了同类地质条件下桩基的施工效率。

深埋斜井流砂层段透水钢板桩施工技术

引黄入洛(阳)工程斜井施工中遇到了流砂层,施工条件复杂,施工受阻停滞,严重延滞了工程进度。针对深埋斜井流砂层段的施工难题,提出透水钢板桩施工技术。采用成品槽钢,沿槽钢纵向钻多排透水孔形成透水钢板,沿所加固的流砂层施工断面向围岩前方或下方以一定角度打入透水钢板,并使相临透水钢板一正一反相扣形成整体透水钢板桩,可根据不同施工区分别实施,使施工流砂层开挖区与所加固的围岩相对隔离,有效排出地下水,仅允许少量流砂流入施工区,形成少水低水压的施工区域,起到有效排水和固砂的作用,增强围岩的整体稳定性。工程施工表明,采用透水钢板桩施工技术,并结合两台阶法、超前加固技术、集水坑(井)降水技术等,对斜井全断面或者施工断面局部出现的流砂层段可进行有效施工,每月进尺达到15 m以上。该技术能有效降水固砂,施工操作简单,成本低廉,适用性强,可行、有效。

富水深埋隧洞流砂层渗流大变形的处理与加固

富水深埋隧洞流砂层渗流大变形的处理,是流砂层施工的难中之难,施工安全问题尤为突出。为解决这一施工难题,结合引黄入洛隧洞施工,探索出一套渗流大变形的应急处理及加固措施。首先采取挡砂板桩、楔形木桩、排水管堵排结合及固结灌浆封堵掌子面等措施进行应急处理,防止洞内发生长距离涌流,对涌流口进行快速有效封堵;因前进超前加固注浆法的实施效果不理想,提出在下部岩层区开挖导水洞的洞内降水技术,在透水钢管、排水孔和导水洞三者之间的流砂层区域形成有效的超前排水区,及时排水并有效降低地下水位;然后采取透水钢板桩固砂和超前支护加固技术,将导水洞降水和有效固砂、超前加固结合起来,对流砂层渗流大变形区域进行有效加固,增强流砂层段围岩的稳定性,避免大方量渗流大变形现象的发生。对引黄入洛隧洞上部出现流砂层、下部为软岩层的洞段进行了成功施工,保证了施工安全和进度。

富水粉细砂地层大开口率刀盘的施工技术研究与应用

针对富水粉细砂地层中土压平衡盾构施工的难点,对使用大开口率辐条式刀盘盾构机施工进行分析,提出了以盾构施工参数和土体改良为核心的施工方案,对粉细砂地层中盾构施工可能出现的砂土液化进行了有效的防治,减小了地面的沉降,确保了该地层中盾构施工的安全进行。

双液帷幕注浆在流砂层中的应用

采用双液帷幕注浆可解决在渗透系数大、承压水头高的地层中进行基坑施工所面临开挖困难的问题。对不同地层进行双液帷幕浆均能取得增加强度、明显减小渗透系数的工程效果。文章结合工程实例论述了帷幕注浆的设计要点、施工工艺及其止水效果。

顶管水下进洞施工技术在流砂地层中的应用

顶管施工中,顶管进洞是一个关键控制点,存在着风险,尤其是在水文地质条件复杂多变、覆土较深、地下水位高、流砂地层的情况下,如何安全有效、经济合理地使顶管进洞是值得研究的课题。结合南京洪武路污水主干管工程实践,介绍了顶管水下进洞施工技术的应用,提出了顶管在深覆土、高水位、流砂层中进洞的一种施工技术措施,并分析了水中进洞方案的实施要点。实践证明该技术有效规避了常见的工程事故,可以作为一种有效的解决措施加以应用。

流砂地层桩基施工技术探讨

流砂地层桩基施工极易坍孔,桩基成孔难度较大。文章结合承秦高速公路青龙河大桥流砂地层桩基施工实例,总结了青龙河大桥流砂地层桩基施工过程,供同类地质条件的桩基施工借签。

流砂地层双钢护筒旋挖桩成孔工艺开发与研究

在旧河道区域以及临水区域的流域冲积平原,常常有地下水位高、地层活动频繁的特点,造成影响建筑施工的不良流砂地层。流砂地层是重庆地区旋挖桩基础施工过程中十分棘手的问题。通过对重庆市中建·瑜和城项目旋挖桩基础施工的实践与总结,提炼出应用于流砂地层情况下的双钢护筒辅助成孔旋挖施工工艺,并对其原理及优势进行了分析、说明,从而为其他类似工程提供一些工程经验。