深厚富水砂卵石地层注浆封闭止水及加固技术

针对深厚富水砂卵石地层的防渗,列举了常用止水方式高压旋喷帷幕灌浆及混凝土防渗墙的众多不足,采用一种新型、高效的基坑注浆全封闭止水及加固技术,将注浆技术与建筑物地基加固和基坑的支护、防渗、止水融为一体,加固坡面和基底,解决了基坑支护、止水、降水问题,同时增强了卵石层地基的地基承载力、强度和渗透稳定性,有利于工程建成后水工建筑物的安全运行,取得了良好的工程应用效果。

富水砂卵石地层地铁车站PBA暗挖施工技术

文章介绍了成都地铁13号线光华村站下穿既有二环市政隧道及高架桥PBA暗挖的施工技术。重点介绍了砂卵石地层PBA四导洞暗挖施工步序,分析总结了PBA法的关键技术,为类似城市地铁富水砂卵石地层下穿市政隧道、高架桥项目施工提供参考。

渠式切割水泥土连续墙(TRD)在赣江某综合整治工程中的应用

在水利防渗工程中,渠式切割水泥土连续墙(TRD)作为防渗墙,其设计方法、施工控制要点和实施效果有待进一步的研究。依托江西赣江某综合整治工程,根据项目工程地质特点,比较不同防渗墙的施工优势,设计了联合双轮铣深层搅拌技术(CSM)的TRD施工方案,通过试成墙试验,确定了TRD的施工参数,并对成墙质量进行了钻孔取芯和地质雷达检测。试验结果表明:TRD防渗墙在富水圆砾地层中施工效果较好,成墙速度8~10m/d。钻孔取芯检测结果表明:芯样率较高,完整性好,防渗墙连续均匀;芯样无侧限抗压强度为1.4~1.9MPa,渗透系数小于1×10^(-6)cm/s,强度、渗透性等满足防渗性能要求。地质雷达检测结果显示:TRD防渗墙成墙完整性好,墙体均匀连续且达到设计深度。

渣土改良下盾构掘进富水砾砂地层响应研究

为解决土压平衡盾构在富水砾砂地层中掘进土舱保压难度较大的问题,需对盾构渣土进行改良,减小其渗透性,提升土舱保压效果。依托昆明地铁4号线小—火区间盾构隧道工程,采用数值模拟手段,结合现场监测数据,对渣土改良下盾构掘进富水砾砂地层响应特征进行研究。研究结果表明:1)随着改良渣土渗透性的降低,开挖面孔压逐渐增大,当土舱渣土渗透系数降至5×10^(-5)cm/s后,开挖面孔压接近原始孔压,表明改良渣土具有良好的止水性能;随着地下水位的升高,开挖面孔压逐渐增大,表明高水位对渣土止水效果的要求更高。2)小—火区间渣土渗透性较低,开挖面近似止水条件,盾构掘进过程中,开挖面附近会产生一定的超孔压,超孔压影响范围主要位于盾构前方1.5倍洞径,开挖面中心位移远小于失稳时的开挖面中心位移,开挖面稳定性较高。3)由于盾构渣土渗透性较低,盾构掘进会在周围形成较大的超孔压,同时渗透系数较小的渣土可以有效阻止开挖面前方地下水的自由渗流,提高开挖面的稳定性,减小地表沉降。4)随着地下水位的升高,地表沉降和地层超孔压有增大的趋势,维持开挖面所需支护应力迅速增加,水位高度对开挖面支护应力的影响十分明显。

富水卵砾石泥砂层浅埋隧道施工方案优化研究

以武汉市某区间地铁隧道工程实例为背景,介绍富水卵砾石泥砂层浅埋隧道施工的难点和风险。利用PLAXIS 2D/3D建立数值模型验证优化方案的可行性。研究结果表明,采用台阶法开挖引起的地表沉降较CRD法小,地表沉降槽的影响范围为隧道中心线左、右两侧的3~4倍隧道断面尺寸;采用全断面注浆搭配管棚支护相较于长短管注浆搭配超前小导管对地表沉降、衬砌结构的变形控制效果优良,前者降低了下穿地下车行通道施工段结构的最大沉降值约46.88%。

富水砂卵石层堵漏凝胶的研制及其机理

针对富水砂卵石层地下连续墙施工过程中槽壁发生垮塌,而常规堵漏材料(如水泥)并不十分适用的问题,通过单因素试验分析了成胶剂(阴离子聚丙烯酰胺)、交联剂(铬交联剂)、增强剂和粘土对浅层堵漏聚合物凝胶性能(成胶时间、粘度、强度、稳定性)的影响,并利用正交试验得到了最终的优化配方,同时分析了该凝胶材料的形成机理。结果表明:增强剂能够在凝胶内串联成胶剂,进一步增强凝胶强度和稳定性;而粘土同样能够缩短交联时间、增强凝胶体强度,但粘土不利于浆液的稳定性,稍微过量便导致浆液分层。最终的优化配方为:15%铬交联剂+5%成胶剂+8%增强剂+7.5%粘土,测试其性能能够满足地下连续墙浅层堵漏的要求。

TRD工法施工地下水泥连续墙在富水粉细沙砾地层中的应用

基于TRD工法地下水泥连续墙在呼和浩特地铁2号线一期工程土建施工7标段的使用,介绍了TRD地下水泥连续墙的施工工法和施工参数,并进行了TRD工法地下水泥连续墙无侧限耐压性能测试、渗透率实验、基坑内降水测试、坑外水位监测等实验。实验结果表明,TRD工法地下水泥连续墙成墙较为均匀,其渗透系数的数量级能够在全深度范围内有效降为10-7 cm/s,其取芯强度大于设计值1.0 MPa,但沿深度方向存在一定程度的不均匀性;TRD工法地下水泥连续墙能较好地切断基坑内外的水力联系,隔水效果良好,为工程实践提供了借鉴。

富水圆砾地层盾构隧道联络通道加固技术研究

联络通道施工是盾构隧道施工中的事故多发阶段,选择合理的土体加固方式提高周边土体的稳定性是保证联络通道施工安全的关键环节。本文介绍了联络通道常见的施工方法和加固方式,并针对南宁市富水圆砾地层特性,结合南宁地铁2号线三苏区间联络通道的施工,对适应该地层的盾构隧道联络通道加固工法进行比选分析,最终采用地下连续墙加膏浆注浆技术进行预加固处理。通过对加固后的地层沉降变形、地下水位和联络通道净空收敛等实测数据的分析,验证了地下连续墙加膏浆注浆对圆砾地层注浆加固的可靠性,为今后富水圆砾地层盾构隧道联络通道施工提供了一定的参考。

基于组合权重与灰色关联度分析法的地铁深基坑开挖稳定性评价

伴随着城市的快速发展,地铁深基坑工程越来越多。在开挖过程中如何对其稳定性进行评价,是当前需要重点关注的问题。以成都地铁十七号线凤溪站深基坑支护开挖工程为依托,利用层次分析确定的主观权重与利用熵值法确定的客观权重计算获得组合权重,并与灰色关联度分析法相结合,通过现场数据采集并进行综合评判,客观评价地铁深基坑开挖的稳定性。结果表明,各监测项目对基坑稳定性的重要程度从大到小依次为桩顶水平位移(0.29)、地表沉降(0.24)、建筑物沉降(0.19)、桩顶沉降(0.18)、内支撑轴力(0.10),基坑稳定性综合评判结果等级为"非常好"。所建立的评价模型可为类似地铁深基坑开挖稳定性评价提供新的方法。

富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性

以北京地下直径线盾构隧道试验段工程为依托,基于现场实测数据,系统分析了富水砂卵石地层大,直径盾构施工刀具的磨损规律及磨损原因,并对不同类型盾构刀具在该地层条件下的适应性进行了研究.结果表明:地层中卵石和砂的含量变化明显且存在强度很高的胶结物是刀具产生严重磨损的主要原因;单刃滚刀除有一小部分偏磨损坏外,其余均未出现严重磨损,更换较少,对该地层具有较好的适应性;重型撕裂刀在短距离掘进后即发生刀头脱落的情况,对该地层的适应性差;正常掘进过程中,外周边滚刀掘进距离约为120 m,刀盘中间部分的滚刀掘进距离约为230 m,可据此数据确定合理的刀具检查及更换距离.盾构隧道试验段研究成果可为本工程后续施工起到重要的指导作用.

富水砂卵石地层泥水盾构施工地层变形规律

研究目的:富水砂卵石地层颗粒间空隙大、无黏聚力且灵敏度高,在此类地层进行大直径盾构隧道施工所引起的地层变形规律尚不明确。本文以北京地下直径线为依托,通过对地表沉降和深部土体水平位移的实测和分析,得出富水砂卵石地层盾构隧道施工引起地层变形的基本规律。研究结论:(1)通过对盾构刀盘改造,可使富水砂卵石地层泥水盾构施工引起的地表沉降显著降低,隧道两侧深部土体的水平位移也相应降低,说明合理的盾构刀盘设计对富水砂卵石地层变形控制至关重要;(2)盾构隧道掘进过程中,最大沉降发生在盾构通过阶段,地表沉降的纵向影响范围约为盾构隧道工作面前方1.25倍隧道洞径和工作面后方4.15倍隧道洞径;(3)盾构刀盘改造前后,Peck公式均可以很好地拟合地表沉降槽曲线,但地层损失率和沉降槽宽度系数有一定变化;(4)研究成果可为类似工程提供借鉴及参考。

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术

成都地铁1号线的盾构掘进表明，在砂卵石地层中开挖刀具的磨耗非常严重，平均120～150m需全面更换一次刀具。结合成都地铁1号线盾构3标项目，对浅埋富水砂卵石地层条件下的土压平衡盾构带压换刀技术进行了有益尝试并获得成功，从而形成了相关成套技术。主要包括带压换刀工作气压值的经验计算公式，膨润土泥浆的配合比和制备流程，以及按“到达预定换刀地点前”、“到达时”、“换刀结束后的恢复掘进”三阶段控制的施工工艺。

朝阳站富水砂卵石层施工动态降水控制技术研究

以长沙地铁5号线朝阳站为工程背景,对车站工程地质和水文条件,采用理论分析、数值模拟等方法对富水砂卵地层条件下基坑动态降水控制技术进行研究。通过确定降水方法,明确降水过程中地下水位动态水文变化过程排水量的计算公式;得到3个降水阶段基坑降水进入稳定的时间、地表沉降达到稳定需要的时间以及最后的沉降值。

基于数值模拟的富水砂砾地层深基坑降水方案优化

针对深厚的富水砂砾潜水含水层中的深基坑降水问题,本文以沈阳某地铁车站深基坑降水工程为依托,采用数值模拟方法,对比分析了富水砂砾地层中无挡水帷幕及不同挡水帷幕深度下深基坑降水至安全水位时的总抽水量、基坑内外水位及降水引起的坑外地表沉降。研究结果表明:挡水帷幕的存在可以很大程度地减少基坑总抽水量及坑外地表沉降;挡水帷幕的深度在一定值时,可以大大减少降水对环境的影响;综合考虑工程对环境的影响与抽水量,得到了最优化的基坑降水方案,即挡水帷幕深为35m、降水井深为32m。

南昌富水砂砾石地层土压平衡盾构渣土改良技术研究

以南昌轨道交通1号线土建六标工程项目的彭家桥站—师大南路站区间施工所采取的渣土改良技术为背景,对富水砂砾石地层条件下土压平衡盾构施工渣土改良系统的优化创新、渣土改良剂的选择、配合比试验、添加剂注入量的确定等措施进行了详细的研究试验,实践结果表明,通过该项渣土改良技术改良出的渣土具有良好的流塑性和止水性,有效地减小了刀盘扭矩,控制了地表沉降,并安全地下穿了浆砌块石基础的老石拱桥。

富水砂卵石地层双层衬砌类圆形断面矿山法地铁隧道适应性研究

针对富水砂卵石地层条件下矿山法隧道下穿既有地铁盾构隧道,首先从工期要求与既有工程经验方面进行总体方案设计,明确矿山法隧道近距离下穿既有隧道的优势;随后基于规范要求与富水砂卵石地层特性,提出施工变形控制标准;最后对初期支护+双层衬砌结构型式下的沉降变形、结构内力等进行深入分析,并与常规初期支护+二衬结构型式进行对比分析,明确双层衬砌结构型式的优势。研究结果表明:类圆形断面在减小隧道开挖轮廓与改善结构受力性能等方面具有明显优势,同时本工程双层衬砌构造型式,围岩荷载主要由二次衬砌承担,永久结构(三次衬砌)承担的荷载较小,永久结构在承载力与稳定性,尤其是安全储备方面具有明显的优势。

大尺寸富水卵砾石样冻结状态下的力学特性

为了探究大尺寸富水卵砾石样冻结状态下单轴抗压强度与冻结温度的关系,以南宁市地铁1号线民族大学-青川站区间联络通道富水卵砾石样为研究对象,自研大尺寸模具制备试样,通过GCTS试验平台对试样进行单轴抗压试验,探究试样强度与冻结温度的相互作用关系。试验结果表明:试样抗压强度随着冻结温度的降低不断增加,试样承载能力不断增强,由2.18 MPa增长到3.1 MPa,试验轴应变随着冻结温度的降低不断减小;冻结状态下,卵砾石试样强度主要受冰的强度、冰卵砾石连接强度以及试样中未冻水含量的影响,在一定范围内,降低冻结温度冰强度增强、冰卵砾石连接强度增强、未冻水含量减小,黏聚力提高,内摩擦角略微增大,造成卵砾石试样随着冻结温度的降低强度不断增强;卵砾石试样达到最大抗压强度时轴应变随着冻结温度的降低不断减小,由7.4%降低到3.2%,表明试样随着冻结温度的降低,脆性增强延性减弱,试样破坏趋向于脆性破坏。

富水砂卵石地层深基坑设计与施工关键技术研究

以兰州地铁1号线试验段世纪大道站深基坑为依托,针对兰州特有的深厚砂卵石地层地下水处理方案、围护桩成孔工艺和围护结构设计方案进行基坑施工过程数值模拟及现场监测数据对比分析。通过对关键技术进行系统研究,提出设计和施工的优化方案,丰富现场信息化施工的相关资料,为相似地层的车站基坑设计与施工提供借鉴和参考。

复杂环境下特殊地层异型深竖井关键技术研究

研究目的:针对既有地铁盾构隧道与车站风亭合围形成的三角形地块内新建的异型深竖井,从富水砂卵石地层特性与周边环境保护角度出发,在充分考虑异型深竖井扩挖要求的前提下,提出能确保竖井结构自身稳定与周边环境安全的异型深竖井设计与施工方案。研究结论:(1)提出了能严格控制细颗粒流失的深竖井降水方案;(2)从竖井井壁向斜下方打设大管棚,同时大管棚长度超过地层潜在破裂面,可确保异型深竖井扩挖段结构安全;(3)异型深竖井施工的不利影响主要集中在左侧盾构隧道,应控制开挖初始阶段对地层的扰动;(4)右侧车站风亭整体结构刚度较大,同时风亭与竖井间有限土体荷载较小,竖井开挖对风亭的影响较小;(5)异型深竖井施工采取的降水方案与倒挂井壁法方案,尤其是深竖井扩挖段采取的大管棚方案,技术可行、经济合理,可应用于严格环境保护要求下的深竖井工程。

大埋深富水砂卵石地层泥水盾构带压换刀及动火焊接技术

通过北京铁路地下直径线工程盾构施工实践经验,总结了大埋深富水砂卵石地层泥水盾构施工中带压换刀技术以及特殊情况下的带压动火焊接技术。带压换刀的技术主要有两个方面:一是选择合理换刀地点及进舱工作压力,保证掌子面土体的稳定;二是进行开挖舱高浓度泥浆的置换和中盾高浓度泥浆的注入,有效地防止了气体的逃逸。在施工中成功实现了带压进舱250余次,工作压力从0.9bar(1bar=100kPa)增加到2.8bar,未发生任何安全事故。