复杂地层土压力平衡盾构长距离掘进控制技术

为解决在深圳片区典型复合地层掘进作业时,采用土压平衡盾构掘进施工易出现的“盾构掘进速度慢、地表沉降量较大、盾构刀盘结泥饼、刀盘刀具磨损严重、盾构掘进姿态不易控制”等施工难点,以深圳市轨道交通14号线宝龙站~锦龙站区间施工为背景,通过盾构机选型、优化掘进参数和采用辅助措施,使施工现场安全进度可控。文章通过分析总结土压平衡盾构在该区间中的施工情况,研究盾构在复杂地层掘进施工的要点,希望能为后续施工以及类似工程提供指导和借鉴。

大直径土压力平衡顶管机的电控系统设计

目前,顶管机电气控制系统普遍存在着工作量大、效率较低、可靠性差、维护困难、技术水平落后等缺点,严重制约了施工进步。为此,引入了变频、PLC(可编程控制器)、HMI(人机界面)等技术,并针对Φ4 640 mm土压力平衡顶管机专门设计开发了一套自动化水平较高的电控系统,供相关工程参考、借鉴。

土压力平衡法涵管盾构穿越铁路技术

辽宁省重点输水二期工程新民市供水线路需要穿越沈山铁路下行线(桩号K70+014)。施工期间运行列车限速为45 km/h,根据现场情况,采用TP2000盾构机、土压力平衡法穿越铁路路基顶管施工技术,通过选定、控制施工过程中盾构参数及盾构姿态,顺利实施完成了供水线路穿越铁路的施工方案。

不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能影响试验

为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了更大不平衡土压力对桩身水平变形、桩侧土压力、应变和弯矩等方面的影响。结果表明:在试验条件下,更大不平衡土压力对桩身水平变形、土抗力、应变和弯矩的分布规律无影响;正向加载时,更大不平衡土压力使得桩身累积变形的位置更深,桩侧最大土抗力和桩身弯矩增大;负向加载时,更大不平衡土压力也使得桩身累积变形的位置更深和弯矩增大;正向加载时,更大不平衡土压力使得累积变形减小,负向加载时则相反;正向加载时LAHP模型的桩侧土抗力、应变和弯矩显著大于负向加载时的,正向加载时的最大桩侧土抗力和弯矩分别为负向加载时的2.2倍和2.1倍。

左右平衡土压力在盾构推进过程中的研究与应用

随着城市地铁网不断地延伸扩张,隧道线路的设计也面临着愈加复杂的地表环境,大量穿越地表既有建筑物或已建隧道的盾构施工不可避免,因此降低隧道盾构施工对地表环境的影响尤为重要,对土压控制的要求也越来越严格。以上海市轨交15号线19标上海西站站一铜川路站盾构区间为实例,研究左右平衡土压力在盾构推进过程中的应用。这些可给类似项目施工提供参考。

考虑台后不平衡土压力下整体桥H型钢桩基-土相互作用内力计算方法

在台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用和大不平衡土压力下(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究的基础上,提出了考虑台后不平衡土压力下整体桥桩基-土相互作用的内力计算方法,计算了整体桥台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力,并与现有的台后土压力理论和桥梁规范的计算值进行比较。结果表明:正向加载时,采用现有的台后土压力理论和桥梁规范计算得到的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力均与试验结果存在较大偏差;采用黄-林法可较准确地计算AHP模型的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力;对于LAHP模型,试验值均与各理论计算值相差较大;正向加载时,随着位移荷载的增加,AHP和LAHP模型的台底和桩身弯矩均逐渐增大;台后堆载(大不平衡土压力)对整体桥台底剪力和弯矩以及桩身的剪力和弯矩产生较大的影响,LAHP模型的台底和桩身弯矩整体上均大于AHP模型的,而LAHP模型的台底剪力小于AHP模型的,桩身剪力大于AHP模型的。

整体桥台后大不平衡土压力计算方法研究

为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力的变化,通过开展有、无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力大小、分布规律及其计算方法。结果表明:在设置的试验条件下,随着位移荷载的增加,台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用模型(AHP模型)台后土压力由三角形分布变为梯形分布;而台后大不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用模型(LAHP模型)台后土压力呈梯形分布。LAHP模型的台后土压力系数K整体上大于AHP模型。现有的台后土压力系数K计算方法不适用于整体桥。当δ/h=0.016时,AHP和LAHP模型的台后土压力系数分别为12.34和16.16,远大于JTG D60—2015《公路桥涵设计通用规范》中主动土压力系数(K_(ac)=0.24)和静止土压力系数(K_(0)=0.43),也远大于现有的计算方法(Coulomb被动土压力系数K_(pC)=9.96和Rainkine被动土压力系数K_(pR)=3.69)。本研究可为整体桥设计计算和相关规范的制定提供借鉴和参考。

高边坡不平衡土压力下的基坑支护选型分析

文章从场地周边环境、地质条件、基坑特殊性,指出该项目多个技术难点。从基坑竖向支护体系选型分析、水平支护体系选型分析、止水帷幕选型分析等角度,并选取经济合理、工期可控、安全可靠、成本较低的基坑方案。通过对高边坡体及复杂周边环境条件的地区建设深大基坑工程选型进行分析,以期提供有益的帮助。

高边坡不平衡土压力下基坑支护选型

基坑支护设计直接影响着建筑物的安全质量,还可引发周围构筑物沉降问题。为确保基坑支护工作的有序进行,需设计出详细的设计方案,有效地规避各类风险。针对档案馆基坑东西两侧不对称而影响支撑内力的均匀性问题,需进一步复核整体计算和单元计算下的支护桩内力、承载力,根据基坑的特点进行技术选型分析,以保证工程的安全质量。

软土地区临河基坑围护设计实践

以杭州某临河软土基坑为例,对基坑两侧土压力不平衡问题,采用增强围护体系整体刚度、坑底内加固及搅拌桩封堵墙软分坑等常规措施。临河侧坑外土压力采用主动土压力向被动土压力转化的计算方法,对回填土宽度确定进行了优化设计,取得了良好效果,可为后续临河基坑设计、施工提供参考依据。

平面应变状态下基于统一强度理论的土压力计算

运用统一强度理论,推导了在平面应变状态下的极限应力状态平衡方程,并将其引入Rankine土压力理论并加以改进,提出了基于统一强度理论的主、被动土压力系数及土压力公式。得出基于Mohr-Coulomb强度理论的Rankine土压力公式是该公式的特例。运用工程实例,计算了在不同权系数b值下的土压力沿深度分布曲线,论证了中间主应力σ2对土压力的影响。实例证明考虑中间主应力σ2的土压力计算结果更符合实际情况。

土压力不平衡条件下深基坑空间效应研究

对于基坑周边土压力不平衡条件下的基坑支护体系,传统的基坑开挖计算理论和常规的基坑工程设计软件无法充分考虑基坑施工过程中的空间效应。以武汉某深基坑工程为例,运用有限差分数值软件建立三维数值计算精细化模型,计算支护体系及周边环境的位移场及应力场,分析地形起伏、施工荷载不均匀分布等因素引起的不平衡土压力对深基坑工程施工过程中承载变形规律的影响。研究表明:不平衡土压力对基坑承载变形特性有明显的影响,基坑在不平衡土压力作用下可能会整体向一侧倾斜;基坑施工过程中存在显著的空间效应,基坑长边与短边互为支座,但长边对短边的支撑效应要比短边对长边的支撑效应更加显著。

土压不平衡基坑的分析及方案优化

通过宁波市机场快速干道永达路连接线工程——永达路隧道的基坑设计分析,探讨软土地区土压力不平衡基坑的设计关键要素,以期为类似工程提供借鉴。

软土地基桩柱式桥台和桥头堆载预压施工程序研究

软土地区修筑高等级公路难度大、工期紧。现实状况要求对桥台结构和桥头堆载预压的施工程序作合理设计。本文从工程实践和理论计算的角度论证了在台前溜坡和台背留缺口的情况下,采用施工早期的“先结构后堆载”施工程序的现实性可行性。通过对桥台主被动土压力的计算,提出了流坡坡度与土压力平衡安全系数的相关关系。文中所提施工辅助措施,对“先结构后堆载”施工程序的实现具有保证作用。

非对称条件下整体桥H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究

为研究不平衡土压力和非一致加载对整体桥H型钢桩基受力性能的影响,本文分别开展了完全对称条件下(土压力平衡和加载一致)、仅土压力不平衡(加载一致)和完全不对称条件下(土压力不平衡和加载不一致)H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比了桩身水平变形、桩侧土抗力、桩身应变和弯矩等.研究结果表明:完全不对称条件下,正负向加载时桩身水平变形存在显著差异.另外,正向加载时的桩侧土抗力和桩身弯矩显著大于负向加载时的.不平衡土压力或非一致加载对桩身水平变形、桩侧土抗力和桩身弯矩产生显著的影响.其中,不平衡土压力使桩基产生朝负向的累积变形,并增大桩侧土抗力和桩身弯矩.正向非一致加载使桩身水平变形减小,但会增大桩侧土抗力和桩身弯矩;负向非一致加载使桩身水平变形、桩侧土抗力和桩身弯矩均减小.

软土地区某临水条形深基坑支护设计分析

借助上海某隧道基坑工程,对临水深基坑围护设计进行探讨,并运用二维有限元数值方法,对围护结构受力特点进行分析。

不对称侧压力钢板桩围堰施工关键技术

在涉水水域进行承台施工时,大多会采用围堰结构来进行基坑防护,钢板桩围堰因其结构简单、施工方便的优点被广泛推广,在邻水区域施工时,会存在基坑两侧存在较大不平衡土侧压力的情况。为了对不平衡侧压力桩体下钢板桩围堰的施工技术进行研究,以万福路京杭运河桥为依托对其方案设计、受力分析及关键施工技术进行了研究。研究表明在采用合适的支撑设计条件下钢板桩围堰可以承受不对称水平力的作用,当两侧不平衡力过大时可在压力大一侧设置双排钢板桩,提高围堰的整体承载能力,相关研究成果可为后期类似工程施工提供参考。

复合地层大直径盾构掘进参数研究

为了揭示盾构掘进参数(总推力、螺旋输送机转速、掘进速度、土舱压力等)之间的本质,依托成都轨道交通19号线,采用理论分析方法通过构建控制盾构开挖面稳定的数学物理状态模型,推导EPB盾构掘进时的静力平衡方程和盾构渣土质量守恒方程,进而获得大直径盾构穿越砂卵石–泥岩复合地层过程中分别处于延迟推进、土压力平衡以及超前推进等状态下的总平衡方程,并由此提出了适合成都轨道交通19号线砂卵石–泥岩复合地层大直径盾构掘进参数的取值范围。现场监测结果表明,依据总平衡方程所确定的复合地层大直径盾构掘进参数既可保证大直径盾构高速度掘进,也可有效控制受影响区域内的地表和既有建(构)筑物的沉降变形。研究成果可为类似复合地层大直径盾构的掘进参数选取提供理论参考。

考虑台后不平衡土压力的整体式桥台H形钢桩基水平变形试验

为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力对整体式桥台H形钢桩基水平变形的影响,开展了有无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力对桩身水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线等分布规律的影响。研究结果表明:在小位移荷载作用下,整体桥H形钢桩基本无累积变形,在大位移荷载作用下,桩基累积变形迅速增大;在埋深较浅范围内,设计制作的桥台-H形钢桩试件(LAHP和AHP试件)均产生正向的局部累积变形,在埋深较深范围内,2个试件均产生负向的整体累积变形;台后大不平衡土压力对整体桥H形钢桩基的水平变形、累积变形、单步位移荷载下的水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线均产生较大的影响;在埋深较浅范围内,LAHP与AHP试件的桩身水平变形、累积变形和单步位移荷载下的水平变形存在显著差异,LAHP试件的正、负向不平衡力和正向累积变形均小于AHP试件的,但负向累积变形和等效黏滞阻尼系数均大于AHP试件的。

日本盾构施工技术新进展

20世纪90年代末,日本最具代表性的盾构法施工工程是东京湾海底隧洞和东京圈泄洪隧洞工程,其经验对我国南水北调工程中的穿黄工程具有参考价值.东京湾海底隧洞工程是在水下60m深处用盾构法开挖总长10km的隧洞,采用了泥浆固壁的盾构施工法,工程已于1997年通车.东京圈泄洪隧洞工程隧洞总长6.3km,应用了泥浆盾构施工技术,工程正在施工中.