盾构隧道及其联络通道侧穿桥梁桩基影响分析

本文以长春某盾构区间及其联络通道侧穿快速路高架桥桩基础项目为依托,利用MIDAS GTS NX有限元软件详细分析了隧道施工时联络通道中心线上方横向地表土体的沉降曲线特征,隧道施工对联络通道中心线上方横向地表土体的主要影响范围,桥墩及桩基的最大竖向位移随盾构隧道及其联络通道施工时的变化阶段数,盾构隧道施工影响桥墩及桩基的最大竖向位移变化的主要施工范围。应加强对隧道施工主要影响范围内的地表土体沉降、桥墩及桩基位移的监测,做好安全保护措施。

双线盾构隧道及其联络通道抗爆性能研究

该文针对既有双线盾构隧道及其联络通道复杂结构的防护问题,采用ANSYS/LS-DYNA非线性显示动力有限元程序并结合流固耦合算法,对不同TNT当量、不同炸药位置、不同埋深条件下结构的动力响应进行全面研究。结果表明:随着TNT当量的减小,结构钢筋与混凝土单元的Mises等效应力不断减小,TNT当量从542 kg降到275 kg减小的应力值大于TNT当量从275 kg降到145 kg减小的应力值。爆源位置对结构的整体损伤情况影响不大,结构某点的位移主要取决于该点距离爆源的距离。埋深较小时隧道顶部钢筋和混凝土的拉应力峰值较大,为了有效增强结构的抗爆性能应加大埋深。

联络通道施工盾构机接收对已建盾构隧道影响试验研究

联络通道机械法施工中盾构机接收对已建盾构隧道受荷变形影响机制暂不明确问题,通过设计1∶10的缩尺模型试验,开展了联络通道机械法施工中盾构机接收对已建盾构隧道影响试验研究。试验结果分析表明:联络通道机械法施工时,盾构机开挖面附加水平土压力将导致接收端已建盾构隧道对侧的土压力在中部有显著的增大,而两端则减小,即导致顶推对侧发生了水平被动土拱现象;在中间附加水平土压力作用下,隧道在中间发生了显著的竖椭圆变形,而在两端则发生了一定的横椭圆变形;隧道中间发生竖椭圆变形对上下地层形成挤压,在竖向上同样形成了被动土拱现象;隧道纵向挠曲变形时出现了一定的反弯现象。盾构隧道作为地层中的管状结构物,在地层中纵向变形分析时需要考虑横断面变形的影响。

反拉式顶管法施工联络通道对地铁盾构隧道力学性能影响

为探究采用反拉式顶管法施工盾构隧道联络通道过程中主隧道的力学响应机制,依托北京地铁某盾构区间,建立模拟联络通道施工过程的有限元模型,通过与现场监测数据对比验证模型的准确性。继而研究联络通道施工对主隧道管片间错台位移、特殊管片应力及变形、螺栓受力的影响,并分析反力模式对主隧道管片力学特性的影响。结果表明:1)始发管片破除对主隧道力学性能影响较大,随着联络通道进一步开挖,主隧道受力和变形缓慢增大。2)管片间最大错台位移为1.17 mm,发生在特殊管片与普通管片接缝底部。特殊管片最大拉应力为18.6 MPa,出现在开口的顶、底部;最大压应力为27.0 MPa,出现在开口的腰部;最大横向扩张位移和竖向收敛位移分别为2.13 mm和4.56 mm。主隧道管片环间螺栓最大拉应力为213 MPa。3)背推式反力模式更利于控制开口处的横、竖向位移,反拉式反力模式更利于控制开口对面管片应力变形及其接缝处错动位移。

水下高速公路盾构隧道联络通道冻结施工模拟分析

公路盾构隧道联络通道建设面临较大的不确定性和风险,通常采用人工地层冻结法进行施工。以孟加拉吉大港卡纳普里河底盾构隧道联络通道为研究对象,分析联络通道施工过程中冻土帷幕和结构衬砌受力情况,研究采用双圈管冻结施工过程中冻土帷幕发展规律。针对施工期和运营期衬砌受力的最不利工况进行验算,分析积极冻结和维护冻结阶段温度场的变化,并研究部分不确定参数的敏感性。分析结果表明,该联络通道设计施工方案合理可行。

高承压水软土地区联络通道盾构法施工对区间盾构隧道影响分析

[目的]盾构法联络通道施工过程中,顶推及切削作用将导致隧道交叉连接处受力显著变化,加剧破洞影响,减弱安全性能。为高效实现施工控制,需对主隧道结构受力特性进行深入研究。[方法]以天津地铁首个盾构法联络通道工程实例为依托,结合有限元软件模拟盾构法联络通道施工过程,分析该工法对主隧道结构受力与变形的影响,并提出相应控制措施。[结果及结论]在联络通道始发阶段,始发隧道受顶推和切削作用,洞口附近管片变形与受力变化显著,洞口对侧拱腰处管片水平位移最大;在接收阶段,接收隧道受切削作用和土体开挖卸荷影响,洞口附近管片内力变化显著,产生偏向联络通道的变形。整体上,受影响范围主要集中在联络通道轴线两侧各约10 m范围内,约3倍联络通道外径。基于此,需关注被顶推及洞口附近等重点位置管片,在保障施工安全的前提下,可优化内支撑体系,通过减少台车撑靴支撑范围至2倍联络通道外径、减小台车钢板厚度或支撑钢管壁厚等方式降低工程造价。

盾构隧道长联络通道冻结法施工技术与应用

本文以郑州市轨道交通8号线五龙口站—同乐站区间隧道3#联络通道冻结工程为背景,详细总结了长距离联络通道施工关键技术,包括冻结加固方案、冻结施工技术要点、施工风险及应对措施等,并通过现场施工情况及实测数据进行了验证。针对长距离联络通道的冻结施工,采用双侧搭接布置冻结管、实时压力监测并打设泄压孔、解冻期及时跟进补浆、必要情况下施作钢拱架等措施,可以有效降低长距离联络通道冻结施工中的风险。在本工程冻结施工期间,实测地表冻胀位移及管片竖向隆起位移均小于6mm,解冻后融沉量小于10mm,联络通道初期支护竖向位移小于2.1mm,验证了本工程施工技术的可靠性,可以为类似的长联络通道冻结开挖工程提供参考。

水下超大直径盾构联络通道建设方案对比研究——以广州海珠湾隧道工程为例

针对在越江海高水压水下超大直径盾构隧道联络通道施工过程中缺乏足够的工程技术标准和案例经验、设计与施工面临众多挑战问题,以广州海珠湾超大直径盾构隧道区间的6条联络通道工程为例,对工程地质补勘资料及现场施工情况进行分析,揭示原矿山法设计施工方案存在的不足,并基于此提出“矿山法结合地层冻结加固方案”和“机械顶管法施工方案”2种优化方案;随后在安全性、经济性、施工工期等方面对不同工法进行综合优选分析,同时引入碳排放指标进行绿色低碳评估。研究结果表明:1)机械顶管法在安全性和施工效率上优于其他方案,能够显著缩短施工周期;2)相比矿山法结合地层冻结加固方案,机械顶管法方案碳排放量减少了2 747.51 t CO_(2e)。

地铁叠线隧道盾构机空推通过明挖竖向联络通道的关键技术研究

为研究盾构机空推穿越狭小空间竖向联络通道关键技术,本文以佛山在建轨道三号线工程安全控制盾构机穿越狭小空间叠线联络通道工程为实例,研究了端头水泥黏土膏浆加固技术、中板支架体系设计、现浇导台接收再始发方式、负环加固方式优化以及洞门切削参数控制等一系列的施工关键技术。该施工案例成功解决了盾构空推穿越狭小空间竖向联络通道的难题,并在穿越过程中对盾构机的三道盾尾刷、刀具刀箱等进行维修更换工作,最大程度地保障了盾构机在后续砂层段掘进施工过程的安全。

超大直径盾构隧道机械法施工联络通道可行性分析

目前联络通道的施工通常采用矿山法(超前预支护法暗挖作业),通过对软土进行注浆、对砂土进行冷冻等方法对周边土体进行加固。然而面对城市密集建筑群,地面空间受限,注浆加固无法进行,超深覆土条件下冷冻法加固则严重影响工期。依托广州海珠湾隧道工程盾构段,从施工工况、设备选型、施工工艺、施工重难点及安全质量控制等方面对超大直径盾构隧道机械法施工联络通道的可行性展开分析,得出了科学合理的机械法联络通道实施方案。

盾构隧道联络通道洞门复合管片修复技术

现有的管片堵漏技术为直接用快硬水泥浆封堵后,在其中埋入注胶管,后注入聚氨酯堵漏。该方法起效快速,但施工质量差,无法长时间抵御外部水压,后续维护成本高。文中介绍了一种盾构隧道联络通道洞门复合管片的堵漏修复技术,用于机械法施工的盾构隧道联络通道专用复合管片的修复,这种修复方法能够在狭小环境中精准定位管片渗流路径,缩小管片内覆钢板背部裂缝,且能够满足地铁隧道长时间运营的耐久性要求,能够为后续类似项目提供参考。

盾构法隧道联络通道智能出图软件研究与应用

随着城市地下交通建设的快速发展,盾构法隧道在地铁、公路等项目中得到了广泛应用。联络通道是盾构隧道的重要组成部分,隧道施工图纸的生成和管理是重要环节,直接关系设计施工的质量和进度。传统出图方式往往依赖于人工绘制和审核,效率低下且易出错。文章开发了一款盾构法隧道联络通道智能出图软件,旨在提高盾构法隧道联络通道施工图纸的设计效率和质量,减少人为错误,提升联络通道设计的智能化水平。

盾构法联络通道中提高切削效率的管片弱化研究

盾构法联络通道施工中因洞口处临时管片难以切削,施工中存在掘进周期长、盾机姿态难控制、涌水涌砂风险高等问题,但是关于此问题解决方案的研究目前还很缺乏。因此,本文以天津某地铁盾构法联络通道项目为背景,在保证结构施工及使用期间安全性的基础上,从弱化临时管片的角度出发,提出了3种弱化方式,分别为降低待切管片砼强度等级、减少玻璃纤维筋布筋量以及管片打孔,并利用有限元数值模拟对弱化的可能性及影响进行了研究。结果表明:(1)在3种弱化方式下,特殊衬砌环内力变化规律均为切削区内力减小,钢管片区内力增大,普通衬砌环的内力小幅度提高;(2)临时管片砼强度由C40降到C20后对衬砌环内力影响在15%以内,其中钢管片区内力增加量在5%以内;(3)主筋量减少70%以内对管片内力影响在2%以内;(4)管片内侧打孔使切削区弯矩降低30%左右,孔径与孔深尺寸相同变化量情况下,孔径对于内力影响大于孔深;(5)不同弱化方式弱化后的结构内力均在极限承载范围之内,3种弱化方式均可采用,从施工便利性和安全性角度来看,临时管片砼强度降低方案为最优方案。

基于盐水冻结加固的地铁隧道联络通道施工技术研究

联络通道作为地铁隧道常用的附属设施,相关的施工技术总结相对欠缺。基于实际工程,针对某中~强风化泥质粉砂岩中地铁隧道联络通道施工进行分析总结。梳理了冻结加固施工过程中的冻结关键技术,明确了冻结施工参数,总结了联络通道施工全过程的关键技术要点,整理了冻结加固地层的联络通道注浆工艺,阐述了注浆加固关键技术,提出了联络通道施工过程中的风险处置措施。

盾构隧道近距离下穿过街通道施工技术

工程盾构区间左右线均下穿呼和浩特市中山西路与锡林郭勒南路交叉路口正下方地下过街通道,连接通道采用1.5 m矩形预制钢筋混凝土管节顶进施工完成,下穿时两结构物之间最小净距离仅为2.5 m。采用通道内型钢支撑加固、通道内预注浆加固、盾构同步注浆、二次补注浆加固、全天候实时监测等措施,有效保证了盾构隧道、地下过街通道的结构安全,地面沉降控制在规范允许范围内,可为类似工程提供参考。

硬岩地层地铁盾构区间联络通道控制爆破技术

[目的]硬岩地层的联络通道施工目前尚未形成较为系统、成熟且快速的开挖施工工法。全断面硬岩中,区间联络通道断面小、操作空间有限,采用常规方法进行施工时效率较低,且存在较大的施工风险。为此,应对硬岩地层地铁盾构区间联络通道控制爆破技术进行深入研究。[方法]以福州地铁4号线某盾构区间联络通道为案例,提出了适用该项目的联络通道控制爆破技术。根据该项目的工程特点,对一次爆破最大单段药量所需的计算参数值进行了设置,根据设计联络通道与被保护对象间距离的远近,计算得到了3个等级的最大单段药量,进而提出了炮孔设计方案、装药结构方案及装药堵塞方案。选取了该联络通道上方地面的6个沉降观测点,得到了这6个测点在施工期间的地面沉降曲线,用以分析爆破施工对地面沉降的影响。[结果及结论]施工过程中制定的预留保护层、变岩体为岩墙、浅孔微分爆破、数码微差起爆等措施,有效地减小了爆炸冲击,降低了爆破振动,实现了该工程安全爆破、快速开挖的预期目标。

含联络通道地铁区间隧道扩挖形成新建车站施工过程的围岩变形分析

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[方法]在简述该扩挖工程概况的基础上,建立了采用各向异性节理岩体弹塑性模型的三维有限元数值模型,进一步确定了该模型的几何特征、地层特征、结构特征及工序特征。选取了3条测线(联络通道中心线、左线大里程区间隧道中心线、右线小里程区间隧道中心线),分别对这3条测线上方的地面沉降,以及左线隧道、右线隧道的洞周变形进行分析,并将模拟值与实测值进行对比,以研究区间隧道扩挖施工过程中围岩和结构的变形特征。[结果及结论]对模型的模拟结果与施工实测结果进行对比后可认为所建模型具有合理性;联络通道扩挖施工会导致隧道洞周收敛变形明显增大,区间隧道原联络通道位置与施工主通道交汇处的洞周变形最大。应对联络通道内进行渣土回填,以确保隧道扩挖施工的安全、顺利实施。

非对称异性隧道联络通道冷冻法施工技术

非对称异性隧道联络通道掘进时极易发生变形风险,因此对非对称异性隧道联络通道采取冷冻法加固施工技术。利用ANSYS软件,构建非对称异性隧道联络通道及其地层情况的三维模型,模拟不同冷冻天数、冷冻壁厚度、冷冻壁工况状以及冷冻温度下,联络通道的变形规律与稳定情况,并优化施工方案。结果表明:经冷冻法处理后的土体表现出良好的冻结效果,土体强度较高,掘进时土体不易塌陷;冷冻天数越长,位移变化量越小;土体冷冻壁较厚且全冷冻壁工况能够获得更加良好的加固效果;冷冻温度越低,联络通道越稳定。

盾构隧道机械法联络通道破洞施工中管片衬砌洞门结构力学响应的数值模拟研究

为深入探究盾构隧道机械法联络通道破洞响应力学机制,依托足尺试验对“玻璃纤维筋混凝土管片+钢混复合管片”的联络通道洞口结构开展三维有限元数值模拟分析,考虑初始、预撑、切削、成洞及拆撑5个关键施工步骤下管片的受力特征,并通过试验数据比对验证模拟结果的准确性。计算结果表明:在联络通道洞口破洞过程中主隧道开洞区域出现明显应力集中,破洞后切削环出现“悬臂”变形,最大弯矩、轴力出现在洞口两侧邻近管片,混凝土损伤主要分布在拱顶内弧面以及开洞侧拱腰的外弧面。在此基础上,依托杭海城际铁路工程实践提出“环梁加固”洞门结构模型,并对比2种结构在破洞施工过程中主隧道管片的力学响应,发现2种不同结构在轴力和弯矩方面的差异较小,但后者衬砌位移更小。认为外浇环梁能够显著提升主隧道纵向结构刚度,通过环梁传力能有效控制管片切削过程中相邻环之间的差异变形。

湖底隧道联络通道冻结加固施工技术研究

【目的】湖底隧道施工通常具有地质条件复杂、难度系数大、危险性高等特点,为研究冻结法在隧道下穿湖底联络通道中的施工技术要点,依托某实际地铁工程展开研究。【方法】结合地质勘察资料,综合湖底特殊地质条件及水文概况,设计采用冻结加固技术预先对周围土体进行处理,合理设计和优化开挖与构筑施工技术,对相关施工风险进行分析并提出解决措施。【结果】结果表明,冻结法施工具有较高的安全可靠性,且适用于各种复杂的水文地质,如软土、流砂以及高水压和高地压地层。【结论】本研究对城市地铁湖底联络通道的安全和有效施工具有一定的参考意义。