富水砂卵石地层盾构隧道近接下穿运营线路变形特性分析

依托成都地铁19号线双流机场—龙桥路站区间下穿既有运营地铁3号线工程,采用ANSYS数值模拟软件,分析富水砂卵石地层超前管棚支护和洞内深孔注浆联合加固下,盾构穿越施工全过程的地表沉降和既有地铁管片支护结构变形规律,并通过实测数据验证数值模拟的准确性。结果表明:地表竖向沉降符合Peck曲线分布,地表最大沉降2.59 mm,满足下穿施工控制要求;3号线管片保持平稳,竖向位移最大值4.80 mm,左右拱腰虽然在穿越段受开挖扰动,发生较大水平位移,但在穿越后基本恢复;现场实测数据表明联合加固方案可确保盾构施工及运营线路的安全。

临河深基坑中超长锁扣钢管桩围堰变形分布研究

锁扣钢管桩围堰由于自身整体刚度大、加工制作简便、回收利用率高等优点,近年来在城市轨道交通的桥梁基础工程施工中广泛应用。为了深入研究临河深基坑中超长锁扣钢管桩围堰的工作性能,以西安市地铁10号线泾河大桥为背景,通过对坑周地表竖向沉降及超长锁扣钢管桩深层水平变形进行监测,分析了临河富水砂卵石层深基坑开挖过程中坑周竖向沉降分布规律及钢管桩深层水平变形分布规律,并研究了临河距离对二者分布规律的影响。结果表明:随着基坑临河距离的增大,坑周竖向沉降分布规律发生改变;锁扣钢管桩均发生朝向深基坑方向的水平位移,曲线均呈“弓”形分布;封底混凝土浇筑后,锁扣钢管桩深层水平变形未发生明显变化,随着临河距离的减小,向河侧锁扣钢管桩水平位移由减幅逐渐变为增幅;不同临河距离的基坑,在开挖初期,锁扣钢管桩深层水平变形分布存在差异,随着开挖的进行,“弓”形趋势愈加明显。该结论可为类似工程提供参考。

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异:明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。

临地铁隧道的深厚砂土地层基坑开挖变形分析

南京某深基坑项目开挖深度为11 m,临近已有的地铁区间,开挖深度范围内主要为粉细砂层,水量丰富,周边环境保护要求高。为分析基坑开挖变形及其对周边环境的影响,文章采用Midas三维有限元软件,模拟了基坑开挖全过程,分析了各工况下基坑的变形。计算结果表明,基坑变形在设计允许值范围内,地铁侧水平和竖向变形均较小,也在允许值范围内。施工全过程的监测数据表明,实测值在允许范围内,满足围护结构自身和地铁隧道的保护要求。支护方案的顺利实施为类似深厚砂土地层的设计和施工提供了有效参考。

新疆罗布泊盐湖深部钾盐找矿新进展

罗布泊是世界最大干盐湖之一,罗布泊超大型钾盐矿床从1995年发现至今,经历了找钾远景预测、勘查、系统科学研究、扩大找矿及开发利用快速推进的过程,浅部(200m以浅)钾盐资源量已基本查明,但没有一个穿透第四系的较深地质科学钻井。通过区域气候条件、盐类矿物分布、碎屑岩层储卤等方面与柴达木盆地西部的对比分析以及罗布泊地堑式断陷带储卤的发现,提出罗布泊深部具有钾盐成矿远景。在罗布泊罗北凹地西北部实施盐湖深部钾盐找矿第一深井(LDK01井),首次发现钾芒硝、钾锶矾、红钾铁盐等盐类矿物;在深部地层碎屑岩层中发现钾盐矿物钾石盐、光卤石等,地层中KCl含量高达2.86%,揭示地层深部存在低品位固体钾矿,确定为一种新类型钾矿,即碎屑岩型钾矿,为罗布泊深部钾盐找矿拓展了方向和空间;深层碎屑岩地层储集卤水,卤水KCl平均品位1.50%,揭示出罗布泊盐湖深部存在富钾卤水。重力探测发现罗布泊盆地西部发育次级凹地,初步确定凹地中心第四系沉积厚度大于1200m。结合地质分析,预测库鲁克塔格山前断陷盆地和罗北盆地为进一步寻找深部隐伏钾盐矿床的重要靶区。综合遥感、物探、物性特征等资料及研究成果,估算罗北凹地深部钾盐预测资源量为1.60×108t,并提出罗北凹地西部及附近区域的深部地层中还蕴藏有丰富的钾盐资源,罗布泊深部找钾潜力巨大。该成果对深化认识罗布泊盐湖的形成演化及满足钾肥生产企业大规模开发均具有重要意义。

砂卵石地层超前管棚和深孔注浆复合预支护效果研究

以北京地铁12号线区间下穿京张高铁盾构隧道为工程背景,数值模拟了砂卵石地层超前管棚和深孔注浆复合预支护工法的地层变形控制效果,探讨了预支护方法对下穿工程地层变形规律、地表沉降规律、盾构管片变形规律、塑性区分布以及管棚受力特征的影响。结果表明:下穿工程地铁施工引起上部高铁盾构管片最大变形区在双区间中心截面±15m范围内,这是布置超前支护以控制地层变形的关键区;深孔注浆加固条件下增设超前管棚,可减小拱顶围岩塑性区开展范围,改善注浆体受力状态,有效降低隧道中上部围岩变形;超前管棚和深孔注浆复合预支护可充分利用深孔注浆的拱效应,又可利用管棚的梁效应,发挥各自力学优势,联合承担上部围岩压力。

砂卵石地层大直径盾构工程地表沉降深度学习预测

为进一步提高复杂环境下大直径盾构工程沉降预测的准确性,以成都地铁17号线为研究对象,基于深度学习方法及z-score标准化处理后的盾构掘进参数数据,采用网格搜索法找出超参数最佳组合,构建地表沉降预测模型,并通过与其他预测模型进行比较,验证所构建模型的可行性及有效性。研究结果表明:预测模型的预测结果与实测结果拟合较好,预测精度能够满足实际工程需求;当地表沉降小于20 mm时,模型预测精度最高,为93.68%。研究结果对盾构工程的安全施工具有重要的现实意义。

砂卵石地层超深防渗墙工艺试验研究

针对襄阳市东西轴线东汊干坞超深防渗墙地质环境及施工工艺要求,进行了原位工艺试验,验证了砂卵石地层超深防渗墙成槽可行性。结合工艺试验,总结出了在砂卵石易透水、易塌孔地层中进行超深防渗墙施工工艺的要点,比选确定了防渗墙墙体材料,为防渗墙施工提供了试验数据及理论支撑。

地下连续墙与止水帷幕共同作用下富水砂层深基坑变形性状

研究富水砂层地下连续墙深基坑变形特性对深基坑工程实践具有重要指导意义。以某车站地下连续墙深基坑工程为依托,通过数值模拟和现场实测方法研究降水渗流作用下富水砂层地下连续墙深基坑施工变形性状及其影响因素。研究结果表明:地下连续墙水平位移曲线分布随开挖深度加深由“斜线”形—“弓”形—倒“V”形演变,墙体最大水平位移Ux,max及其位置深度Hx,max与开挖深度he符合线性关系,最大水平位移约为(0.048%~0.082%)he,其深度位置约为(0.60~1.20)he;地表竖向位移曲线分布沿横向水平距离呈凹槽形,沉降槽随开挖深度增加而变宽、加深,沉降变形显著影响区为(1.0~1.5)he,距坑边(1/3~1/2)he处地表沉降最大;考虑地下连续墙与止水帷幕共同作用的富水砂层深基坑变形与实测结果更为吻合,且帷幕隔水和挡土作用对基坑变形影响显著;地下水位上升、砂层厚度加深均引起墙体水平位移和地表竖向位移增大,当风化砂岩层渗透系数较大时,渗透系数增加对坑外地表竖向位移的影响较墙体水平位移显著,合理的止水帷幕深度及间距参数有利于控制基坑变形和保持稳定性。

南通富水砂性地层地铁深基坑墙体渗漏原因分析

富水砂性地层具有渗透系数大、无黏聚力、易液化、自稳能力差等特性,在这种地层条件下开挖基坑时,如果设计或者施工不当,就极易引发基坑事故。为积累该地层条件下的工程事故经验,针对南通某地铁深基坑渗漏事故实例,通过对基坑渗漏段监测数据、围护结构设计进行分析,从基坑所处地层条件、设计及施工3个方面总结了基坑渗漏发生的原因。1)基坑所处地层为深厚富水砂性地层,地下水位高,渗透性强;2)地下连续墙钢筋加密段存在渗水通道,降低了该段地下连续墙的水密性;3)监测数据的变化未引起施工人员足够的重视。

地铁暗挖车站主体结构深孔注浆施工工艺及效果分析

结合北京地铁6号线西延田村站工程建设实践,对车站深孔注浆施工过程中所遇到的各类问题以及深孔注浆加固土体的效果等影响因素进行分析,得到针对于田村站类似砂卵石、粉细砂无水地层采用后退式深孔注浆施工工艺配合4分管注浆工艺的土体加固效果及影响因素,并提出后退式深孔注浆施工工艺配合4分管注浆工艺的注浆效果基本可以满足类似砂卵石、粉细砂无水地层现场土方开挖的要求。同时在注浆机械选型过程中应优先选择机械灵活且钻孔角度、高度调整幅度大的智能化注浆设备,且注浆浆液宜采用水泥-水玻璃双液浆与化学浆的混合液,并根据注浆效果,结合现场地层条件的变化,提出灵活调整孔位和注浆方法,及时地进行补注浆的建议措施,从而为今后在类似地层进行深孔注浆施工提供有益的借鉴和参考。

富水厚砂层深基坑降水设计与施工

在富水砂层地区采用明挖法修建地铁,地下水处理至关重要,降水是基坑工程施工中减小地下水危害所采取的一种最常见、最有效的方法之一,其设计与施工成功与否直接决定工程成败,也是工程技术人员一直寻求解决的课题。结合北京地铁15号线俸伯场区深基坑施工,通过对降水试验、深化设计及降水实施等过程深入分析,就富水砂层深基坑降水设计与施工的成功应用进行了详细阐述,取得相应设计及施工参数,积累了一定的经验,能够为类似工程提供参考。

富水深厚砂卵石地层深基坑降水引起的地层沉降预测

以洛阳轨道交通车站深基坑降水为背景,利用降水施工实测数据对数值计算模型采用的边界条件进行修正,同时计算出敞开式条件下不同降水深度和不同含水层厚度的降水漏斗曲线,并进行数值拟合。将拟合函数引入土体压密计算公式,预测因降水引起的坑外地层沉降。通过实测数据对预测方法进行了验证,结果表明:预测结果与实测结果分布趋势一致,预测值较最大实测值平均偏大12.1%。该方法可以用于预测富水深厚砂卵石地层深基坑降水引起的地层沉降。

水利枢纽工程深厚砂卵砾石覆盖层混凝土防渗墙固壁技术

阿尔塔什水利枢纽工程挡水坝为混凝土面板砂卵砾石堆石坝,需在深厚砂卵砾石覆盖层中建造防渗墙,成槽质量是保证防渗墙施工质量的关键工序,而成槽质量主要取决于成槽固壁技术。通过对深厚覆盖层特性的分析,从固壁泥浆配比和强漏失地层成槽技术等方面进行改进和试验,确保了成槽质量。防渗墙施工后,经检验,其工程质量满足设计和规范要求。

基于主成分分析的基坑开挖对周边建筑物影响分析

富水砂卵石地层由于其高渗透性、低黏聚力、松散的结构等特点,给地铁深基坑工程施工带来了极大的难度,尤其是周边有临近建筑物、河道以及既有地铁线路时,对基坑施工技术提出了非常高的要求。依托成都地铁17号线凤溪站深基坑工程,针对富水砂卵石地层中基坑降水开挖对周边建筑物的影响规律进行了研究。通过Midas-GTS/NX有限元数值模拟结合实际工程监测数据对建构筑物的沉降随深基坑降水开挖的变化规律进行了分析,并采用主成分分析法计算了各监测指标对基坑稳定性评判的影响,得出结论:建立的有限元模型的预测结果略大于实际变形值,在富水砂卵石地层中进行降水开挖对周边环境的影响十分显著,随着开挖深度的增加,建筑物沉降、地表沉降均随之增大,在架设内支撑后,沉降随即趋于稳定,少数部位甚至会有微小的隆起;地面最大沉降出现在距离基坑边缘水平位置1/5开挖深度处,而临近河道一侧由于受到地下水的影响其沉降值相对较大;在基坑监测指标中,测斜与桩顶变形对基坑稳定性评价的贡献率最大,其次是地下水位、内支撑轴力以及地表沉降,可见测斜和桩顶变形反映了基坑降水开挖的稳定与否,在实际工程中应密切监测。

砂卵石地层中深孔注浆防塌控沉效果实践

以北京地铁某砂卵石地层暗挖区间为依托,对比了施工过程中超前小导管、预留套管打设超前小导管、深孔注浆三种注浆方式取得的效果,并对隧道上方地表沉降规律进行了总结,指出深孔注浆在该工程中起到了良好的防塌控沉效果。

富水砂层深基坑变形规律及监控预警指标研究

运用概率统计等方法[1],对典型富水砂层地铁深基坑监测数据进行深入分析,探讨了其围护结构变形特性,并对其测斜与地表竖向位移间的内在关系、基坑开挖影响范围等进行了研究。研究表明:此类地质,围护结构开挖变形易控制,最大变形一般位于围护结构中部,且从开挖面往下,变形迅速减小,底部位移很小,此现象同软土地区围护结构变形特征有较大区别。另,基于大量实测统计数据,提出了该类地层的监控预警指标参考取值,包括预警指标取值思路及对应的统计方式,值得各地开展相关监控预警指标研究工作时借鉴。

砂卵石地层深基坑支护的施工应用

砂卵石层极易坍塌,遇水极不稳定,如何经济、安全、快速的进行深基坑支护作业,越来越凸显其重要性。通过工程实例,具体阐述了砂卵石层深基坑支护的施工应用,取得了良好的效果。

富水砂卵石地层深基坑降水成井工艺研究

洛阳地铁一号线某车站在深基坑开挖过程中发现地下水位远高于设计阶段勘察地下水位,地处洛河Ⅰ级台地,地层为砂卵石地层。降水管井施工困难,缩颈、塌孔现象严重,结合现场地质状况,分析各类成孔钻机特点,优化降水井成井工艺,选用长螺旋钻机压灌泥浆护壁成孔,成功解决富水卵石地层成井措辞塌孔、缩颈等问题,且具有成井效率高、施工质量可控、施工成本较低等优点,长螺旋钻机成井工艺的成功应用为类似地质情况下基坑降水施工提供借鉴。

南京江北新区某地下能源站深基坑超长三轴搅拌桩技术实践

以南京江北新区某地下能源站的深基坑工程为例,详细介绍了底部分布有深厚硬质富水砂土层的深基坑,采用38m超长三轴搅拌桩止水帷幕穿过硬质砂层的引孔后“一杆到底”施工工艺,以及施工过程中叠加应用的系列基坑隔水止水加强技术措施。经监测分析,基坑开挖后取得了良好的应用效果。该项目所积累的超长三轴搅拌桩止水施工技术的相关实践经验,可为其他类似项目的施工提供一定的借鉴。