运营地铁隧道的内钢圈加固技术研究

随着我国地铁的长期运营,隧道的变形问题逐渐凸显。内钢圈加固技术可有效控制运营地铁隧道变形持续发展,并具有环境影响小、可夜间施工等优势。为提高内钢圈加固技术水平,系统阐述了内钢圈的加工与施工安装流程,分析了整环内钢圈加固和半环内钢圈加固的结构形式、破坏模式、加固效果等。分析结果表明,整环内钢圈加固与半环内钢圈加固运营地铁隧道的破坏模式基本相同,表现为管片与钢板间的黏结滑移破坏,两种加固方式均可有效提高隧道结构的极限承载力,两者的主要区别表现为结构上的差异。研究结果可为内钢圈的设计及施工提供有益借鉴。

考虑界面黏结滑移的地铁盾构隧道内钢圈加固时机研究

收敛变形超限是软土地区地铁盾构隧道结构的典型病害。目前,业内主要采用内钢圈的加固处理办法,但其合理的加固时机尚不明确。鉴于此,通过建立能够体现黏结界面滑移破坏的地铁三维盾构隧道精细化有限元模型,研究了盾构隧道在不同收敛变形条件下进行内钢圈加固后衬砌环的收敛变形、接缝张开量、螺栓应力和内钢圈应力。研究结果表明:①内钢圈加固后,衬砌环达到屈服时,钢板应力水平尚未达到材料自身的强度极限,但部分界面已经剥离。②加固时机对于加固后衬砌环结构的变形破坏特征有明显影响。最合理的加固时机应当是一个安全界限,早于安全上限加固,则衬砌环结构破坏具有较强的突发性,迟于安全下限加固,则结构会产生过大的变形量。

地面堆载下盾构隧道不同加固方法的加固效果研究

为研究地面堆载作用下不同加固措施对盾构隧道管片的加固效果,采用有限元进行模拟,设计一组室内模型试验,将相同工况下试验与有限元得到的隧道沉降与变形结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。使用验证后的有限元模型模拟隧道周边注浆加固、内钢圈加固与UHPC加固,分析在地面堆载工况下隧道的沉降与管片变形情况。有限元结果表明:1)采用注浆方法对隧道周边土体进行加固,可以使隧道在堆载作用下的竖向变形比未加固时的竖向变形减小很多,且对隧道沉降有一定抑制作用;2)采用内钢圈与UHPC加固隧道内壁,可以明显降低隧道在堆载作用下的竖向变形,但对隧道沉降影响较小。