软土地层三线小角度叠交盾构隧道施工影响规律及位移控制

天津地铁6号线入出段线盾构隧道上穿既有隧道,通过现场实测和数值模拟对既有隧道结构变形规律、变形影响因素、不同变形控制措施的效果进行了研究。结果表明:盾构上穿过程中既有隧道竖向位移整体呈现出隆起-沉降-隆起的变化规律;刀盘距叠交部位断面距离L=2.0D(D为隧道直径)时,叠交部位断面轴力达到最大值,L=0~2.0D时,叠交部位断面弯矩逐渐由L≤0时的横8字形转变为L≥2.0D时的三叶草形;新建隧道与既有隧道的叠交角度在15°~60°、竖向净距小于1.0D时,既有隧道竖向位移受新建隧道影响较大,实际工程中应使叠交角度大于60°,竖向净距大于1.0D;设置支撑台车后,支撑台车影响范围约为2倍台车长度,在影响范围内横断面位移得到控制,但随着支撑台车离开,原来位置处对位移的控制效果逐渐消失;与不注浆相比,深孔注浆加固后既有隧道竖向位移最大值和水平位移最大值分别减小了67.4%、76.0%。

地铁暗挖竖井深孔注浆止水施工技术研究

针对承压水粉细砂地层竖井施工发生流水涌砂及坍塌的难题,采用深孔注浆止水帷幕代替人工降水。通过对注浆帷幕的设计以及增加预防竖井侧壁滑塌的棚盖措施,有效阻隔了竖井开挖过程中的地下水,满足暗挖施工无水作业的条件。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

深井软岩巷道围岩蠕变失稳机理与关键控制技术

治理深部软岩巷道围岩蠕变失稳是实现安全采掘作业的必要前提,以顾桥煤矿为工程背景,采用实验测试、理论分析、工业性实验、现场监测等方法进行深入研究。结果表明:顾桥矿深部巷道围岩强度较弱,浸水后容易导致长期强度、弹性模量、黏聚力、内摩擦角较大幅度下降,岩石软化、底板松动圈持续扩展以及围岩整体稳定性降低;围岩内外承载结构的特殊形状近似竖向椭圆。以改善承载结构的稳定性为基点,提出了底板深孔注浆技术,底板深孔注浆可以快速改变承载结构形状,将不稳定的近似竖向椭圆形状转变为稳定性很高的近似圆形形状。

大冶铁矿-360 m开拓巷道注浆治水技术研究

巷道涌水问题严重影响地下矿山安全高效生产,采用注浆技术可有效治理巷道涌水问题。针对大冶铁矿尖林山采区-360 m水平巷道开拓过程中出现的巷道底板少量涌水、联络道工作面大量涌水的情况,制定了在DS23B01联络道东侧20 m的巷道点(26#)浇筑挡水墙,选用水泥单液浆和水泥-水玻璃双液浆2种浆液作为注浆材料,在26#向东112.5 m处实施浅孔注浆、在-270 m水平废弃的电机车维修硐室口部安装地质钻机,实施超深孔注浆的施工方案。结果表明:涌水量较大的情况下,在合适位置施工挡水墙可以有效截断涌水及淤泥的持续流动;在巷道底板涌水点附近施工浅孔钻孔进行注浆,并将注浆终压设计为5 MPa,可以有效治理巷道底板涌水问题;采用超深孔注浆方法对工作面涌水量较大问题进行治理,并进行分段注浆,能有效避免同水平涌水对施工过程的干扰,治水效果明显。研究成果可为其他矿山开拓工程治理涌水问题提供技术参考。

运输顺槽注浆支护及效果分析

基于工作面运输顺槽围岩渗漏、顶板冒落问题,通过分析围岩力学性能及裂隙构造,结合注浆加固技术对运输顺槽进行二次加固。经过现场监测,发现注浆效果较好,60d监测周期巷道顶底板及两帮移近量仅为15cm、20cm,控制效果明显。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

浅埋暗挖隧道地层变形情况与超前注浆技术分析

为明确深孔注浆技术以及超前小导管注浆对浅埋暗挖隧道底层变形情况的影响,以兰州地铁1号线马滩站—土门墩站浅埋暗挖隧道工程实例为研究背景,依托于实际工程情况,采用数值模拟与分析的方式,对隧道断面开挖注浆后底层的位移、变形情况进行对比。可知注浆前后隧道拱顶最大沉降量分别为22.59 mm、16.65 mm;隧道拱底隆起高程分别为40.00 mm、14.24 mm;隧道拱腰左侧由左向右的位移数值为21.07 mm、18.18 mm;右侧由左向右的位移数值为18.54 mm、10.30 mm。基于实际工况验证了深孔注浆技术以及超前小导管注浆对暗挖浅埋隧道的加固效果。

砂卵石地层矿山法隧道长、近距离平行侧穿地铁既有线施工技术

新建北京地铁16号线丰台站至丰台南路站矿山法暗挖区间长、近距离平行侧穿既有北京地铁9号线丰台东大街站至丰台南路站暗挖隧道。新暗挖隧道开挖对既有线运营安全影响较大,同时既有线运营期间对新隧道初期支护、二次衬砌施工有较大扰动,为保证既有地铁线路的结构安全、运行稳定以及新隧道初期支护、二次衬砌施工安全,采用“深孔预注浆加固地层+上下导洞(增设临时仰拱)+台阶法”的施工工艺,对施工全过程既有线和新建隧道结构的变形值进行了有效控制,通过分段拆除临时仰拱,及时完成二次衬砌合龙,使得新建地铁线路顺利完成,既有地铁线路的运营也未受影响,本长、近距离侧穿段的顺利施工得到了广泛认可。

复杂地质构造注浆治水加固施工技术的应用

基建矿井因地质及水文地质资料收集不全,在巷道掘进过程中误揭露导水断层后,工作面断层周围围岩破碎且承载能力差,若不及时支护易发生顶板垮落进而导致突水事故。为了解决该类围岩支护及防治大的突水事故,提出深孔超前帷幕注浆和架设36U金属支架综合支护技术。在巷道掘进轮廓线外采用深孔超前注浆,充填加固工作面垮落区破碎岩体,并且封堵导水断层的过水通道,注浆治水加固围岩后架设36U金属支架支护,提高巷道围岩的整体稳定性;在掘进前采用防治水超前物探与钻探相结合的方法,加强地质及水文地质资料的收集与分析,这些工作能为巷道安全掘进、顺利通过该类断层提供技术支撑。

地铁出入口暗挖通道下穿市政道路及重要管线的影响分析及数值模拟

本文以沈阳某地铁暗挖出入口通道下穿市政道路及重要市政管线为工程背景,采用MIDAS GTS NX对出入口暗挖通道施工过程进行模拟,并对其引起的地表沉降、管线沉降进行数值分析;同时探究深孔注浆加固对地表沉降及管线沉降的影响规律,为后续同类项目施工、设计,提供一定的参考作用。文中通过对模拟结果分析可以发现,当对通道上方土体进行深孔注浆加固后,地表沉降、管线沉降均出现大幅减少,最大沉降值降低幅度超过70%。同时,通道上方土体在进行深孔注浆加固后土体刚度增加,使上方管线的挠度变形大幅减小,从而有效地降低市政路面开裂及管线渗漏的风险。

基于上软下硬地层开挖风险处理及效果评价分析

乌鲁木齐地铁1号线下穿老城区,地质条件复杂,开挖过程中岩层交接处伴有涌水含泥带砂的情况,存在较大范围的拱顶粘性土和角砾层,下部风化岩层的围岩分布,施工或处理效果不佳,会造成地面沉降过大、地面坍塌,建筑结构沉降不均匀等环境影响。以南门站~北门站区间为例进行讲解,通过采取上半断面深孔超前注浆、初支后径向注浆、地面钻孔注浆加固、监测预警等措施,确保了开挖面的稳定性,取得了较好的施工效果。

富水海积砂层渗透注浆加固技术研究

富水海积砂层突水破坏是隧道建设极易诱发的地质灾害,不同的地质环境、注浆法浆液类别与海积砂层相互作用关系极为复杂。结合传统的水泥基浆液注浆施工工艺,综合运用半球形和柱形渗透扩散理论分析、模拟试验和现场监测等方法,研究富水砂层注浆扩散与加固机理,建立了注浆扩散范围与浆液对管片的压力的计算理论,并应用于特拉维夫市地铁联络隧道工程。研究结果表明:相较于冻结法,注浆法具有显著的经济效益。富水砂层扩散加固形式与砂层可注性与注浆压力相关,壁后注浆一般由渗透扩散向压密扩散的形式发展。在渗透阶段,半球形模型与柱形模型所揭示的浆液扩散规律基本一致,大小存在差异。浆液扩散半径主要取决于水泥基液中有效固体颗粒体积分数,当浆液体远离注浆口,浆液固体颗粒体积分数减小,浆液对土体孔隙的填充效果降低。浆液作用在隧道管片上的压力分布呈指数形式,沿注浆口径向急剧减小,后趋于平稳。

盾构穿越复杂铁路群影响分析研究

以天津轨道交通某区间隧道穿越普速铁路、高速铁路复杂节点为研究背景,通过有限元数值模拟,分析盾构施工引起的铁路路基沉降、高架铁路桥桩变形。通过研究表明:采用有限元数值分析模拟盾构隧道下穿铁路工况,计算得到的铁路路基及桥桩变形量与理论分析基本相符,可用于盾构穿越工况影响分析;对于高保护要求的铁路线路,可采取隔离桩的形式有效减小穿越施工带来的影响;采用增设注浆孔管片并进行二次深孔注浆,对于穿越施工阶段与运营阶段均起到很好的保护作用。

中厚煤层小煤柱沿空掘巷控制技术与应用

以成庄矿回采面53151巷地质条件为工程背景,拟定采用小煤柱沿空掘巷技术,现场留设6.0 m煤柱;采用“深孔预爆破卸压+锚网索补强支护+滞后注浆加固”多重支护手段;矿压监测数据表明,该巷道围岩处于稳定状态,支护措施合理有效。

软土地层地铁盾构上跨既有隧道施工技术应用研究

随着城市轨道交通建设的高速发展,地铁盾构施工难免出现叠交情况,而软土地层地铁盾构小净距上跨既有隧道在施工组织过程中的应用成果相对较少。以天津地铁6号线二期工程出入段线隧道上跨海河教育园区站-南开大学津南校区站区间既有隧道为背景,系统阐述了深孔注浆、随行支撑台车、自动化监测系统、控制盾构掘进参数等关键技术,该技术的实际应用取得良好实践效果,相关经验可供类似工程参考。

谦比希铜矿井下深孔加密注浆堵水技术研究及效果分析

谦比希铜矿主矿体是典型的大水矿山,其深部开采过程中面临涌水量大的问题。防治水工程已成为主矿体深部开展采矿作业、确保生产能力的首要任务和重要保障。根据主矿体复杂水文地质特征,结合国内外优秀大水矿山井下防治水工程经验,首先揭示主矿体深部涌水机制,基于注浆堵水现场工业试验最终选用深孔加密注浆堵水技术治理涌水问题。为综合分析该技术在主矿体的应用效果,深孔注浆作业完成后,采用水文观测孔、叠加效应分析及检查孔多维度评估堵水效果。结果表明:通过在主矿体770 m中段2070~2700线矿体下盘进行深孔加密注浆堵水工程,涌水量明显减少,深孔注浆参数合理,有效解决了主矿体深部工程的突水威胁,并以此注浆隔水层为基础构筑下向充填采矿法的假顶,为后期回采矿体提供有利的开采条件。井下深孔加密注浆堵水技术在谦比希铜矿的成功应用,为国内外类似大水矿山深部开采过程中的防治水工程提供了经验借鉴。

盾构隧道近距离穿越既有线高架桥施工技术研究

地铁隧道穿越既有运营线路高架桥已经是常态,地铁盾构隧道穿越既有运营高架桥梁时,确保新建地铁隧道工程自身结构安全,又能保证既有线结构的运营安全,是必须解决的问题。以某地铁盾构区间隧道下穿既有线区间高架桥为工程背景,论述了注浆隔离加固、桥梁支顶及盾构掘进施工的技术要点。监测数据表明该方法可行,能够有效保障穿越期间高架桥的整体稳定性,并为今后城市地铁下穿既有线高架桥施工提供经验参考。

新建通道零距离下穿运营地铁施工变形控制技术

为保证新建通道零距离下穿长久运营地铁的施工稳定,以北京地铁东四十条站横通道零距离下穿运营2号线西北口为例,采用数值模拟和现场监测,研究了零距离下穿施工中深孔注浆和千斤顶支顶的变形控制效果,研究成果可为地铁工程改扩建施工提供参考。

地铁暗挖施工深孔注浆试验段试验研究

针对北京地铁12号线四季青站C出入口横通道垂直下穿南水北调暗涵的工程问题,提出可行的施工方法。采用试验段试验的方法进行研究,试验段主要开展洞内深孔注浆试验,包括试验方案确定与实施、试验效果分析和综合对比分析。通过试验段研究,获得能够指导施工的洞内深孔注浆要素:注浆方式与工艺、机械设备、孔位布设、浆液类型、注浆加固与开挖长度、注浆相关具体参数等。四季青站C出入口横通道垂直下穿南水北调暗涵工程,用试验段总结的施工方法施工,工程安全顺利完成。