上软下硬地层隧道盾构施工地表沉降影响因素及规律研究

为研究盾构隧道穿越上软下硬地层时,开挖面内不同土岩厚度比对地表沉降的影响,以贵阳轨道交通3号线某区间隧道为工程背景,保持隧道埋深和双线隧道间距不变,建立7种工况下的三维有限元模型,通过与实测数据对比分析得到沉降规律,并利用双线隧道的44组地表沉降数据,拟合出适用于当地复合地层的Peck分段公式。研究结果表明:从整体看,数值模拟的沉降曲线均为W形,地表最大沉降位于先行隧道上方;穿越红黏土层时地表更易受到扰动而产生不均匀沉降,随着土岩厚度比的减小,模拟曲线对称性增强,左右隧道的沉降差缩小,整体沉降值基本表现为减小趋势;总结土岩厚度比与修正系数的关系,图表显示Peck分段公式能较好地预测贵阳上软下硬地层的沉降规律。

上软下硬地层地铁盾构施工地表沉降模拟分析

为了研究上软下硬地层地铁盾构掘进引起的地表沉降规律,以某地铁工程大岭山东站—松山湖站区间盾构掘进项目为依托,通过实测和数值模拟,对比分析上软下硬地层盾构掘进及硬层比对地表沉降规律的影响。结果表明:单双线盾构掘进地表横向沉降规律分别呈V形和W形变化;盾构掘进时对前后地表变形影响的范围约为40 m,其中前方5 m至后方15 m范围内的地表沉降变化率最大;地表沉降随地质硬层比的增加逐渐减小,硬层比为16.7%~83.3%时,地表沉降变化较大,可将硬层比83.3%、16.7%作为上软下硬复合地层研究的上下限。

上软下硬地层CSM整体式止水帷幕施工关键技术

上软下硬地层且富水环境中,基坑止水帷幕的施工质量直接影响基坑开挖安全和变形控制。依托青岛市地铁7号线周村站深大基坑工程,从施工机械、施工方法和信息化角度探讨CSM工法,形成整体式止水帷幕施工关键技术。系统研究了CSM刀盘选型与配置,浆液材料配合比,双轮铣头多点喷浆技术及注浆参数,浆液制备、存储方法,跳打搭接循环施工方法,以及CSM钻进全过程数据信息化监测方法。基于现场监测结果,CSM工法水泥土墙深基本超出设计墙深0.5%,基坑开挖过程外围水位最大降深为1.5m,右邻省道最大沉降值为13.1mm,基坑开挖安全,表明CSM整体式止水帷幕适应性强、成墙质量好。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

上软下硬地层盾构隧道施工控制技术

为解决上软下硬地层中盾构施工遇到的问题,采用理论分析的方法,并结合具体工程实例,通过分析土仓压力、推力、刀盘转速和掘进速度等掘进参数,验证施工措施的合理性。结果表明在上软下硬地层中,盾构施工采取“满土仓、小推力、低转速和慢掘进”的施工控制方法,能够满足地表沉降规范要求。文中研究结果可为相似地层中盾构隧道施工提供借鉴和参考。

上软下硬地层盾构下穿既有隧道扰动变形研究

针对上软下硬倾斜地层中,盾构下穿既有地铁时的管片变形控制问题,以武汉轨道交通7号线下穿既有2号线工程为背景,采用三维数值模拟方法和离散元软件3DEC建立地铁2号线管片模型,同时使用FLAC3D软件进行三维数值分析,探讨新建隧道与既有隧道间距、地层倾斜和注浆填充对既有地铁及周边地层的影响。分析结果表明:既有隧道沉降值受地层条件和隧道间距影响显著,尤其在新建盾构隧道与既有隧道距离较近时;既有地铁管片加固和新建隧道注浆填充对控制上软下硬地层条件下新建隧道近接下穿既有隧道的沉降变形具有显著效果。在新建盾构隧道施工前需对既有地铁管片的前期变形量进行准确分析,确保既有隧道安全,且加固和注浆填充措施对于类似工程的变形控制至关重要。

适用于上软下硬地层的地铁盾构钢套筒始发技术应用分析

盾构始发是盾构施工的关键风险源,尤其是上软下硬地层地质条件下的盾构始发。以南京地铁7号线西善桥出入场线工程为例,从下半部分钢套筒安装、反力架安装、盾构机下井组装调试、上半部分钢套筒安装、盾尾油脂涂抹、负环管片拼装、钢套筒内砂料回填、套筒内压力测试、上软下硬地层始发掘进参数等方面分析钢套筒始发技术的应用。该技术的采用,不仅解决了端头加固质量差条件下的盾构始发掘进安装问题,还降低了上软下硬地层中小间距始发易造成隧道内侧结构变形、地表二次沉降的风险。实践证明,在上软下硬地层始发掘进,一定要保证钢套筒的密封性,在掘进过程中根据掘进断面硬岩比率,及时调整盾构掘进参数。

上软下硬地层双轮铣+液压抓斗组合快速成槽施工技术研究

文章以武汉轨道交通5号线复兴路站为依托,针对上部为黏土、粉土等软土,下部为中风化石英砂岩等硬岩的地质状况,综合多种必选成槽施工工艺及其组合工艺,最终选择液压抓斗+双轮铣组合施工地下连续墙槽段,探寻液压抓斗与双轮铣如何配合衔接,能够快速成槽。通过实践,最终达到在上软下硬地层中快速成槽的效果,形成一套成熟的快速成槽施工工艺,为今后类似施工工况提供借鉴。

上软下硬地层下盾构近距离穿越房屋影响分析

城市盾构施工不可避免的会穿越建筑物。现依托南昌轨道交通4号线桃苑路站-绳金塔站区间盾构上软下硬地层近距离下穿建筑物项目,采用plaxis 3d软件分析隧道盾构施工顺序对建筑物以及地表沉降的影响,分析不同施工顺序、不同盾构速度、掌子面压力值及盾构隧道开挖面离建筑物距离对建筑物桩基沉降影响。结果表明:先施工右线再施工左线相比其他施工顺序对建筑物桩基沉降影响最小,模拟结果与实际监测结果较符合;盾构速度越快,土的固结时间越少,对建筑物的影响越小;掌子面压力越大,对土体的扰动越大,对建筑物的影响越大;隧道开挖面离建筑物距离越远,对建筑物的影响越小;当开挖面距离建筑物桩端垂直距离超过7m时,隧道离桩基水平距离对地表沉降的影响就很小。结论对于南昌地区地铁盾构施工具有一定的指导意义。

上软下硬地层浅埋隧道基坑围护施工技术研究

针对上软下硬地层浅埋隧道基坑围护段的特点,分析了其开挖机理,梳理出施工中面临的两种不利工况。详细介绍了浅埋隧道基坑围护段下部岩石纯爆破开挖施工工艺和精细化施工工艺两种施工方案,并将两种施工方案的特点进行了对比分析。分析结果表明,浅埋隧道基坑围护段下部岩石精细化施工工艺是一种对周围围护桩影响较小、相对安全的施工技术。通过工程应用案例,总结出详细的精细化施工工序,同时验算了不利工况下的基坑稳定性指标,用于动态指导施工,可供供类似地下工程施工参考。

上软下硬地层富水浅埋隧洞破岩技术与初期支护沉降控制

在上软下硬地层富水浅埋暗挖小断面隧洞中,因中、下台阶破岩困难,且上台阶拱脚未坐落于基岩上,初期支护未能及时封闭成环易导致上台阶初期支护发生整体下沉。针对此问题,以龙泉隧洞出口段为工程背景,通过设置开挖试验段,以破岩效率为主要指标,对比分析改装炮机破岩、液压劈裂、CO_(2)相变致裂、膨胀剂致裂4种破岩技术的适用性,并对采用改装炮机破岩技术后隧洞的水平收敛及地表沉降规律进行分析。结果表明:1)CO_(2)相变致裂破岩效率约为6 m^(3)/h,效率最高;改装炮机次之,约为4 m^(3)/h;液压劈裂和膨胀剂致裂的破岩效率最低,分别为2 m^(3)/h和1.1 m^(3)/h。2)改装炮机破岩技术的地层适应性好、振动可控、易修边,采用改装炮机破岩后,地表沉降和拱顶沉降均大幅减小。

上软下硬地层浅覆土超大直径盾构扰动规律研究

为揭示上软下硬地层中浅覆土盾构施工引起的扰动规律,以深圳市妈湾超大直径海底隧道始发段为依托,建立了浅覆土段双线盾构三维数值模型,根据地表沉降数据验证模型并分析了浅覆土双线盾构的地表沉降规律。基于莫尔-库伦强度理论提出强度余量的概念,重点分析了不同掌子面支护力、注浆压力下双线盾构显著扰动范围交叠区内土体单元的强度余量变化历程。结果表明:浅覆土段双线盾构分别诱发的地表沉降交叠范围较小,地表呈现“ω”形沉降;随着后开挖线盾构掌子面支护力的提高,双线间土体单元在盾构到达前至盾构穿越过程中的强度余量下降更大,更接近塑性;随着后开挖线盾构注浆压力的下降,双线间土体单元在盾尾脱出3环内的强度余量下降更大,更接近塑性;计算结果表明,当后开挖线盾构掌子面支护力相比土压提高50kPa时或盾构注浆压力低至160kPa时,双线间土体单元已接近塑性。

紧邻地铁隧道上软下硬地层超深基坑施工变形控制

以紧邻深圳地铁线11号线某超深基坑工程为例,介绍上软下硬地层基坑支护结构施工和开挖过程中采取的变形控制技术,包括双重护槽和三机联动地下连续墙施工技术、坑底破碎带交替双液注浆技术、钢筋混凝土支撑轴力伺服技术等,并通过三维精细化数值模拟与监测数据的对比分析,验证上述施工技术的有效性。在此基础上探讨了基坑内支撑预加轴力影响下最大侧向变形/开挖深度关系曲线,分析其对既有地铁隧道的保护效果。

上软下硬地层盾构隧道开挖面稳定性数值模拟研究

利用Abaqus有限元软件,对上软下硬地层的盾构开挖过程进行模拟,通过计算分析不同工况下的支护应力比和开挖面最大水平位移之间的关系,得出上软下硬地层隧道施工的安全盾构推力范围。结果表明:开挖面最大水平位移随支护应力比的减小而增大,数值模拟得出的最小支护力变化规律同实测值相一致,且盾构推力的安全参数范围为4.9~6.8。

上软下硬地层盾构隧道掌子面稳定支护压力分析

准确控制掌子面压力是保证盾构隧道安全施工的重要因素之一,通过建立砂层占比分别为100%、87.5%、75%、62.5%、50%、37.5%、25%、12.5%的掌子面稳定性分析的三维数值模型,得到了砂层–泥质粉砂岩复合式上软下硬地层掌子面失稳破坏规律,并在此基础上推导出在上软下硬地层情况下掌子面极限支护力理论计算方法。计算结果表明:掌子面破坏模式主要受上部砂层控制,破坏面一般发生在砂土地层中;随着砂层占比的增大,掌子面极限支护力呈非线性增大趋势且当砂层占比低于75%时,掌子面极限支护力增长较快;所提出的掌子面支护力理论计算公式能较好地预测掌子面下限支护力,其结果与数值模拟计算值误差在5%以内,该计算方法可为上软下硬地层中盾构掌子面支护压力的确定提供参考。

上软下硬地层盾壳摩擦对地表变形的影响

双线浅埋盾构隧道在上软下硬复合地层中掘进时会受到多种因素的影响,其中摩擦力是影响地表变形的重要因素。为了研究盾构穿越时不同盾壳摩擦力对地表变形的影响规律,结合摩擦力计算公式,对其进行有限元分析。结果表明:横向和纵向地表的变化趋势随着摩擦力的增大,隆起变形增大,沉降变形减小;横向最大地表沉降位于先行隧道轴线,沉降曲线为“W”形;纵向地表变形随着盾构的掘进,均表现出先剧烈下降再缓慢上升,且任一隧道开挖都会对另一隧道的地表变形产生影响。

上软下硬地层旋挖钻潜孔锤联合套钻成孔施工技术

地铁围护结构施工,适用于上软下硬地层中钻孔灌注桩成孔施工,上软下硬地层旋挖钻潜孔锤联合套钻成孔施工技术了成孔质量、提高了施工安全性、降低成本、有效缩短围护结构施工工期。

上软下硬地层车站侧穿危房控制措施与影响

青岛地区地层以花岗岩为主,且呈现“上软下硬”的特点,在此地层中地铁车站施工难度与安全风险大,且随着青岛市城市轨道交通建设步伐的加快,不可避免的会靠近建筑物密集区,施工时还需考虑对建筑物的保护措施。依托青岛地区某大跨度地铁暗挖车站工程案例,穿越地层为上软下硬的花岗岩,侧穿危房采用隔离桩加固。利用Midas GTS NX软件建立三维有限元模型,对有、无隔离桩两种工况下的位移对比分析,验证隔离桩加固效果,并通过实测结果验证数值模拟的准确性;通过有效应力分析得出本工程隔离桩加固机理。

浅谈上软下硬地层中大断面矩形顶管施工监管重点

根据长沙轨道交通5号线、6号线顶管工程的应用情况,阐述了大断面矩形顶管在上软下硬地层中施工的监管重点。重点分析了顶管顶进前的选型控制、顶进措施管理及施工监测管理,根据现有工程经验总结了矩形顶管管节制作、始发和接收、管节防水、成型顶管各分部工程的质量验收要点,为今后类似工程的施工管理及质量安全监督管理提供借鉴。

超大直径泥水盾构上软下硬地层管片上浮控制技术分析

盾构隧道脱出盾尾的成型管片会存在局部或整体上浮,会引起管片破损,开裂,错台,渗漏水,影响隧道质量的耐久性和使用安全。通过对地质特性、盾构掘进姿态、浆液性能及注浆工艺等造成管片上浮原因进行详细分析给出了相应的过程控制方法,成功的控制管片上浮,确保成型隧道质量。本文依托深圳妈湾跨海隧道,重点阐述超大直径泥水平衡盾构在混合花岗岩上软下硬地层中的管片上浮控制技术,为类似工程提供参考借鉴。