基于有限元模拟分析法的受损管片修复加固技术

盾构管片作为隧道的重要屏障对结构的安全起重要作用。虽然目前盾构工程形成了较为成熟的结构设计理论和工程实践体系,但地铁盾构隧道施工的质量受地面的堆载、周边基坑开挖、地下水源丰富等周边环境以及掘进施工等影响,仍存在一些尚待解决的问题,主要是管片环与环、块与块之间易产生的质量问题,如管片的渗漏、裂缝、错台、崩缺等,进而导致隧道渗漏或破裂等病害,简单的修补管片强度无法满足要求。本文以广州市轨道交通十一号线及同步实施工程总承包项目广建分部土建工程大塘站~石榴岗站盾构区间为依托,通过分析传统盾构隧道管片损坏修复方法,研发出基于有限元模拟分析法的受损管片修复加固技术,采用有限元法对隧道受损管片进行分析和计算,并在受损区域进行钢环加固施工,提高隧道结构在后续使用工况下的安全性。实践结果表明,采用本技术进行施工,加固后的衬砌结构安全性系数(R/S)大大提高,且管片裂缝宽度均满足要求,可为其他类似工程提供参考。

盾构隧道破损管片修复竖井回填过程中的荷载分布规律

目的:在地铁隧道管片修复过程中,一般通过明挖工作竖井到达隧道破损衬砌管片表面,进而修复隧道结构。但在回填工作竖井时,其内部回填材料作用于盾构隧道拱部的荷载分布规律尚不明确,因此需对隧道破损采样修复竖井的回填材料及竖井回填过程中的荷载分布规律进行研究。方法:建立盾构隧道修复竖井回填有限元模型;选取砂土、轻质混凝土、卵石土这3种回填材料,分析修复竖井回填荷载传递规律和荷载分布特征。结果及结论:当修复竖井回填材料为轻质混凝土时,竖井底部应力最小;当轻质混凝土回填高度达到17.4 m时,竖井底部应力为55.58 kPa;竖井回填过程中对隧道拱顶造成的荷载形式为均布荷载;随着竖井累计回填高度的增加,盾构隧道拱部荷载呈指数函数增加;当竖井回填高度大于6.0 m后,隧道拱部荷载增长减缓并逐渐趋于稳定。

城市轨道交通隧道管片修复工程液氮超低温快速冻结技术

文章依托深圳市城市轨道交通20号线车辆段入段线隧道管片修复工程的液氮冻结施工,开展液氮冻结监测及结果分析工作,获取了液氮冻结加固中土体和液氮的温度、压力指标数据。

已运营地铁隧道盾构管片破损的竖井永久修复技术

[目的]某地铁运营区间盾构隧道在地表降水井钻孔施工中,隧道管片被钻穿,导致破损,引发突水灾害,造成地铁停运。对此,需针对已运营地铁隧道内盾构管片破损的情况研究永久修复技术。[方法]针对该区间内砂卵石、泥岩地层稳定的特点,提出明挖竖井修复破损管片的技术,并详细阐述了管片破损竖井修复施工工艺。建立有限元模型,对降水、竖井开挖、管片修补、竖井回填等不同施工阶段管片破损位置的应力变化进行了研究。[结果及结论]管片破损位置修复后的压应力最小为0.732 MPa,随着竖井的回填,修复部位边缘处和中心处的应力开始逐渐增加,最终边缘处应力稳定在2.124 MPa左右,中心处应力稳定在0.732 MPa左右。满足安全性要求,表明该修复技术是可靠的。

地铁盾构隧道管片破损修复技术研究

某地铁区间隧道挖掘贯通后,受后续施工的影响,产生了较大变形与位移,并导致管片错台、破损与局部开裂。为避免隧道的进一步损坏以及确保盾构隧道的运营安全,需对隧道管片进行修复处理。在分析该区域地质条件的基础上,经多方案比较,决定采用钢板内衬加固的方式对破损管片进行修复。对钢板内衬加固所涉及的净空复核、管片受力复核、裂缝处理及环片加固等技术问题展开了详细论述。工程实践表明,钢板内衬加固的方式效果良好,可供类似工程修复问题借鉴。

城市地铁区间隧道盾构管片破损修复及病害防治关键技术应用

为了保证城市地铁盾构隧道长久安全使用,研究分析管片破损修复及病害防治迫在眉睫。依托徐州市轨道交通师范大学站—中心医院站区间盾构隧道工程,根据《盾构法隧道施工与验收规范》对管片结构破损情况进行归纳分类,并在此基础上提出针对性破损修复措施。根据管片渗漏水具体情况,研究分析了管片渗漏水病害诱发因素,并提出了一套系统合理可行的盾构隧道管片渗漏水病害防治方案。研究结果表明,对于管片表面缺陷、缺角的治理可采用环氧树脂填充修补,对于管片两侧和底部破损可根据破损程度考虑设置靠模,对于管片顶部破损长度大于200 mm、深度大于20 mm的缺陷的修复可采用铁丝网补强后再用环氧树脂填充修补。提高管片整体密封性是防止管片渗漏的关键,管片渗漏水的处理应根据具体渗漏位置、渗流量大小、渗流速度采取相应的针对性治理措施,管片接缝渗漏可采用注浆止水,在隧道进出口等重点段落渗漏水可采用壁后注浆措施。研究结果可为类似工程提供一定的参考价值。

武汉市轨道交通3号线某盾构区间管片破损修复方案与分析

武汉市地铁3号线菱角湖站~香港路站区间在盾构贯通前,第456环管片出现破损及错台,需对破损处管片进行修复处理。根据隧道管片损失情况,介绍了盾构隧道衬砌损坏管片修复方案,并按照此方案科学严谨施工,取得了预期效果,保证了武汉市地铁3号线顺利运营通车。

水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究

水下盾构隧道管片钻穿会引起大量涌水突泥,对隧道建设及运营造成重大影响,且采取的隧道修复措施将影响隧道的长期运营安全。以某地铁隧道被意外钻穿的实例为工程背景,为确保水下隧道意外钻穿破坏时,可以做到临时封堵有效,永久修复满足百年使用要求,提出修复思路。在水面利用浮船进行海上袋装水泥封堵,然后筑岛截断隧道与海水的联系;临时封堵后监测管片变形、复核隧道中线,明确钻孔对隧道限界的影响;通过计算对结构安全性进行评价,明确钻孔对管片结构受力影响较小。在确保隧道钻穿对隧道限界及结构的影响可控后,采取地面注浆、洞内注浆、倒锥形封堵、洞内设置内撑钢板相结合的方案,对隧道钻穿处进行治理,保证隧道的安全运营。在隧道周边施工时,应加强隧道保护意识,避免对既有隧道造成破坏。

地铁盾构管片破损原因分析及防治技术

结合地铁施工经验,针对地铁盾构管片破损现象及其主要影响因素进行了分析,通过对管片破损特征进行描述,进而提出了相应的预防措施和修复技术,对保证隧道安全运营具有一定意义。

三维激光扫描技术在盾构管片模具检测方面的应用

针对盾构管片模具传统检测手段落后等问题,研究运用三维激光扫描技术对盾构管片模具进行检测并指导管片模具修复的方法。分析了三维激光扫描技术的特点,并设计了试验环节,通过与传统检测手段的数据对比,验证了三维激光扫描技术在盾构管片模具检测及指导盾构管片模具修复方面的可行性与优势。

排水管道非开挖修复技术研究进展与工程应用

介绍了主流的排水管道非开挖修复技术的原理、特点、适用条件和发展趋势,包括翻转原位固化、紫外光原位固化、原位热塑成型、管片内衬修复等整体修复技术,和局部树脂原位固化、不锈钢双胀环等局部修复技术。并结合实际工程案例,介绍了非开挖修复工艺在城市排水管道中的具体应用情况和实施效果,可为类似工程提供参考。

盾构隧道防水保障措施及病害处理

管片自防水和接缝防水是盾构隧道防水的关键,密封垫是接缝防水的主要防线。论文针对隧道防水问题,详细讨论了盾构管片与密封垫成品质量检验标准,分析了密封垫性能检测的方法和性能要求。对施工及运营过程常见管片防水威胁较大的管片破损、错台过量及渗漏水等三方面病害治理提出相应的防水保障措施。本研究可为类似盾构设计、施工及运营过程类似问题提供参考及借鉴意义。

富水砂层隧道涌水涌砂时现场处置技术

受施工经验与特殊富水砂层条件影响,南通轨道交通建设过程中发生一起因联络通道钻孔操作失误导致隧道涌水涌砂,盾构管片大面积破损事件。通过对处置过程统计分析后发现:富水砂层条件下,单个冻结孔涌水涌砂10小时内,隧道拱顶沉降超过3cm范围约为联络通道长度的8倍,隧道涌水涌砂量与地表沉降呈一定线性关系,现场处置时间再延长3小时最大拱顶沉降值即与管片厚度基本一致。应急抢险实践表明:油性聚氨酯灌浆材料对涌水涌砂封堵效果较好,但凝固时间应大幅短于现行聚氨酯灌浆材料规范要求,可根据现场实际由供需双方商定,宜控制在十几至三十几秒范围内。

液氮冻结在地铁联络通道应急抢险中的应用

杭州地铁某区间联络通道发生涌水涌砂事故,导致地面塌陷、燃气管线断裂泄漏、周边建筑物发生倾斜及沉降。在原有盐水冷冻系统全部失效且无法恢复的情况下,结合实际对事故发生原因进行分析探讨,最后采用地面液氮垂直冻结地层加固止水技术,为洞内抢险快速封堵联络通道洞门及拆除受损房屋赢得宝贵时间,事故抢险及应急处理措施可为防范及发生类似事故的处理提供借鉴。