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。

盾构法联络通道T接头局部冻结加固效果及影响因素研究

为研究盾构法联络通道T接头局部冻结区域的薄弱位置,探究主隧道管片材料、洞门间隙注浆体热导率、是否注浆改良土体和冻结管环数等因素对局部冻结的影响,依托天津地铁10号线某联络通道T接头局部冻结加固工程,采用数值模拟对局部冻结温度场的分布规律进行分析。研究结果表明:1)对于沿洞门处的土体,联络通道顶底部冻结效果差于联络通道侧面;主隧道钢管片向主隧道底部比向顶部延伸的更长,因而联络通道底半环冻结效果略差于顶半环。2)影响局部冻结时间的主要因素为主隧道管片材料和洞门间隙注浆体的热导率。3)主隧道部分采用钢管片工况,钢管片起到通道壁后远近土体导热“桥梁”的作用;当洞门间隙注浆体的热导率较低(如0.93 W/(m·K))时,注浆体不能及时地向主隧道钢管片输送冷量,联络通道壁后近处土体中大量冻结冷量沿钢管片传递至远处土体,使通道壁后较近处土体温度较高,因而比主隧道全部采用钢筋混凝土管片工况冻结时间长。4)随着洞门间隙注浆体热导率的增大,其向主隧道管片输送冷量的效率得到提升,主隧道附近土体的冻结效果得到改善,冻结时长有所缩短;间隙注浆体热导率由0.93 W/(m·K)提升至1.8 W/(m·K)时,可以将主隧道部分采用钢管片工况冻结时间由17 d缩短至12 d,所需冻结时长相比主隧道全部采用钢筋混凝土管片工况反而缩短1 d,即主隧道部分采用钢管片工况的冻结时间对洞门间隙注浆体热导率的改变更为敏感。

地铁联络通道冻结壁冻融灾害效应及其平均温度预测

冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用。冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用。建立了包括冻结管断裂灾害、隧道收敛变形灾害、冻结帷幕收敛变形灾害、冻结帷幕透水灾害和融沉灾害的地铁联络通道冻结壁冻融灾害链式效应机制,并考虑多种布管方案,采用冻结壁平均温度等效梯形法建立完整数据集,利用神经网络的高度非线性特征,建立能同时预测单排、双排和多排(n>3)布管形式下冻结壁平均温度的神经网络预测模型。研究结果表明,基于完整数据集构建的冻结壁平均温度神经网络预测模型能有效地反映不同冻结管布置参数和冻结壁厚度等参数与冻结壁平均温度之间的关系;冻结壁平均温度均随冻结管排数和冻结壁厚度增大而逐渐降低,随盐水温度、冻结管间距和排距增大而逐渐升高。

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。

上海软土地层中地铁联络通道冻结法施工的温度场发展特性

[目的]为了在冻结法施工前预先判断冻结壁的发展情况,验证设计的合理性,从而科学地指导工程施工,需要研究上海地铁联络通道在软土地层中冻结法施工的温度场发展规律,并提出检验指标及经济指标。[方法]以上海轨道交通15号线某区间联络通道为背景,对冻结壁厚度、土层温度、盐水温度及冻结过程进行分析,通过ABAQUS有限元软件建立全地层三维数值模型,预测冻结温度场发展特性,并与现场实测温度数据进行验证。[结果及结论]黏土层冻结帷幕平均发展速度为54.535 mm/d,粉质黏土层冻结帷幕平均发展速度为52.450 mm/d,黏土层比粉质黏土层冻结效果好;由于冻结管端头截面冻结效果较弱,以该截面处弱侧冻结壁厚度和平均温度作为冻结效果的检验指标,降低强度破坏可能性;盐水温度对冻结壁厚度发展的影响随温度的降低而减弱,其中-35~-30℃时经济效益最高;模拟结果与实测数据总体降温趋势一致,可较为真实地反映实际工程。

高流速卵石地层地铁联络通道人工冻结温度场研究

地铁联络通道的开挖经常受到地下水干扰,人工地层冻结法凭借其优秀的封水性和适应性成为富水地层联络通道施工的首选工法。依托北京地铁12号线苏州桥站~人民大学站区间1#联络通道冻结工程,通过现场实测研究地层温度场和泄压孔压力的发展规律,分析冻结帷幕的交圈特征,确定高流速地层冻结壁薄弱位置。结果表明:盐水去回路温度在冻结初期迅速下降,而后降速减缓并最终稳定在-28℃以下;测温孔中土体与管片交界处的温度高于土体内部,渗流上游冻结壁温度高于下游,这些区域应当重点监测;冻结至59 d时,利用基于实际降温速率的分阶段冻结壁厚度计算方法求得不同截面位置处的冻结壁最小厚度为2495.2 mm,同时泄压孔压力已全部释放并保持稳定,冻结壁不再发展,满足联络通道开挖要求。研究成果能为高流速地层的人工冻结参数选取和监测提供理论支持。

人工冻结联络通道冻胀三维扩展规律模型试验研究

为解决人工冻结联络通道冻土冻胀引发管片结构安全难题,采用相似模拟试验方法,对人工冻结过程中冻土三维冻胀特性进行了模型试验研究,得出以下结论:①冻胀引发地表及地表下20、40、60mm上覆土体曲线呈现冻结壁上部位置变形较大、边界位置变形较小的趋势,冻胀引发地表抬升曲线呈现高斯分布特征;②管片变形大致分为小变形-大变形-小变形3个阶段;③冻结壁径向扩展体积与轴向扩展体积比为15∶1,冻结壁径向扩展厚度与轴向扩展厚度比为1.1∶1。研究结果对不同约束下的人工冻土三维扩展规律进行了初步探索。

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。

地铁运营线路冷冻法施工联络通道沉降后道床结构整治施工技术分析

随着近年来全国各地大量地铁线路投入运营,地下线冷冻法施工的联络通道处受地下水、地质、外部施工等多种因素的影响,隧道及线路沉降情况日益突出。为对沉降稳定后的运营线路进行整治,研究和掌握下沉量≥81 mm时的轨道整治施工技术,规范运营线路施工流程,确保施工及运营安全。为整治施工提供切实可行的依据,经研究制定了地铁运营线路冷冻法施工联络通道沉降后道床结构整治施工技术。文章结合某市地铁2号线的施工实际,分析了施工过程中的施工工艺、控制措施和注意事项。

富水砂层交叠联络通道冻结设计方案研究

与常规联络通道冻结相比,交叠联络通道的冻结体量大、开挖构筑时间长、冻结孔布置形式更加复杂,其冻结设计与常规冻结设计有明显差异。为实现富水砂层叠落区间联络通道安全高效施工,结合叠落区间交叠联络通道结构形式,进行异型联络通道冻结方案设计。首先,在哈尔滨地铁3号线2期河松街站工程现场取土,并送至冻土实验室进行土体低温物理力学试验,得到-10℃时低温土体物理力学参数,确定粉质黏土-10℃环境下单轴抗压强度为3.53 MPa;根据试验结果进行冻结壁厚度设计,得到通道顶部及侧墙冻结壁厚度为3.0 m,集水井底部冻结壁厚度为4.0 m,平均温度为-10℃。数值计算结果表明,冻结壁强度和位移指标均满足安全要求。根据冻结壁厚度布置冻结孔,提出“地面垂直+洞内水平冻结”加固方式。针对距离建筑物较近的特点,为控制冻胀,采用地面垂直泄压孔与洞内水平泄压孔相结合的方式,施工期间地表最大冻胀量为8.59 mm,对环境影响可控。工程实践表明,采用该设计方案开挖工作面稳定性好,冻胀量可控。

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。

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。

基于冻结法的地铁联络通道施工技术研究

为提升地铁联络通道周边土体整体性能,避免复杂地质条件及软弱土层对工程施工造成的不利影响,采用局部加强的水平冻结法达到地层加固的效果,探究基于冻结法的地铁联络通道施工技术要点,总结分析相应的工程重难点,并给出对应的管控措施。通过案例分析,验证该技术在提高施工质量、保障施工安全、保证施工进度方面具有有效性,为解决复杂地质条件下的地铁隧道施工难题提供参考,对地下工程领域有重要指导意义。

宁波地铁5号线联络通道人工冻结法应用研究

随着人工冷冻技术的发展,人工冻结法(AGFM)已在地下空间建设中推广采用,依托宁波市轨道交通5号线隧道联络通道冻结法施工工程,通过室内试验分别对土体起始冻结温度、导热系数、比热容系数、土层冻胀率及融沉率等进行试验研究,得出主要土层的导热系数与温度、比热容系数与温度、土层冻胀率与附加应力之间的线性拟合计算式,提出并建立人工冻结过程中考虑热物理参数随温度变化的热-力耦合的三维数值计算方法,并结合现场温度场、位移场等监测资料,得到宁波市轨道交通5号线联络段主要控制土层粉质黏土层的最小冻结壁厚度为1.79m~2.38m,冻结壁平均温度-12.13℃~-20.3℃,满足设计要求;现场四个监测断面点的位移收敛值均相对较小,最大位移收敛值不超过4 mm,整体表明冻结法施工过程中冻胀力对隧道的影响较小,理论计算成果基本与现场实测规律吻合。

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。

北京软土地层中反拉式机械法联络通道施工关键技术

机械法施工联络通道包含顶管法和盾构法,是一种新的技术手段,已广泛在我国进行推广,相较于矿山法具有工期短、对周围环境影响小等特点。依托北京地铁17号线某区间,首次成功运用反拉式顶管机施工联络通道,简要总结了反拉式顶管机施工联络通道技术原理、技术要点、技术参数控制状况、工期及质量情况,证明了工艺的优越性。

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。

济南地铁1号线联络通道加固方式比选研究

介绍了地铁联络通道的常规施工方法和加固方式,总结了不同施工方法和加固方式的优缺点及适用条件,并以济南首条轨道交通线路1号线的12处联络通道为例,总结了济南地区不同地层条件下联络通道加固方式的比选方案,得出以下结论:①当联络通道上方无管线影响,地层渗透性较差时,优先选用施工便捷、造价最低的地面旋喷桩或深层搅拌桩进行加固;②当地面不具备施工条件或有管线处于联络通道上方且无法进行迁改时,如果地层条件允许,可采用洞内深孔注浆进行加固;③当联络通道所处地层中存在富水层、承压水层,渗透系数较大,难以保证注浆加固时,可采用洞内水平冻结法进行加固;④当主隧道间距或高差较大时,仅采用洞内水平冻结法难以保证联络通道洞身及周边土体的稳定性时,可辅以地面垂直冻结和预注浆加固等措施进行加固。

深埋地铁隧道长距离大角度联络通道施工技术应用

机械法联络通道采用套筒始发及接收,地层无需过多的提前加固,采取了特殊的防水止水技术,使得工程进程安全可靠,相较于常规的联络通道施工方法,具有全封闭、微加固、强支护、集约化的特点。以郑州市某地铁线路区间联络通道工程为研究对象,该工程具有线间距长、始发轴线夹角较大的特点,且该施工位置上方有众多管线,其工况复杂程度是郑州市地铁隧道联络通道采用机械法施工以来之最。通过对机械法联络通道设备进行改造,以保证施工安全为前提,使其能够具备在此工况下施工的条件,并对机械法联络通道施工技术进行研究探讨,以期能为此类复杂工程背景机械法联络通道施工提供借鉴意义。

钱塘江冲海粉砂地层联络通道冷冻法施工技术研究

地铁隧道联络通道开挖前需对其周边土体进行加固,在地表施工条件不便、地下水丰富的复杂地质情况下,冷冻法施工则成为土体加固的主要方式。结合杭州市地铁8号线桥头堡站-河庄站区间联络通道工程,分析了联络通道冷冻法施工中存在的安全及质量问题,针对联络通道盐水温度>-28℃且去、回路温度差>2℃,冻结壁和隧道管片交界面平均温度>-5℃并伴随冻结管冰柱融化,封孔作业时出现涌水涌砂等现象,提出了相应的解决措施。对冷冻效果进行验证,结果表明施工质量符合要求。