隧道施工下穿建筑物注浆抬升机制及预测研究

在分析建筑物沉降恢复特点的基础上研究注浆抬升机制,提出地层充填密实、止浆围护形成、抬升力形成及建筑物结构抬升的四阶段作用模式,并相应总结建筑物稳定抬升的施工技术要点。采用数值模拟方法对厦门市成功大道工程隧道穿越104#,105#试验楼注浆抬升进行预测分析,得到建筑物单次抬升量为2.1～3.7 mm,且不同抬升力和围护刚度对抬升效果具有显著影响,适当增大抬升力和围护刚度对抬升有利,但其作用有限。工程现场试验结果表明,注浆抬升是反复对地层劈裂-充填-再劈裂的过程,当注浆压力达到0.7～1.0 MPa时楼房即开始出现明显抬升,且单次最大抬升量为2.2～3.1 mm,这与数值分析预测结果基本吻合。所得结论有助于科学认识城市隧道及地下工程安全性控制的内涵,并可为类似工程提供一定的参考和借鉴。

房屋注浆抬升实践与监测分析

厦门梧村山浅埋大跨隧道,要求下穿浦南片区密集建筑群,其工程难度国内外罕见。通过对现场房屋的抬升实践和监测分析发现:房屋注浆抬升可分为两个层次,即注浆止沉和注浆抬升。现场抬升试验表明:采用动态跟踪补偿注浆能够较好地实现房屋止沉,而房屋的抬升则极富挑战性。一方面房屋抬升必须以补偿注浆、止浆墙完成、地层加固密实为前提;另一方面还必须选取合适的注浆工艺、注浆量、压力、抬升孔分布、注浆深度等,才可能实现抬升。抬升过程监控还发现:地层抬升明显,房屋止沉效果良好;但房屋抬升呈波动趋势,最终房屋仍呈沉降趋势。该结果反应了注浆地层抬升与房屋抬升是不一致的,只有较大范围、稳定的、均匀的、不消散的地表抬升,才能形成安全有效的房屋抬升。通过相关的解析和数值方法,对抬升注浆参数进行初步优选以及对房屋抬升量进行预测,结果可以满足工程需要。

注浆抬升位移的随机介质理论预测方法

根据随机介质理论,浆泡由许多无限小的微元组成,假设浆泡膨胀对地表的影响可以等效为许多微元体膨胀对地表的影响总和,土体抬升量等于注浆前与注浆后浆泡引起的地表抬升值之差,建立了单孔注浆抬升量的随机介质预测模型;假设多孔注浆抬升位移为单孔注浆抬升位移的线性叠加,建立了多孔注浆抬升量的随机介质预测模型。数值模拟、现场实测结果与理论预测结果的对比分析结果表明:单孔注浆的随机介质理论预测模型可以有效地预测地表抬升位移,多孔注浆的随机介质理论预测模型与实际结果有一定的偏差,但满足工程应用要求。

注浆抬升在隧道穿越既有建筑物中的研究及应用

厦门机场路一期工程浦南段暗挖隧道具有浅埋、大跨、围岩软弱、周边施工环境复杂等显著特点,在隧道下穿的楼房中,34#楼房是工程中重点保护对象。根据34#楼房结构、地基岩层及周边环境等情况,经过对各种房屋保护方案的可靠性和可操作性等方面进行系统分析,施工中采取地表跟踪注浆施工方法对房屋进行保护。根据104#,105#楼房注浆试验研究效果,确定34#楼房以过程控制和工后恢复为核心的注浆抬升方案,采用袖阀管注浆工艺。为实时掌握34#楼房沉降及裂缝的发展情况,及时指导施工,布置房屋沉降及裂缝发展监测点,监测结果表明:注浆抬升能够有效地抑制房屋的沉降和裂缝的发展,最终房屋的各测点累计沉降值控制在25 mm之内,差异沉降控制在1‰之内,隧道穿越34#楼房的过程中结构安全处于可控状态。注浆抬升对于保护隧道穿越既有建筑物具有重要工程意义,该研究成果为类似的隧道穿越工程提供一定的借鉴。

止浆墙在注浆抬升效应中的影响分析及工程应用

注浆抬升地表是地下工程施工中控制地层和邻近建筑物沉降的常用方法。从注浆抬升作用机理出发,阐述了止浆墙在地层注浆抬升中的作用,根据单浆泡均匀扩张模式,采用FLAC3D有限差分程序,建立了含止浆墙的注浆抬升数值模型,分析了止浆墙刚度与厚度变化对土层抬升效应的影响。工程应用表明,利用止浆墙注浆是建筑物沉降控制和基础抬升的有效方法。

既有地铁隧道纵向注浆抬升机理分析

压密注浆抬升是减小地铁隧道过大沉降和不均匀沉降的有效措施。文章基于柱孔扩张理论和镜像法,针对压密注浆对既有地铁隧道的附加抬升力进行理论分析,并推导了考虑隧道位移影响的抬升力解析解。将既有隧道简化为Vlasov地基上的Timoshenko梁,考虑隧道的环间剪切错台和有限深度地基土的连续性,建立隧道注浆抬升计算模型,并给出隧道纵向响应的理论解。最后通过工程实例对该方法进行验证,揭示了隧道注浆抬升的作用机理,并分析了关键因素对抬升效果的影响规律。结果表明,抬升效果对隧道底部土体弹性模量的变化较为敏感,而且随着弹性模量的减小其影响更加明显;注浆施工顺序对隧道抬升效果起着关键性作用。研究成果可为类似的隧道注浆抬升工程提供参考和预测。

盾构隧道注浆抬升浆液配制技术

注浆抬升是1种治理软土地区盾构隧道不均匀沉降的技术。其中,浆液性质是治理效果的关键因素之一。而浆液的初凝时间关系到注浆方案的确定,浆液后期强度关系到隧道治理的长久效果。结合宁波轨道交通某区间沉降治理,通过对不同配比的双液浆及单液浆展开研究,进行了大量室内试验,测定了2种浆液的初凝时间及抗压强度,为相关的盾构注浆施工提供参考。

盾构隧道注浆抬升对隧道结构内力的影响分析

采用注浆抬升技术治理盾构隧道不均匀沉降时,注浆产生的附加应力会增加管片内力,对隧道的长期服役性能造成影响。以宁波地铁某区间盾构隧道不均匀沉降治理工程为背景,通过对比现场实测数据与有限元模拟的结果,验证了有限元计算的可靠性,并在此基础上分析了有无内部支撑体系、不同注浆范围及注浆顺序情况下隧道结构内力的变化。分析模拟结果发现,内部支撑体系可有效减小隧道结构变形及附加内力;采用由近及远、先中部后两侧的注浆顺序,并尽可能扩大横向注浆范围的情况下,隧道产生的附加内力较小。

注浆抬升在隧道穿越既有建筑物中的研究及应用

为确保地表跟踪注浆施工技术保护房屋方案的实施,首先以地表预留104#、105#拆迁房为对象进行跟踪注浆试验,从而确定房屋保护施工方案、施工工艺、注浆材料、注浆参数等;然后,针对需要重点保护的34#房屋的工程特点,进行注浆抬升方案实施,分别在不同位置进行止浆帷幕、房屋基底预加固和动态跟踪这3种注浆孔的布置,并在地面注浆抬升方案实施中采用工前基底注浆加固、工中动态跟踪注浆和工后抬升注浆3个步骤。为实时掌握沉降情况和指导施工,总共布置23个沉降监测点。监测结果表明:注浆抬升能够有效地抑制房屋的沉降,隧道穿越房屋的过程中结构安全处于可控状态,房屋的沉降发展趋势比较平缓,处于稳定状态,最终房屋的各测点累计沉降和差异沉降都控制在标准范围内。

高速铁路无砟轨道结构注浆抬升技术的应用

以一高速铁路路基区段无砟轨道结构不均匀沉降整治工程为背景,分析了无砟轨道结构不均匀沉降病害的特点及成因,介绍了无砟轨道结构注浆抬升技术的原理、施工工艺流程及施工质量控制要点。该技术利用改性聚酯注浆材料反应前易流动、反应时快速膨胀、反应后快速固结的特点,将其注入无砟轨道基床的级配碎石表层,实现对无砟轨道结构的竖向顶升。工程实践证明,无砟轨道结构注浆抬升技术能够在单个天窗内对轨道结构实现快速、同步、精确抬升,恢复线路平顺性,具有较好的应用前景。

盾构隧道注浆抬升施工对衬砌结构的影响

基于盾构隧道注浆抬升工程,建立盾构隧道注浆抬升对管片衬砌结构影响计算模型,通过对比现场实测数据和数值计算结果,验证计算模型的正确性;在此基础上探讨分析不同注浆位置、不同注浆顺序对管片衬砌结构的影响,为盾构隧道注浆抬升施工提供参考依据。

CRTSⅢ型板式无砟轨道路基地段注浆抬升技术

高速铁路无砟轨道施工结束后,路基地段会出现不同程度沉降现象,当无砟轨道高程过低时,超出扣件调整范围的部分可采用注浆抬升技术。从方案选择及施工控制要点方面对无砟轨道高聚物注浆抬升技术进行分析,采用聚氨酯预聚体与固化剂按1:1比例进行注浆,使抬升量达到预定高度,有效解决无砟轨道施工中高程过低问题,为确保无砟轨道安装精度及质量奠定基础。

盾构隧道注浆抬升效率数值与试验分析

地铁盾构隧道不均匀沉降治理难度高、风险大,微扰动注浆隧道抬升技术能够在对周边及隧道结构影响较小的情况下,对隧道不均匀沉降加以改善与控制。本文以宁波轨道交通2号线丽园南路—云霞路区间(以下简称丽云区间)下行线注浆抬升试验为背景,采用数值模拟及试验分析方法,对影响注浆抬升效率的主要因素进行定量分析。

基于层次分析法的盾构隧道注浆抬升风险研究

注浆法应用于软土地区盾构隧道不均匀沉降治理，虽然取得了一定成效，但目前仍处于探索阶段，注浆抬升过程中盾构隧道结构变形及内力变化规律尚不清楚，注浆抬升量过大甚至会导致隧道结构破坏。针对宁波轨道交通2号线丽云区间盾构隧道注浆抬升试验，采用层次分析法识别该注浆抬升试验可能存在的风险，确定风险等级，并提出相应的控制措施。

机械抬升联合有机注浆方法在铁路道口病害治理中的应用

以某铁路道口病害治理案例为依托,针对基床表层翻浆冒泥和砂浆层细颗粒流失双重病害引起的轨道板沉降及不均匀沉降难题,首次发明和制作了专用抬升装备,并采用机械抬升联合有机注浆方法进行治理。结果表明,底座板两端土体加固可有效封堵有机注浆渗漏通道和基床表层翻浆冒泥通道;改性聚氨酯有机注浆对于基床表层翻浆冒泥加固效果良好;首次发明和制作的专用机械抬升装备具有安装便利、抬升力大、抬升速度快、不均匀抬升、抬升和下降可调、精度高等多项功能,抬升效果好;机械抬升联合有机注浆方法对于基床表层翻浆冒泥和砂浆层细颗粒流失综合病害具有很强的适用性,不仅可以对基床表层和砂浆层进行加固,还可以实现多块不均匀沉降轨道板的抬升和找平。

隧道无砟轨道沉降高聚物注浆整治技术

隧道内无砟轨道因其具有较强的稳定性、较好的耐久性、美观等特点而被广泛应用于国内外的高速铁路上。但随着无砟轨道的使用年限增加,防水措施失效部位受地应力变化或者排水不畅等外部地质因素影响,隧道内无砟轨道结构局部区段易发生路基翻浆病害,甚至逐渐在后期演变为不均匀沉降,从而降低列车行驶的安全、舒适以及平顺性,同时显著加快无砟轨道各零部件的变形失效。

地下工程抬升注浆设计方法及其抬升效果预测研究

以北京地铁五号线崇文门地铁车站下穿既有线抬升注浆工程为研究对象,结合监测数据与三维有限差方法分析新建车站开挖引起既有线沉降的特征,以此为依据进行抬升注浆设计。通过在"注浆单元"上施加膨胀压力模拟注浆抬升既有结构的效果并与实测数据做对比,验证了施加膨胀压力模拟抬升注浆的正确性和有效性,为今后类似工程的设计提供了预测抬升效果的方法。在此基础上进一步研究得出止浆墙能有效限制土体侧向膨胀,提高抬升效果的结论。

压密注浆技术在桥头搭板抬升的应用

高速公路桥梁与道路连接处经常出现桥头搭板的不均匀沉降,存在较大的交通安全隐患。就此问题提出了一种采用压密注浆技术进行快速抬升的方法,可以有效地将搭板抬升至桥面坡度,将误差控制在约1 mm,同时对桥头搭板基础进行永久性加固处理,提高了地基承载力,防止再次沉降。特别适用于治理已通车的高速公路桥头跳车问题。

盾构区间“栽头”位置注浆管片抬升

软土地层盾构隧道施工易出现沉降过大,导致轴线出现偏差,对隧道结构整体进行注浆抬升是对轴线偏差治理的一种有效方法。通过对佛山轨道地铁某盾构区间"栽头"现象进行分析,提出深层注浆抬升管片施工工艺,并从土体加固、抬升阶段、稳定阶段3个方面分析注浆工艺要点。工程实践表明:通过分阶段地进行注浆抬升管片,隧道轴线满足基本设计要求。

注浆处治盾构下穿建筑物渗水沉降的效果分析

天津地铁3号线盾构下穿某既有建筑物时因地下水渗漏引起建筑物沉降,文章以注浆抬升处治工程为研究对象,结合监测数据,采用数值模拟方法分析了在隧道渗水条件下注浆抬升既有建筑物的效果,在此基础上分析了注浆点位置、注浆时间对注浆抬升效果以及对隧道的影响。研究结果表明:浅孔注浆时补偿注浆率较高,所需注浆量明显低于深孔注浆,但补偿注浆率波动程度较大,建筑物倾斜显著增加;深孔注浆时注浆压力导致隧道弯矩急剧增大,为浅孔注浆时的3.7倍,隧道弯矩影响范围均约为注浆区宽度的1.5倍;适当增加单次注浆时间,建筑物倾斜增量较小,且建筑物测点抬升量显著增加,补偿注浆率明显增大,注浆抬升效果更好。