考虑水力耦合效应的超大直径穿江隧道开挖扰动分析

文章以芜湖超大直径过江隧道穿越长江段为例,采用岩体水力耦合细观力学模型对江底隧道开挖过程进行数值模拟,分析水力耦合效应、岩体内部微裂纹结构特征及支护水压等对开挖响应的影响。结果表明:不考虑水力耦合时,隧道开挖引起的最大水平位移位于隧道两侧,随着与洞周距离的增大而减小,隧道底部隆起值大于顶部沉降值,而考虑水力耦合作用后,隧道两侧边墙与江底地表均产生较大的水平位移,隧道顶部沉降显著增大,底部隆起明显减小,比顶部沉降小1个数量级;随着江水位增大,江水渗流作用对江底地面沉降变形影响效应更加明显;岩体内部初始微裂纹结构特征对隧道开挖引起的江底变形响应影响较大,优先水平发育时,水压力降低区域明显增大,江底地表竖直沉降范围明显扩大,距离开挖隧道较远区域地表也产生较大沉降变形;适宜的支护水压可对隧道开挖引起的变形扰动进行有效控制。研究成果对深化涉水隧道水力耦合研究具有一定参考意义。

复合地层江底隧道盾构选型技术

以合江套湘江隧道为工程背景,依据盾构机选型的一般流程,在深入研究地层岩性、矿石颗粒、穿越地层渗透系数等因素的基础上,针对复合地层中江底盾构隧道施工的实际情况,从机械性能及经济性等多个方面对比分析了泥水平衡及土压平衡两种盾构机的优劣,最终选用泥水平衡盾构施工。

河底地铁盾构隧道管片受力特征分析

穿河盾构隧道相比其它区段盾构隧道的工程地质和水文地质条件更为复杂,特别在我国南方地区,季节性降水量大,地表及地下水位变化明显。针对穿河盾构隧道富水软粘土地层,文章以佛山地铁2号线某区间穿河盾构隧道管片为研究对象,利用Abaqus有限元软件,采用梁-弹簧模型对受力管片进行数值计算分析,并与现场试验所测得的管片轴力进行验证。结果表明,现场测试管片受到的土压力略小于采用全覆土压方法的计算值;盾构隧道周围的水压对管片内力的影响较大,穿河盾构隧道即使上部土层透水性差,在管片设计时也要考虑岩层中裂隙水和承压水存在的可能,且为安全考虑,作用在管片上的土压可按全覆土压来计算。

江海盾构隧道施工风险分析与评价

对国内江底、海底泥水盾构隧道施工风险进行了详细全面的分析,指出施工风险可能对盾构机械和施工人员、工程质量、工程结构带来的危害,并对风险进行了评价。结合国内隧道施工事故的实例,阐明隧道施工风险发生后果的严重性,对盾构隧道施工风险控制具有指导意义。

冻结法在江底取水隧道修复工程中的应用

常熟发电厂江底盾构取水隧道施工中,发生突水涌砂事故后,采用填充冻结法来形成临时冻结封堵墙;然后排出隧道内积水,构筑永久封堵墙,为隧道工程下一步施工的安全、顺利进行提供了保障。实践表明,采用填充冻结法施工临时封堵墙,与隧道内灌注水下混凝土方法施工临时封堵墙相比,在复杂地质条件下,能有效防止突水涌砂事故发生,对隧道本体损伤较小,对相邻建筑物影响较小,且人员无需进入积水隧道内施工,可控性、安全性较高,具有推广应用价值。

过江隧道江底的变形监测

采用无人船进行过江隧道江底变形监测,能够在较短的时间测量水下地形,并绘制江底地形地貌、地状参数图等,提高了过江隧道监测的效率,减少了人员安全隐患。本文以杭州地铁8号线一期工程为背景,介绍了无人船在过江隧道江底变形监测中的研究和应用,建立了完整的技术流程,提出了江底地形监测的关键技术,得到了符合精度要求的钱塘江江底变形监测成果数据。整体效率优于传统测绘方式,可为无人船在水下地形地貌测绘、水下地质勘探、航道测量等领域应用提供理论和实践参考。

无人测量船在越江盾构施工监测中的应用

随着城市轨道交通建设的快速发展,隧道建设不可避免出现下穿江河、湖泊及海洋等特殊区域,给越江盾构施工监测带来挑战。无人测量船依托多设备集成,将智能控制、无线通信、卫星定位导航、惯性导航以及声呐测深等技术融合,为越江监测提供技术支撑。以杭州轨道交通L6之振区间(之江海洋公园站—振浦路站)为工程实例,从外业准备、数据采集、数据处理、成果提交等阶段,讨论越江监测技术难、重点,为盾构越江提出针对性监测方案,统计分析监测数据质量与精度,总结出江底地形变化特征及规律,为同类越江工程提供借鉴。

河底浅埋小净距隧道施工期渗流性状分析

为了弄清河底浅埋小净距隧道矿山法施工段的渗流性状,以长沙市浏阳河隧道为工程背景,考虑工作面时空变化对洞内渗流边界的影响,建立三维数值模型,将施工期的河水位变化情况用8折线函数近似表示并嵌入到模型中进行计算,将计算结果与现场实测结果进行对比,验证了计算模型的可参考性.通过该模型分析施工期的水压力、渗水量、渗流速度、水力梯度的变化性状,并提出相关的工程建议.结果表明:施工期间双洞初衬背后的水压力都小于40 kPa,初衬背后水压力、注浆加固圈外的围岩水力梯度最大值与河水位均呈正相关关系.所得结论对于类似工程具有参考价值.

盾构近距离下穿河底大直径承压管道施工关键技术

成都地铁5号线九兴大道~神仙树区间采用土压平衡盾构施工,盾构隧道需下穿肖家河底大直径承压管道。为确保管线的正常供水,盾构通过前在风险段上下游设置隔水围堰并采取了河水导流措施,利用Q235钢管对原管道进行了临时改迁,并对部分管道进行了永久置换,盾构通过时严格控制各掘进参数并加强渣土改良措施减小土体扰动和损失,盾构通过后采用洞内外注浆结合的方式减小土体损失对管道带来的风险,通过上述系列措施相结合的方法保障了盾构施工期间承压管道的正常供水和管线结构安全。