东山供水工程TBM隧洞管片裂缝处理工艺探讨

东山供水工程施工十一标9号隧洞TBM施工段长14 635.44 m,圆形断面,开挖直径4.16 m,管片环号9 044~9 237,共出现表面裂缝67环376条,贯穿裂缝56环85条。文章结合工程项目施工段膨胀性泥岩收敛变形情况,对TBM隧洞衬砌后管片裂缝产生的原因进行分类分析,针对表面裂缝采用双向碳纤维网格进行加固处理,采用粘钢加固工艺对管片贯穿裂缝进行加固,有效防止了有害离子的渗透和侵蚀,延长了隧道的使用寿命。

大直径盾构管片裂缝原因分析及防治措施探讨

管片作为盾构隧道最基本的结构单元,其成型质量直接关系到隧道整体质量、安全、防水性和耐久性。大直径盾构隧道施工过程中管片拼装不当、结构受力不均、上浮和错台均可能导致管片开裂,为此结合现场实例,对管片开裂原因进行分析,并提出防开裂措施。研究结果表明,大直径管片环间凸台接触面的不平整,是导致管片产生裂缝的主要原因,环间设置传力衬垫、加厚三元乙丙橡胶密封垫、增设剪力销能有效降低管片开裂风险。

盾构隧道管片裂缝病害的综合监测与分析

盾构隧道管片裂缝、破损及错台等病害会对结构产生不利影响。文章以西安地铁某区间盾构隧道涌水事故为工程背景,通过采用现场调查、GPR探测、超声波裂缝检测及位移量测等方法,系统分析了涌水导致的病害状态及其原因。分析结果表明:涌水事故初期管片周围形成空洞以及管片承受不均匀松散荷载,使得管片破损;作用在管片上的注浆压力引起非对称附加荷载,管片向隧道内侧移动,至注浆结束管片累计横向位移达3.4 cm,上浮量达5.5 cm,最终导致了管片破损和位移;管片裂缝最大深度134.9 mm,最大宽度1.0 mm。研究结果可为管片裂缝病害处治及机理研究提供依据,为盾构隧道的设计与施工提供借鉴。

化学灌浆在盾构隧道管片裂缝修补中的应用

隧洞混凝土管片裂缝通水后出现渗漏,供水量损失,使隧洞周围岩石恶化,部分洞段外水有弱腐蚀性,还会引发钢筋锈蚀,使混凝土保护层脱落,温度变化胀裂,加速混凝土结构老化,缩短寿命,文章介绍了通过化学灌浆和处理办法,恢复隧道管片裂缝修补结构的整体性,保证管片混凝土的强度、耐久性和抗渗性,以供同类工程参考。

TBM施工管片裂缝及接缝缺陷处理措施

全断面隧道掘进机由于其独特的优越性,在长隧洞工程施工中确立了不可取代的地位,但预制管片衬砌中大量接缝产生的缺陷严重影响着它的推广使用。对管片自身裂缝及管片间接缝产生的缺陷提出了几种具体处理措施,以供类似工程参考。

盾构隧道管片裂缝产生原因分析及处理措施

主要结合南京地铁二号线盾构区间的施工,对盾构掘进施工过程中管片开裂类型及其原因进行了探讨,对管片开裂的应对措施进行了详细阐述,对同类工程有重要的借鉴意义。

谈新疆达坂隧洞工程管片裂缝处理技术

通过工程案例,对TBM法施工隧洞管片裂缝的原则作了介绍,探讨了裂缝处理方法、化学灌浆材料选择、施工技术及检查等技术,指出采用化学灌浆是管片裂缝处理行之有效的一种解决方法,处理后提高了隧洞整体结构的稳定性、整体性、耐久性和抗渗性。

大型管片衬砌结构受千斤顶推力作用的裂缝分析

针对盾构隧道开始施工阶段在千斤顶推进时发生的管片环少量裂缝现象,通过管片组合体加载模型对管片内部应力场的分布和传递特征进行了分析,得出了裂缝产生的主要原因,然后给出了相应工程措施。研究表明,对于有矩形手孔的钢筋混凝土管片,管片平均应力的集中部位呈八字形分布,从手孔外侧拐角处开始,沿着约30～45°斜向幅宽边缘延伸;剪切应力的集中部位则呈剪刀状,以手孔和定位孔为中心,沿着与环缝边缘约45°夹角方向从孔边拐角向四周延伸;非均匀接触的情况下,除硬物附近,其他管片边缘部位的应力总体水平也将有成倍提高;环向轴压对管片裂缝具有一定程度的抑制作用。

大直径盾构隧道管片裂缝与施工参数的关系

在中国隧道工程飞速发展的大背景下,采用盾构施工的大直径越江隧道逐渐成为城市地下空间应用的重要组成部分。盾构隧道管片的施工质量是制约隧道能否正常服役的重要因素。以虹梅南路越江隧道为例,统计施工前1029环管片上裂缝开展情况,初步分析施工参数对管片裂缝的影响。根据隧道埋深,选取两种典型埋深,采用PLAXIS有限元软件对管片结构进行内力计算,确定管片在施工过程中符合设计需求。依据内力计算结果,对考虑千斤顶偏心作用和止水带脱落两种情况下管片发生裂缝与否进行了探讨,得出当盾构推力过大时,千斤顶偏心作用会引起管片破裂、止水带在正常施工过程中会造成管片局部应力集中而被压裂的结论。最后,结合裂缝统计结果,讨论分析了虹梅南路越江隧道管片结果产生裂缝的原因及其应对措施,给以后相似工程提供了前车之鉴。

大型水下盾构隧道管片衬砌结构配筋问题研究

以大型水下盾构隧道工程为背景,首先采用壳-弹簧计算模型分析运营期间管片衬砌结构的三维力学分布特征,并用相似模型试验对结论做初步验证,提出主筋优化分布的配筋措施,然后采用三维管片组合体模型分析施工期间在千斤顶推力作用下的管片内部应力分布规律,并与施工现场调查统计的管片裂缝进行印证,提出管片局部配筋措施。研究表明,大幅宽条件下,幅宽边缘部位的最大弯矩值明显大于幅宽中央,建议主筋沿幅宽采用中疏边密的阶梯状分布配筋率;施工期间的管片应力集中主要发生在靠近管片环缝边缘部位,建议将此区域设置成刚性较大的钢筋整体梁式骨架;千斤顶推力作用下,管片平均应力集中部位呈八字形分布而剪切应力集中部位呈剪刀状,建议按照应力走向配置局部加强钢筋。研究结论可为分析管片结构安全和合理优化管片结构配筋提供有实用价值的参考。

大直径盾构隧道管片损伤成因分析及处理措施

随着大直径盾构隧道施工技术的飞速发展,大直径盾构隧道日益成为重要的城市地下结构。但大直径盾构隧道设计仍沿用相对较小直径的盾构隧道计算方法,大直径盾构隧道结构的计算研究相对较为滞后。通过对虹梅南路越江隧道钢筋混凝土管片损伤成因及处理措施的研究,初步分析了大直径盾构隧道施工过程中钢筋混凝土管片损伤的原因,根据越江隧道盾构推进记录,总结了管片损伤的类型,采用数值软件对管片内力分布进行分析,并与理论解进行了对比;对管片出现裂缝之后的处理方法及预防管片开裂的措施进行了探讨,对以后类似工程具有借鉴作用。

不同材料修补混凝土裂缝后的抗盐蚀性研究

基于模拟盾构管片裂缝,采用不同材料对裂缝修补,通过测试氯离子扩散系数和经硫酸盐侵蚀后的抗压和抗折强度,得到不同材料修补管片裂缝后的抗盐蚀性能.结果表明:丙烯酸酯共聚乳液(BR)和环氧树脂(HY)修补后,管片抗Cl^-渗透能力有所下降,Cl^-扩散系数较原基体增大了20%和8.7%;而聚氨亚酯修补材料(JZ)以及新型修补材料(XC)修补后的抗Cl^-渗透性均有所增强,较原基体分别下降了11.9%和10.1%.不同材料修补后抗硫酸盐侵蚀能力均有所降低,其中HY修补后经硫酸盐侵蚀后的抗压强度是未侵蚀试件的95.7%,降幅最小,JZ修补后经硫酸盐侵蚀后的抗折强度是未侵蚀试件的75.6%,降幅最小.

列车脱轨撞击下盾构隧道管片衬砌开裂与接头螺栓动力响应特性研究

建立盾构隧道非线性开裂三维有限元模型,研究时速200km列车脱轨撞击荷载作用下,盾构隧道管片衬砌裂缝的分布、大小、扩展过程以及接头螺栓的最大主应力、振动速度、振动加速度等动力响应特性。研究表明:在列车撞击下,管片衬砌开裂的位置主要集中在管片衬砌受撞击的中心区域及其附近纵向接缝部位;不同部位的裂缝扩展形态有差别,撞击中心区域的裂缝为贯穿性不规则曲线裂缝,纵向接缝部位的裂缝通常呈现直线裂缝或多段折线裂缝;撞击中心区域主裂缝的张开度与距撞击中心的距离有关,除撞击中心处以外,距撞击中心越近位置的裂缝其张开度越大;螺栓的最大主应力峰值、振动速度峰值均出现在荷载震荡作用阶段,而振动加速度峰值则出现在荷载峰值阶段,同一水平位置上位于撞击区域后侧的管片接头螺栓所受到的最大主应力、振动速度和振动加速度等动力响应总是大于前侧螺栓。

下卧既有地铁隧道管片现状分析

以深圳市前海交易广场项目为背景,采用现场调查、无损检测、三维激光扫描等方法,对下卧既有地铁隧道管片裂缝、渗漏水、水平净空现状进行探查和分析。结果表明:基坑施工影响范围内地铁1号线右线管片新增裂缝条数和新增裂缝管片数均远大于左线,左线和右线管片贯通裂缝最大宽度0.30 mm。左线管片存在渗漏水和水渍现象共计14处,右线管片存在渗漏水和水渍现象共计17处。隧道左线扫描范围内净空水平最大宽度为5 500 mm,位于第129环,隧道左线扫描范围内净空水平最大宽度为5 474 mm,位于第354环;隧道右线净空水平最大宽度的平均值小于隧道左线。

高海拔双护盾TBM公路隧道管片破损模式及原因分析

文章采用现场统计方法,以某高原地区双护盾TBM隧道为工程依托,对TBM施工过程中出现的管片结构损坏形式进行统计,分别总结得出双护盾TBM管片结构损坏主要类型、管片结构破坏模式,并分析管片结构损坏原因,给出相应的预防措施。研究分析表明:(1)双护盾TBM管片结构管片破损区域主要发生在管片结构推出护盾后阶段,管片结构径向错台是引起管片结构破损的主要原因。(2)管片的损坏形式有管片裂缝、管片错台、管片渗水、管片联接螺栓失效四种形式,其中管片开裂、错台是其主要的破损类型。(3)管片裂缝主要有环向、纵向裂缝两种形式,管片裂缝主要发生位置在拱部区域,逐步向边墙位置扩散并衰减;纵向裂缝长度和宽度普遍大于环向裂缝,纵向裂缝基本上均能形成管片环宽度的贯通裂缝;管片错台分为环向、纵向错台,主要发生位置和裂缝位置基本一致,纵向错台量普遍大于环形错台量。(4)地质条件突然改变、管片制作、拼装质量较差和盾体与管片结构位置偏差过大是导致管片结构破损的主要原因。研究结论以期对深埋山岭双护盾TBM隧道施工提供借鉴与参考。

跨海隧道管片养护技术

由于跨海隧道管片处于海洋环境,耐久性设计规范中要求必须使用大掺量矿物掺合料高性能混凝土,跟以往的普通市政管片所用混凝土相比,其在混凝土配合比设计、管片成型、养护等工序上有着特殊的要求。文章以国内首条跨海地铁隧道——厦门轨道交通2号线海沧大道到东渡路站跨海段盾构管片生产为例,对跨海隧道管片混凝土的生长发育规律和硬化规律进行了研究,针对特殊情况采用在管片出模后充分养护,利用全程保水的养护技术,不仅实现了高抗渗,而且解决了管片存放过程中的干燥收缩问题,对以后的跨海隧道管片生产工艺优化具有重要的借鉴意义。

传力垫片对管片后端开裂影响的数值模拟研究

盾构施工期间的管片裂缝对衬砌结构的安全性及耐久性影响较大。结合福州地铁某区间隧道衬砌管片开裂的现场调查,在MIDAS数值平台上设计了均压、偏压推进2种工况,对衬砌管片的受力状态进行精细化三维数值模拟。重点关注管片中拉应力分布情况,分析当垫片分布不均匀或垫片脱空等不利因素存在时,管片后端裂缝的分布模式。当均压顶推且垫片失效时,管片仍处于安全状态;偏压顶推时,后端裂缝发展的危险区域均出现在垫片失效区域。

成型管片在盾构机推力作用下的开裂机制研究

盾构隧道在施工过程中由于管片制作误差、拼装误差或管片受力变形等原因,会导致管片环面接触的不平整,所以在千斤顶荷载作用下管片易产生开裂。为探究环面不平整下管片的力学性能,采用双拼管片模拟成型管片受到周围管片的约束,并通过布置钢板模拟环面的平整度,设计了管片的加载试验方法。试验后主要结论:管片环面接触不平整时,管片受力类似于悬臂梁,在接触面突变处弯矩最大,千斤顶一侧端面混凝土受拉应力,从而易产生沿管片厚度贯通的纵向裂缝;管片间的约束对管片开裂具有限制作用。施工过程中可通过在环间设置传力衬垫,并控制盾构分区推力大小来避免管片纵向裂缝的产生。