软弱富水地层超大直径盾构下穿长江堤防变形分析

软弱富水地层上长江堤防变形受浅埋超大直径盾构隧道施工扰动影响大。以盾构开挖直径为15.07 m的某双线隧道工程为背景,基于现场监测资料,研究盾构过堤时无为长江堤防沉降的时空演化规律,并对掘进参数与堤防加固措施的合理性进行分析。研究结果表明,压密注浆加固处理可有效减小堤防地表沉降幅度。右线隧道过堤时,中轴线上方堤防沉降变形总体随着盾尾离开天数的增加而增大,最大沉降位于堤前段,为20.37 mm,远离中轴线部位普遍产生轻微隆起。左线隧道下穿堤防后,堤防竖直变形整体呈“左线堤前段与堤后段隆起、堤坝段沉降,右线整体沉降,幅度从堤前段往堤后段沉减小”的分布规律。盾构下穿长江堤防时,切口压力、推力、扭矩等掘进参数的调整受堤坝超载效应影响。

土压平衡盾构双线掘进对饱和砂土层的变形影响研究

相对于其他地层,盾构在砂土地层中施工的风险更大,但目前关于砂土地层中盾构隧道施工引起的土体变形研究较少.以郑州市地铁轨道交通12号线胡庄站—龙子湖西站区间双线隧道为工程背景,针对盾构穿越典型细砂地层,对双线盾构隧道施工引起的土体变形开展数值模拟和现场实测研究.主要得到以下结论:①在细砂地层中,后行盾构隧道施工对先行盾构隧道引起的土体沉降存在叠加效应,且先行盾构隧道施工引起的土体沉降比后行盾构隧道施工引起的土体沉降大;②细砂地层中,土体沉降量在盾尾脱出期间变化最大,并且隧道拱顶上方土体埋深越深,土体沉降变化量越大;③数值模拟结果与实测结果的差值在4mm左右,误差在可控范围内,验证了所采用的数值模拟方法的正确性;④盾构隧道的线间距、盾构掘进速度和注浆层弹性模量对土体沉降的影响比较大,在实际施工中应重点关注这几个参数.研究成果可为类似地层条件下的盾构隧道施工提供科学参考.

上软下硬地层隧道盾构施工地表沉降影响因素及规律研究

为研究盾构隧道穿越上软下硬地层时,开挖面内不同土岩厚度比对地表沉降的影响,以贵阳轨道交通3号线某区间隧道为工程背景,保持隧道埋深和双线隧道间距不变,建立7种工况下的三维有限元模型,通过与实测数据对比分析得到沉降规律,并利用双线隧道的44组地表沉降数据,拟合出适用于当地复合地层的Peck分段公式。研究结果表明:从整体看,数值模拟的沉降曲线均为W形,地表最大沉降位于先行隧道上方;穿越红黏土层时地表更易受到扰动而产生不均匀沉降,随着土岩厚度比的减小,模拟曲线对称性增强,左右隧道的沉降差缩小,整体沉降值基本表现为减小趋势;总结土岩厚度比与修正系数的关系,图表显示Peck分段公式能较好地预测贵阳上软下硬地层的沉降规律。

非均匀地层中节段式综合管廊受力变形规律研究

城市综合管廊能合理利用地下空间,扩大公共区域,提高城市的综合承载及运作能力,在打造海绵城市、发展新型城镇化建设和智慧管理等方面有巨大的潜力和优势。本文依托重庆市巴南区综合管廊试点工程,通过建立Plaxis 3D三维数值模型探究非均匀地层中节段式综合管廊的受力变形规律。研究结果表明:纵向的地层不均匀对节段式综合管廊有明显的负向影响,地基发生不均匀沉降并导致管廊管节之间的竖向剪应力变大,造成管节错动甚至连接破坏;管廊整体发生弯曲变形,管节之间会产生较大的轴向应力,易发生张拉破坏;管廊管节之间的错动及轴向应力会随着时间增长而增大,出现破损、漏水等情况的可能性增加,实际工程中管廊连接处的处理面临着较大的挑战。

软弱地层下穿盾构施工隧道对既有铁路路基变形的影响分析

基于长春地铁2号线某盾构区间下穿长双烟铁路工程研究软弱地层下盾构隧道下穿施工引起上部铁路路基沉降的影响规律,采用FLAC3D有限元软件进行模拟,研究铁路路基在不同施工工况下的沉降分布规律,并分析了土仓压力、注浆压力及深孔注浆加固作用下铁路路基的沉降影响。分析结果表明:盾构左线施工对铁路路基的扰动大于盾构右线施工;既有铁路路基的沉降量不受土仓压力的影响,但随着注浆压力的增加而降低;采用深孔注浆加固后铁路路基的最大沉降量满足《普速铁路线路修理规则》中的规定。分析结果可为软弱地层条件下盾构下穿铁路路基施工提供一定的参考依据。

地表沉陷与上覆岩层移动规律数值研究

为保证地面建筑物以及地下资源开采的安全,对采空区引起的上覆岩层移断规律以及地表沉陷情况进行研究。以应城市一工程为研究对象,基于FLAC3D数值模型分析和理论模型分析,建立采空区沉陷模型。通过FLAC3D构建模型分析地表沉降情况和上覆岩层移动规律等,得到该区域地表最大沉降29.2cm、采空区顶板岩层移动变形量46.04cm,分析总结了采空区上覆岩层移动呈梯形向马鞍形转变规律,为地表沉陷预测提供依据,可为类似工程提供参考意义。

公路软土路基沉降分析及加固处理研究

近年来,我国公路交通工程迅速发展,已经成为当前交通网络中不可或缺的重要选择。但软土地层上的公路路基填筑施工的风险依然较高,这主要是由于软土地层具有敏感性,且在雨水、堆载等的作用下,软土地层变形可能较大,因此可能导致完工后出现路面开裂、沉降、塌等事故。文章以某市软土地基上的路基填筑工程为研究对象,深入研究了软土地层条件下公路路基的况降变化,并针对桩基础加固方案,设置了不同桩体数量、不同桩体长度等对比工况,分析了对比了不同加固方案的加固效果,以期为类似工程施工提供参考。

堤防工程中堆载预压数值模拟研究

软土地层具有含水量高、压缩性高、承载力低等特性,因此项目开展前需要对软土进行加固处理以保证足够的承载能力。堆载预压作为软土地基处理方法之一,其工艺简单、加固效果显著等优点,在堤防工程软基处理中得到了广泛的应用。本文以广州南沙某堤防工程项目为例,借助有限元软件建立计算模型,并将数值模拟计算结果与工程实测结果进行了对比,结果表明,两者数据之间变化趋势相一致,拟合度较高。本次研究结果可为今后类似工程提供借鉴。

市政道路开挖对埋地管道力学行为变化影响

市政道路开挖引起的路面地层沉降是威胁和破坏埋地管道的主要原因之一。因此,研究路面地层沉降下埋地管道的力学行为。讨论了管道参数、土层厚度对埋地管道力学行为的影响。结果表明,在开采过程中,管道的最大Von Mises应力和最大垂直位移位于管道中部。随着开挖长度的增加,Von Mises应力、应变和垂直位移也随之增加。当管道开挖为100 m时,最大垂直位移为0.034 m,仅增加10倍,但此时管道水平位移已达到最大值。随着埋深的增加,埋地管道最大应力也随之增加。当埋深为10 m时,最大应力为117.2 MPa。因此,市政道路开挖时,应考虑土层厚度及管道埋深,进一步降低管道发生应力集中。

基于Q-s曲线的大型LNG储罐桩板基础沉降计算方法

试桩Q-s曲线体现了现场桩基荷载和沉降的关系。文章以某LNG储罐桩板基础为背景,提出利用Q-s曲线求出桩端土层变形模量的方法,并考虑桩板共同作用的求解桩板基础沉降的方法。该方法将桩基模拟为非线性弹簧,弹簧刚度取自Q-s曲线,采用MIDAS进行建模求解,可得到设计需要的筏板和桩基的沉降等高线图以及轴力和弯矩图,用于指导设计。与仅考虑线性地弹簧系数的规范方法进行对比,该方法精度更高,与实际情况更加相符。该方法可针对不同位置的桩基输入不同的非线性弹簧,可用于解决复杂不均匀地层桩筏基础沉降计算的问题。

砂卵石地层隧道施工围岩稳定性影响研究

砂卵石地层隧道开挖往往面临对地层的扰动和开挖面稳定难以控制的难题,严重威胁着隧道的施工安全。在这类土石混合体的地层中岩土体自身结构及属性控制着隧道变形及地表沉降,该文依托广州某隧道工程,采用室内试验和数值模拟的手段研究了砂卵石层含水率和含石量对围岩抗剪强度的影响规律。利用离散单元法分析了不同含水率下,隧道开挖引起的掌子面影响范围和地表沉降规律。研究结果表明,砂卵石层围岩抗剪强度随着含石量的增加而增大,但是跟含水率呈反比关系,且当含水率大于15%和含石量大于50%时,抗剪强度变幅显著。随着砂卵石层含水率的增加,隧道开挖时掌子面围岩的影响范围和隧道顶部的最大地表沉降也逐渐增大。研究成果可为砂卵石地层隧道施工开挖提供理论参考。

高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工技术研究

CFG桩软基加固是高富水淤泥质地层处理的一种手段,对提高高富水淤泥质地层承载能力和稳定性具有重要作用,为此提出高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工技术研究。通过施工准备、长螺旋钻进成孔、泥浆制备、注浆成桩,完成高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工。通过实际案例应用,加固后高富水淤泥质地层路基承载力得到了有效的提升,沉降变形得到了有效的控制,具有良好的加固效果。

地表沉降计算面积比的取值范围与影响因素研究

基坑开挖将不可避免引起周边地表沉降,对周边环境的基础设施和既有建筑造成影响,真实、准确的监测数据是评估基坑开挖影响程度的重要依据。受监测成本、实施难度等因素的制约,除直接监测地表沉降外,亦可通过地层损失法根据支护结构侧向变形计算周边地表沉降,围护结构侧移的面积与地表沉降面积之比是影响该计算方法准确性的重要参数。因此,首先进行了文献调研,结合国内外学者的研究确定面积比取值范围在0.8~2之间;然后分析了插入比、地质条件、桩体侧移最大值对面积比的影响;最终给出了面积比的建议取值方式。分析总结可为后续地层损失法数学模型的构建提供理论与数据支撑。

欠固结地层盾构施工土体长期沉降分析

为研究欠固结地层中盾构隧道施工后周边地层的长期沉降特性,以及双曲线和指数曲线数学模型预测周边地层长期沉降的适应性,依托广州市某地铁隧道项目进行长期监测。结果表明:欠固结地层盾构施工后的实测沉降数据包含欠固结地层自身沉降和盾构施工引起的地层沉降。以各测点的增量沉降值绘制曲线,当横向土体增量沉降曲线不成槽后,实测沉降基本为欠固结地层的自身沉降。同一平面位置处,埋深越大的测点,其总长期沉降量越小,相对于盾构隧道施工前的地层原始状态,盾构施工后的隧道周边土体呈现密实化趋势。

软流塑地层盾构隧道近接下穿运营线路的变形影响及控制技术

以南京地铁某区间盾构近接下穿运营隧道工程为依托,采用理论分析、模型试验、数值计算与现场监测等方法,研究软流塑地层中运营隧道在新建盾构隧道掘进全过程的变形特点。结果表明:左线盾构掘进完成后,运营隧道变形曲线为“V”形,右线盾构掘进完成后,运营隧道变形曲线由“V”形变为“W”形;数值计算与现场监测的沉降规律基本一致,最大沉降值分别为-4.36、-3.47 mm;洞内钢环+微扰动注浆联合加固措施,能够有效控制软流塑地层中盾构下穿引起的运营隧道沉降变形。

上软下硬地层富水浅埋隧洞破岩技术与初期支护沉降控制

在上软下硬地层富水浅埋暗挖小断面隧洞中,因中、下台阶破岩困难,且上台阶拱脚未坐落于基岩上,初期支护未能及时封闭成环易导致上台阶初期支护发生整体下沉。针对此问题,以龙泉隧洞出口段为工程背景,通过设置开挖试验段,以破岩效率为主要指标,对比分析改装炮机破岩、液压劈裂、CO_(2)相变致裂、膨胀剂致裂4种破岩技术的适用性,并对采用改装炮机破岩技术后隧洞的水平收敛及地表沉降规律进行分析。结果表明:1)CO_(2)相变致裂破岩效率约为6 m^(3)/h,效率最高;改装炮机次之,约为4 m^(3)/h;液压劈裂和膨胀剂致裂的破岩效率最低,分别为2 m^(3)/h和1.1 m^(3)/h。2)改装炮机破岩技术的地层适应性好、振动可控、易修边,采用改装炮机破岩后,地表沉降和拱顶沉降均大幅减小。

上软下硬地层下盾构近距离穿越房屋影响分析

城市盾构施工不可避免的会穿越建筑物。现依托南昌轨道交通4号线桃苑路站-绳金塔站区间盾构上软下硬地层近距离下穿建筑物项目,采用plaxis 3d软件分析隧道盾构施工顺序对建筑物以及地表沉降的影响,分析不同施工顺序、不同盾构速度、掌子面压力值及盾构隧道开挖面离建筑物距离对建筑物桩基沉降影响。结果表明:先施工右线再施工左线相比其他施工顺序对建筑物桩基沉降影响最小,模拟结果与实际监测结果较符合;盾构速度越快,土的固结时间越少,对建筑物的影响越小;掌子面压力越大,对土体的扰动越大,对建筑物的影响越大;隧道开挖面离建筑物距离越远,对建筑物的影响越小;当开挖面距离建筑物桩端垂直距离超过7m时,隧道离桩基水平距离对地表沉降的影响就很小。结论对于南昌地区地铁盾构施工具有一定的指导意义。

黏土地层深基坑开挖对邻近建筑物影响研究

基于武汉和平大道南延工程北侧深基坑开挖工程,通过现场实测和三维数值模拟,研究黏土地层深基坑开挖对邻近建筑物影响规律。研究发现,建筑物挠曲变形趋势及程度取决于其所跨区间土体沉降曲线特征;建筑物的约束作用减小了地表沉降曲线的上凸区域沉降量,使沉降曲线更平缓;基坑开挖坑角效应会改变土体位移场导致建筑物在空间上发生不均匀沉降和挠曲变形;建筑物最大角变量小于容许值,说明其尚处于安全状态。

滨海地区二元地层明挖隧道基坑施工变形实测分析

为分析滨海地区软-硬二元地层中深长基坑开挖引起的邻近土体变形响应特性及分布规律,以厦门枋钟路隧道明挖基坑为例,采用现场实测方法对基坑开挖引起的邻近土体水平位移、地表沉降及立柱变形分布特性进行了分析。实测结果表明:基坑开挖引起的土体水平位移呈现中间大两头小“鼓胀”式分布,最大水平位移约为基坑开挖深度的0.16%~0.50%,且大致位于开挖面以下10 m深度处;基坑邻近地表沉降呈“凹槽”形分布,最大地表沉降约为基坑开挖深度的0.25%,发生在距坑边0.3倍基坑深度的位置;相较而言,立柱竖向变形分布较为均匀,最大竖向位移约为5~10 mm。

深基坑坑内降水对地面差异性沉降的影响分析

在富水砂质地层条件下深大基坑采用地连墙作为支护结构,地连墙设计为纵向延伸至隔水层形成封闭式止水帷幕,切断地下水渗流通道,采取坑内疏干降水的方法,能够最大程度降低对坑外地下水位的影响,能够有效控制基坑降水和土方开挖引起的坑外土层沉降,防止地层不均匀和过量沉降,从而减少施工对周围建(构)物及地下管线的不良影响,能够有效保证工程施工安全,在富水砂质地层条件下的深基坑工程方面具有较高的推广价值。