富水砂层条件下穿越复杂线路小净距超大直径双顶管施工技术研究

受富水砂层条件的影响,顶管施工不可避免会引起周围地表沉降和土体扰动变化,且双排管间距较小,施工过程双管之间土层稳定性差,其施工效果将影响管道上方道路及下方地铁线路的正常运营。因此,提出一种富水砂层条件下穿越复杂线路小净距超大直径双顶管施工技术,采用触变泥浆+软塑性黄泥组合成一种适合于砂层地质条件下顶管施工的护壁材料,有效控制沉降,减小摩阻力,降低对顶管上方道路及下方地铁线路的影响;针对双排管间土体进行注浆加固,保证后续顶管施工的安全;通过洞口加固措施,保证进出洞施工的安全,确保项目安全稳定有效推进。

顶管施工模型试验系统研发与应用

针对顶管施工产生的施工扰动问题和现有模型试验设备的不足,研发对管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率能进行精确控制的室内顶管模型试验系统,并以海口给排水管网改扩建工程为背景,通过管线预埋的方式研究近间距顶管顶进对既有管道和地表竖向变形的影响。研究结果表明:研发的室内模型试验系统可以精确控制管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率,试验系统得到的数据正确可靠;顶管顶进时会对既有管道产生附加应力,但附加应力远小于围岩应力,实际现场中无需考虑附加应力对管片承载的影响;现场顶进施工需对机头的切削速率和顶进速率进行协同调控,且严格控制出土速率,从而实现对地表竖向变形的有效控制。可为今后现场平行顶管施工提供有效指导。

不同类型水层对油砂SAGD开发的影响分析

随着能源需求的增加及环境保护要求的提高,采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发的油砂矿越来越多。对于非均质性较弱的常规油砂SAGD开发,其过程与经典的SAGD开发理论基本相符,开发效果较好;而对于非均质性较强的油砂SAGD开发,由于其一般存在层内水层、顶水和底水等,经典的SAGD开发理论难以描述其生产过程,实际的开发效果也较差。从生产实践出发,研究层内水层、顶水和底水如何影响油砂SAGD开发效果。研究表明,当蒸汽腔扩展到层内水层时,产水量显著增加,在排液能力不变时沥青产量将减少,层内水层对生产的影响时间取决于水层的规模,增大排液能力可以缩短层内水层的影响时间;当蒸汽腔扩展到顶水层时,生产特征与含层内水层的油砂SAGD生产特征相似,但是要求降低操作压力,以减轻顶水对生产的影响;当井位部署合理和操作压力控制适当时,底水对油砂SAGD开发影响较小。

不同方法加固路堤下上覆砂层下卧淤泥层地基的效果对比

对于高速铁路路堤下上覆松散厚砂层、下卧厚淤泥层的地基,采用何种地基处理方法控制工后沉降更为经济高效尚不清楚。本研究基于某铁路路基的原位测试数据及数值模拟方法对旋喷桩仅加固下卧淤泥层(简称"旋喷桩地基")和预应力管桩加固上覆砂层及下卧淤泥层(简称"管桩地基")两种地基处理方式的效果进行对比。结果表明:由于上覆砂层的压密沉降在路堤填筑施工期间即可完成,仅加固下卧淤泥层的地基处理方法技术、经济效果更佳。"旋喷桩地基"与"管桩地基"相比,虽然总沉降大很多,但工后沉降几乎相同;"旋喷桩地基"充分利用路堤荷载的预压作用使上覆砂层形成密实的稳定土层,而"管桩地基"的上覆砂层仍为松散状态。因此在列车运行往复荷载作用下"旋喷桩地基"具有更高的长期可靠性;"旋喷桩地基"上覆砂层经路堤荷载预压形成密实的"垫层",使其下地基土与旋喷桩分担上覆荷载;与"管桩地基"相比,不仅桩长减短,而且桩身应力降低。