水底隧道饱水地层衬砌作用荷载研究

与山岭隧道所不同,采用矿山法修建水底隧道,二次衬砌将承受很大外水压力,特别是穿越饱水破碎地层时,具有很大的施工风险。以厦门翔安海底隧道为工程背景,针对F4风化深槽地层,研究不同水位条件下,衬砌荷载与排放流量及排放方式之间相关关系。研究得出:当控制排放量为全排条件流量1/3左右时,可卸掉80%外水压力;从环境和经济角度考虑,可将出现拐点折减系数0.2作为水底隧道限量排放的设计基准值;从支护结构体系组成考虑,对于F4强风化深槽破碎围岩,必须施作注浆圈,才可以保证在水压、土压共同作用下衬砌结构安全,结果显示施作注浆圈能够减少衬砌作用荷载30%～40%,提高安全系数几乎一倍;从主体结构受力特征看,水底隧道最不利受力位置在墙脚和仰拱,因此,无论是防水型还是排水型隧道,均应对仰拱形式及支护参数加强设计。

软土饱水地层深基坑桩锚设计实践与要点分析

长三角地区属于典型的软土饱水地层,由于地层的工程特性,大部分的深基坑工程均采用内支撑体系,对工程进度及造价影响较大。以某临河软土饱水地层深大基坑为例,通过针对性设计分析,采用桩锚支护体系,实践证明开挖到底后效果良好,可供同类工程参考。

饱水砂性地层隧道掌子面稳定性分析

根据饱水砂性地层的物理力学特性,采用离散元流固耦合方法,建立了掌子面稳定性研究数值分析模型,得出掌子面失稳破坏过程分为线性阶段、敏感阶段和破坏阶段;破坏区域由掌子面前方滑动破坏区(楔形状)和上方松动破坏区(烟囱状)组成。在此基础上,基于考虑渗流的三维楔形体理论计算模型,建立了渗流条件下饱水砂性地层隧道掌子面极限支护压力的计算方法,分别计算不考虑渗流时的掌子面极限有效支护压力和渗流时的掌子面渗透压力。该方法与数值解吻合较好,为掌子面极限支护压力的确定提供了新途径。

易损环境饱水淤泥地层基坑施工风险辨识

以珠海横琴新区伯牙小学文体中心及周边配套工程为依托,首先构造了WBS-RBS矩阵,探明了依托工程潜在风险清单,指出工程关键风险要素为淤泥质地层基坑施工诱发的地层及既有建构筑变形。进一步结合工程地质及环境条件,建立了基坑施工的三维数值仿真模型,分析了基坑开挖完成后,围护结构及既有建筑物的变形分布特征。研究表明:(1)当前支护措施下,基坑开挖诱发的围护结构最大挤入变形达38 mm,位于基坑纵向中部位置,存在围护结构变形失稳风险;(2)基坑开挖诱发的既有建筑物变形以沿基坑纵向的水平位移为主,最大值达7.7 mm,位于基坑中部附近的既有建筑底板位置,存在建筑开裂风险;(3)实际施工过程中,应通过优化分层分段开挖方案和采取必要的加固隔离措施,以减少基坑围护结构及既有建筑物的变形失稳风险,同时应加强围护结构桩顶以下7 m及既有建筑靠基坑侧的一楼底板的水平位移监测。