富水圆砾地层超近间距顶管群施工地层扰动控制及分析

富水圆砾地层条件下顶管群组合式换乘通道施工目前在国内尚为罕见,其施工控制技术及对地层的扰动规律有待研究。围绕南宁地铁5号线明秀路站三管并行换乘通道工程,进行施工期地层扰动控制及分析研究,对顶管机、管片接口、洞门止水进行针对性设计,并配置与地层相匹配的减摩泥浆,同时开展施工过程中地表位移现场监测及数值模拟分析,得到以下结论:开挖初期的地层扰动影响较大,是地层控制的关键阶段,开挖面附近的地层小范围扰动剧烈,是控制的关键部位;横断面方向施工影响区域在并行三管总宽度2倍的范围;顶管掘进对地表直接扰动以上浮为主,当顶管上方有管线时,则容易产生沉降。

富水圆砾层地层大断面矩形顶管群设计与施工技术

大断面矩形顶管法是通过螺旋机、多组液压千斤顶等设备,采用不影响地面交通的开挖方式进行地下掘进,同步将作为永久支护的预制管节推入土层中的一种隧道施工工法。大断面矩形顶管工法的应用,可以有效的减小地下工程施工对于地面交通、管线等产生的影响,相对于矿山法和明挖在市区内实施出入口过街通道具有一定的优势,下午将对此进行阐述。

富水圆砾地层盾构隧道联络通道加固技术研究

联络通道施工是盾构隧道施工中的事故多发阶段,选择合理的土体加固方式提高周边土体的稳定性是保证联络通道施工安全的关键环节。本文介绍了联络通道常见的施工方法和加固方式,并针对南宁市富水圆砾地层特性,结合南宁地铁2号线三苏区间联络通道的施工,对适应该地层的盾构隧道联络通道加固工法进行比选分析,最终采用地下连续墙加膏浆注浆技术进行预加固处理。通过对加固后的地层沉降变形、地下水位和联络通道净空收敛等实测数据的分析,验证了地下连续墙加膏浆注浆对圆砾地层注浆加固的可靠性,为今后富水圆砾地层盾构隧道联络通道施工提供了一定的参考。

富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数优化研究

如今盾构法施工在地铁建设中已得到广泛应用,砂卵石、软土等地层的盾构施工技术日趋成熟,而富水圆砾地层的盾构施工技术研究较匮乏。本文依托南宁轨道交通2号线三十三中~苏卢站盾构掘进区间,对富水圆砾地层段和圆砾泥岩复合地层段土压平衡盾构掘进参数进行对比分析,并对圆砾地层土仓压力取值范围的计算方法进行讨论。研究结果表明,圆砾地层掘进参数波动幅度较小,其中,盾构推力、刀盘扭矩、注浆压力三者变化趋势存在相似规律,土仓压力则有所增长。复合地层中掘进参数中盾构推力、刀盘扭矩、注浆压力波动幅度更明显,但土仓压力基本保持稳定。采用Terzaghi松动土压力和静止土压力计算值作为圆砾地层土仓压力取值范围更为合理。三苏区间采用的掘进参数对地表沉降基本控制在5mm以内,对圆砾地层盾构施工具有借鉴意义。

富水圆砾地层盾构下穿既有地铁隧道掘进参数研究

南宁地区富水圆砾地层中新建隧道下穿既有隧道的相关研究目前较为匮乏。依托南宁地铁3号线金湖广场~琅西站区间盾构下穿既有1号线地铁隧道工程,对下穿区间段的盾构掘进参数进行研究。研究结果表明:3号线下穿既有1号线施工过程中部分掘进参数控制良好,既有1号线沉降控制在5 mm内;适当提高泥水仓压力能够降低既有隧道沉降的增速,同步注浆量和同步注浆压力的不足则会引起既有隧道沉降值增大;下穿施工时,掘进速度应控制在10~15 mm/min并应适当停机调整盾构机姿态,泥水仓压力应控制在0.2~0.22 MPa,预压值Pa应适量提高0.01~0.02 MPa,调整级差不应超过0.015 MPa,同步注浆量应控制在5~5.5 m^(3),后进行开挖或泥岩圆砾复合地层中应适量增加0.5~1 m^(3),同步注浆压力应控制在0.25~0.4 MPa,并根据地质情况优化注浆位置以保证注浆效果。

富水圆砾地层地铁盾构隧道施工对既有管线变形影响规律分析

以南宁轨道交通2号线某区间盾构双线隧道先后通过与隧道间距不同的管线为工程背景,通过FLAC软件数值计算和现场监测相结合的方法研究了富水圆砾地层地铁盾构隧道施工对既有临近管线变形的影响规律。结果表明:随着地层深度增加,沉降槽宽度减小;管线最大沉降量出现在左线隧道中线上方;盾构刀盘通过2倍盾构外径范围后,管线沉降逐渐趋于稳定;管线沉降曲线受右线隧道开挖影响不再符合高斯曲线,同时管线最大拉应力呈增加趋势,而最大压应力呈减小趋势。研究结果可为类似工况下地铁盾构隧道的安全施工提供参考。

富水圆砾地层基坑降水对地表沉降的影响分析

降水是保证基坑在干燥环境进行施工的必要措施,但也是引起地层沉降的原因之一。富水圆砾地层在南宁地铁施工中是一种常见地质情况,本文依托南宁轨道交通2号线苏卢站,分析了富水圆砾地层中基坑降水引起地表沉降的原因,根据分层总和法和地下水动力学中井的渗流理论计算了圆砾地层水位降深产生的地表沉降,并与苏卢站实际地表沉降值进行对比。分析结果表明,圆砾地层降水影响范围广,造成地表沉降主要是由于承压水流失和地层土颗粒流失两个因素,采用隔水帷幕或地下连续墙和坑内降水的施工技术可以有效控制降水影响范围,控制地表沉降。

富水圆砾地层地铁盾构隧道施工对地下管线变形影响规律及控制措施研究

以南宁地铁5号线某区间为研究对象,运用变形理论分析、现场监测数据和数值模拟相结合的方法进行研究,采用数值模拟软件模拟盾构施工过程,分析不同盾构掘进参数对沉降的影响大小,建立盾构施工参数与沉降的关系,通过与实测数据的对比分析,总结在富水圆砾地层地铁盾构施工过程中地下管线的变形规律,提出类似的富水圆砾地层盾构法施工的沉降控制措施,为类似项目施工提供参考依据。

南宁地铁苏安区间富水圆砾层盾构选型及适应性研究

随着我国隧道施工技术的不断发展,越来越多的城市地铁隧道采用盾构法施工。其作业环境好、安全性高、施工速度快、隧道质量高、对周围环境影响小、地表沉降易于控制等优越性明显。运用盾构法施工,盾构机的性能及其与地质条件的适应性是盾构隧道施工成败的关键。本文以南宁地铁为例,阐述了盾构选型的关键因素及长距离穿越富水圆砾层的技术要点。

富水圆砾地层土压平衡盾构停机地层变形特征实测分析

为分析盾构停机期间地层变形规律,依托某富水圆砾地层地铁区间盾构工程,对盾构停机前后地层沉降变形和掘进参数变化进行监测和研究,并计算单纯由盾体下卧层压缩引起的地层沉降。结果表明:盾构停机对盾体前方土体沉降变形影响更大,且沉降速率与停机时间密切相关;盾体后方土体沉降主要受盾构掘进地层损失影响,其沉降逐渐稳定,且土层深度越浅沉降越早稳定;对于近距离盾构下穿施工,下穿前停机造成的影响比下穿后停机造成的影响更大;盾构停机复推时由于总推力和上土舱压力大幅增大,地层沉降曲线出现先隆起再下沉的波动,深层沉降波动幅度显著大于地表沉降,表明富水圆砾地层盾构停机会放大对邻近深层土体的扰动影响,在盾构近距离下穿既有地下工程施工过程中应尽量避免停机。

富水圆砾地层盾构渣土改良技术研究

为解决土压平衡盾构在富水圆砾地层中渣土不易改良及易喷涌问题,采用昆明地铁4号线圆砾土作为试验材料,以膨润土泥浆、羧甲基纤维素(CMC)与聚丙烯酰胺溶液(PAM)作为主要改良材料,泡沫作为辅助改良材料开展室内改良渣土坍落度和常水头渗透性试验。试验结果表明:1)在塑流性方面,仅用泥浆或泥浆与CMC混合改良时,圆砾土流动性过大;PAM加入到泥浆改良渣土中时,能够提高渣土的塑流性;泡沫的掺入对泥浆和PAM共同改良渣土的塑流性无影响。2)在渗透性方面,CMC、膨润土泥浆和PAM均可有效改善渣土渗透性,且渗透系数随着注入比的增加而增大;泡沫的掺入对泥浆和PAM共同改良渣土的渗透性无影响。根据试验结果可知:当地下水头约为25 m时,可将膨润土泥浆配比1∶4(1%CMC)、膨润土泥浆注入比(BIR)=25%、PAM注入比(PIR)=12.5%、泡沫注入比(FIR)=20%或膨润土泥浆配比1∶3、BIR=25%、PIR=7.5%、FIR=20%作为此圆砾地层的渣土改良参数。

富水圆砾地层斜向并行隧道上部盾构掘进对下部管片力学状态的影响

受地下空间限制,盾构区间双线隧道不可避免地存在斜向上下并行的空间关系。依托昆明地铁4号线小菜园—火车北站区间段盾构隧道工程,采用现场实测、数值模拟等方法,研究富水圆砾地层上部后行盾构隧道施工对下部先行盾构隧道管片力学行为的影响规律。研究结果表明:富水圆砾地层上部后行盾构隧道掘进过程中,下部先行隧道管片靠近侧的竖向位移大于背离侧的竖向位移,导致下部先行隧道管片发生顺时针旋转;在上部后行隧道开挖引起的地层应力释放作用下,两隧道中心连线方向上存在对下部先行隧道管片类似“斜向拉力”的外部荷载作用;下部先行隧道管片竖向位移和环向附加应力大致经历缓慢变化、快速增长和趋于平稳3个阶段,其中,快速增长阶段位于上部后行隧道刀盘与下部先行隧道目标管片前后水平距离2.9倍管片外径的范围内;在上部后行隧道盾构刀盘到达下部先行隧道目标管片竖向对应的上部隧道管片位置时,目标管片竖向位移增长最快;上部后行隧道掘进对地层所产生的应力扰动并不会显著改变目标管片所受弯矩状态。建议针对富水圆砾地层斜向并行隧道,对上部隧道与下部隧道之间的地层从先行隧道洞内深孔注浆加固,以降低后行洞开挖引起的地层扰动和先行洞的变形。

富水圆砾地层地铁深基坑地下连续墙施工力学行为

为了研究富水圆砾地层地下连续墙施工时槽壁的变形及受力情况,确保施工过程中的安全,以某地铁车站为工程背景,采用有限差分软件FLAC^(3D),选取相邻3幅地下连续墙为原型进行三维动态施工数值模拟,依据数值模拟结果对槽壁及地表在地下连续墙施工过程中的受力、变形状态及规律进行分析,指导施工。研究结果表明槽段拐角侧壁水平剪应力最大,最大侧向位移发生在圆砾层,地表沉降呈现沿垂直槽段方向对称勺型分布。

富水圆砾地层盾构隧道端头加固优化设计研究

南宁轨道交通3号线富水圆砾地层中盾构始发或到达时易发生流砂、涌水事故。基于此,文章通过理论计算、数值模拟对不同隧顶埋深、横向加固厚度、竖向加固厚度及纵向加固长度下端头土体的稳定性进行了分析,对止水加固厚度进行了优化设计,得到了经济、安全的富水圆砾地层盾构隧道端头加固范围,同时结合南宁地区施工经验,提出了采用混凝土连续墙+袖阀管注浆+井点降水的富水圆砾地层端头加固方案。实际工程应用效果表明,该方案对于富水圆砾地层是适用的。

南宁地区富水圆砾层袖阀管注浆加固技术

为了解决南宁地区富水圆砾地层袖阀管注浆加固过程中浆液扩散难以控制、加固效果难以保证的问题,通过室内试验和现场实践,从工艺参数、浆液配合比等方面进行优化改进,总结得出在制浆过程中,通过添加外掺料形成能提高浆液抗分散能力的复合浆液,并采取低压慢注相结合的注浆新工艺,从而提高富水圆砾层注浆加固的可靠性。

富水圆砾地层中地下连续墙施工技术研究

富水圆砾地层分布厚度较大、透水性强、自稳性差,可能导致连续墙施工塌孔、不利成槽等困难。为了保证工程的稳定性,文章以呼和浩特市地铁2号线04标段富水圆砾地层中地下连续墙施工为背景,开展富水圆砾地层中地下连续墙的施工技术研究,总结出现的问题和解决方法,结合实际工程的监测数据与数值模拟结果进行对比分析,表明数值模拟结果和实际较接近,并提出了在富水圆砾地层中施工地下连续墙的技术特点。

昆明富水圆砾地层盾构渣土塑流性指标与合理改良方案研究

为避免在昆明地区广布的富水圆砾地层掘进时出现盾构掘进参数不稳定、渣土状态不良、螺旋输送机喷涌等风险,依托昆明地铁4号线盾构工程开展了一系列渣土塑流性测试与盾构掘进参数分析,提出了盾构推力、刀盘转矩、掘进速度、土舱压力的合理范围与渣土塑流性指标"坍落度"的求解方法,进一步采用规划求解的方法优化了针对该地区富水圆砾地层的渣土改良方案,明确了不同级配渣土含水率和泡沫注入比的合适范围。现场应用结果表明,依据左右线试验段监测数据提出的优化渣土改良方案有着良好的适用性,有效地改良了盾构渣土状态并将盾构各项掘进参数控制在合理范围内,为盾构的安全、高效掘进及后续近距离顺利下穿昆明地铁2号线提供了重要保障。

浅谈富水圆砾地层中地下连续墙施工技术

地下连续墙由于其刚度大、防渗好、工期短、效率高等诸多有点而得到了广泛的应用。以南宁地铁1号线10标白苍岭站围护结构施工为例,叙述了SH350地连墙抓斗在地铁车站中的应用,能够取得很好的防水效果。

富水圆砾层渣土改良与掘进控制技术研究

南宁地铁一号线土建五标盾构区间地层以圆砾为主,多次发生刀盘被困及螺旋输送机被卡的现象。在盾构机脱困过程中多次出现沉降过大,甚至产生塌方风险。为解决上述问题,经反复研究、实践,通过向盾构机土仓内添加一定比例的渣土改良溶液,起到增加渣土细颗粒,悬浮圆砾的作用,同时也可防止圆砾大量堆积在土仓内,造成刀盘被困或螺旋输送机被卡。配合渣土改良优化掘进控制技术,解决了盾构机在圆砾地层掘进过程中的诸多难题。

地铁工程中的富水圆砾地层中地下连续墙施工技术

地下连续墙兼具刚度大、抗渗漏、适应性强等多重优势,是地铁工程中较为常见的结构形式。但遇到复杂的地质水文条件时,将明显加大地下连续墙的施工难度。如富水圆砾地层的自稳能力不足,施工连续墙时容易诱发局部沉降、坍塌的问题,合理采用施工技术至关重要。鉴于此,以五里营站工程为依托,考虑现场富水圆砾地层的特殊性,从实际条件出发,着重对其中的地下连续墙施工技术展开探讨,最终取得了良好的施工效果。