囊袋式注浆对盾构下穿高速铁路路基沉降的控制效果

高铁路基的沉降变形是影响运营安全的重要因素,盾构下穿既有高铁线路施工可诱发高铁路基沉降变形。为有效控制高铁路基沉降,基于数值模拟探究了囊袋式注浆作为高铁路基沉降主动控制措施的有效性。结果表明:注浆囊袋对其周围土体的影响具有局部性,地层等效塑性应变随注浆体埋深的增加而增大,且塑性区厚度通常小于注浆囊袋膨胀厚度的3.0倍。囊袋的埋设深度和膨胀直径对路基抬升整治范围有影响,囊袋埋设越浅其膨胀后对路基抬升的影响效果越明显,且路基表层的隆起变形曲线符合高斯方程。提出了盾构下穿高铁路基时囊袋式注浆控制措施下路基沉降预测模型,可指导盾构下穿高铁路基的沉降控制。

盾构隧道下穿既有建筑施工监控分析

以成都某轨道交通工程盾构下穿既有公安局工程为背景,提出洞内深孔注浆和地层注浆加固的控制措施,通过数值模拟方法建立三维地层结构模型,模拟盾构全开挖过程,探明盾构近接穿越过程中地层以及建筑物的受力特性。结果表明,地层沉降在开挖过程中持续增长,增长速率在掘进至建筑物下方时最大;在开挖下穿段,管片变形变化显著;“工”字形建筑物两端沉降相对更大且在靠近线路处沉降达到最大,建筑物倾斜变形在掘进至正下方时最为明显。结合施工监测数据,在掘进过程中应及时根据监测数据调整盾构参数,保证建筑物沉降量与变形速率均满足施工监测要求。

盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基影响规律研究

针对城市地铁隧道下穿高速铁路的施工过程中,CFG桩复合路基对地层沉降的响应机理不明确、路基的沉降预测与控制理论缺乏的问题,依托郑州轨道交通8号线盾构区间下穿郑州东站咽喉区工程,提出CFG桩复合路基沉降预测方法 .基于地基加固理论,分析CFG桩对路基的加固效果,并通过物理模型试验,研究盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基的影响规律.研究结果表明:CFG桩可以大幅提升路基压缩模量,盾构隧道下穿不会影响CFG桩复合路基的整体性,复合路基的变形规律符合Peck沉降曲线;CFG桩复合路基能够将地层的等效内摩擦角提高约50%,降低约23%的地层沉降量;盾构隧道下穿引起CFG桩复合路基的沉降量最大值为1.65 mm,在盾构隧道掌子面距离路基中线10 m时地层开始发生显著沉降变形,其中83.6%沉降量发生在盾构穿越阶段;盾构远离阶段,路基沉降量仍会继续增大,建议沉降监测持续到沉降稳定.研究结果可为盾构隧道下穿高速铁路CFG桩复合路基的沉降预测和加固处理提供参考.

盾构下穿高速铁路隧道沉降变形控制标准研究

针对新建盾构下穿高速铁路隧道变形控制难的问题,以石家庄地铁4、5号线以及北京地铁8号线等3个典型的穿越高铁工程为依托,研究下穿高铁隧道沉降变形控制标准.首先,利用有限元软件Midas GTS NX构建精细化的无砟轨道-隧道三维有限元模型,计算盾构下穿整体现浇隧道、盾构法隧道及U型槽段引起的不同沉降工况下的结构内力值,得出满足裂缝宽度限值的结构允许变形值,并且计算了满足规范限值要求的CRTSⅡ型和CRTSⅢ型轨道结构的允许变形值.然后,利用Abaqus软件构建车轨耦合动力模型,计算不同列车速度和沉降工况下车辆的安全性和舒适性指标,得出轨道高低不平顺允许值.最后,汇总各结构的允许变形值,给出结构沉降变形控制标准.研究结果表明:从结构裂缝宽度限值、轨道10 m弦长高低偏差限值和动力学最敏感指标限值方面计算的既有结构允许变形值能够作为盾构下穿高铁隧道沉降变形的控制标准,可作为现行规范的支撑与补充.研究成果可为类似风险大、要求较严的高速铁路穿越工程项目提供隧道及轨道变形控制值参考.

地铁盾构施工下穿既有铁路桥梁影响性分析

依托某城市5号线和8号线的盾构隧道下穿既有铁路特大桥的工程项目,本研究结合盾构隧道施工对既有桥梁影响的理论,运用有限元模拟软件进行了详细分析。重点探讨了先后左右线盾构隧道施工对既有铁路特大桥的承台、立柱、桥面以及桩基的变形和受力变化。模拟结果显示,盾构施工过程中对既有铁路特大桥的变形和受力变化影响较小,均符合相关规范要求,盾构隧道施工不会对铁路的安全运营产生明显影响。

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。

软土地区盾构小角度下穿箱形隧道的变形与控制

以天津地铁4号线盾构隧道小角度、近距离下穿运营的地铁1号线明挖箱形隧道为工程背景,分析了下穿施工阶段既有隧道的竖向位移、水平位移变化情况,并对控制措施进行了研究。结果表明:盾构隧道左线、右线先后下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线分别呈V形、U形,右线下穿引起的既有隧道沉降较左线引起的大;与双洞盾构隧道正交下穿既有隧道工程相比,小角度下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线的沉降槽宽度显著增大;随着盾构掘进,既有隧道水平位移的方向由逆着盾构掘进方向转变为朝着盾构掘进方向;二次注浆对于控制既有隧道竖向位移、水平位移效果较好。

盾构隧道近距离下穿过街通道施工技术

工程盾构区间左右线均下穿呼和浩特市中山西路与锡林郭勒南路交叉路口正下方地下过街通道,连接通道采用1.5 m矩形预制钢筋混凝土管节顶进施工完成,下穿时两结构物之间最小净距离仅为2.5 m。采用通道内型钢支撑加固、通道内预注浆加固、盾构同步注浆、二次补注浆加固、全天候实时监测等措施,有效保证了盾构隧道、地下过街通道的结构安全,地面沉降控制在规范允许范围内,可为类似工程提供参考。

超大直径盾构穿越运营地铁隧道风险分析与微扰动控制措施

伴随着城市轨道交通及地下道路的快速发展,新建盾构法道路隧道穿越既有轨道交通隧道的概率更高,面临的穿越施工情况或将更加复杂、难度更高,穿越施工对既有地铁隧道的影响等风险增加,社会关注度高,微扰动控制需求迫切。以上海市北横通道新建工程穿越既有地铁4号线为例,分析了穿越工程典型风险,从结构优化、注浆及施工参数控制等方面提出了微扰动控制方法,保障盾构顺利穿越。

基于有限元模拟的盾构下穿对既有暗挖隧道的影响分析

为探究盾构下穿施工过程对既有隧道沉降及内力影响,以北京市南水北调配套工程团城湖至第九水厂输水工程(二期)项目为实际工程依托,利用数值模拟的手段,建立三维盾构下穿既有隧道有限元模型,模拟盾构隧道下穿既有隧道的施工全过程,探明盾构隧道下穿过程对既有隧道的影响规律,得到既有暗挖隧道结构沉降及内力变化,并分析盾构掘进对既有隧道的扰动规律。此外,基于影响因素分析,探究两隧道间距离的影响。研究结论可为今后的相似工程提供合理的参考与借鉴。

软土区盾构隧道下穿施工对在建高铁的影响研究

针对软土地层中地铁盾构隧道曲线下穿在建高铁的工程问题,提出采用桩板结构对下穿区域软土地层进行加固的工程措施,并运用数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了盾构下穿施工对软土加固区、高铁路基和轨道的影响。研究表明:采用桩板结构对软土区进行加固可以有效减小盾构施工对上部结构的影响;加固后的软土区域在盾构掘进时上部路基和钢轨变形均很小,而在远离桩板结构加固区域,其变形大于加固区域,说明在盾构下穿软土区段采用桩板结构进行加固对控制上部结构的变形具有显著的效果。

盾构隧道下穿铁路路基施工过程对路基变形影响模拟分析

文中通过MIDAS有限元分析软件,模拟分析了贵州省贵阳轨道交通线路下穿火车站盾构隧道下穿铁路路基时不同影响因素对路基变形的影响规律。结果表明,铁路路基竖向沉降量理论值与模拟值基本一致,证实建立模型的准确性;黏土层下铁路路基比卵石层下的沉降量增加150%;隧道埋深为25m时,比隧道埋深11m时铁路路基最大沉降量降低了15.2%;隧道双向水平间距为25m时,比隧道双向水平间距8m时铁路路基沉降量降低了56.9%。下穿土层承载力越高、隧道埋深及双向水平间距越大时,铁路路基的沉降量控制效果越佳。

郑州地铁隧道盾构下穿河流桥桩施工技术分析

文章以郑州地铁8号线龙湖中环路站—郑大一附院(东区)站一期工程为背景,分析盾构穿越河流和桥桩可能存在的难题,在施工前对盾构机性能进行排查,在盾构施工过程中控制推进速度,同步注浆且调整盾构机姿态,掘进后注意盾尾油脂压注且严格管控管片安装,设置安全措施并注意管路清洗。结果表明,采取的施工技术及控制措施能够有效提高土压平衡盾构机在下穿河流掘进的效果,减少施工风险。

盾构地铁隧道穿越电缆隧道扰动规律研究

在邻近地下电缆隧道处进行地铁盾构施工,周围土体受到扰动,土体应力重分布进而导致电缆隧道产生位移,结构破坏变形。为研究盾构隧道穿越对电缆隧道的扰动规律,从盾构隧道和电缆隧道的空间位置关系、净距及电缆隧道的截面尺寸3个方面进行大量数值模拟,得出不同工况下的受力和变形曲线,在此基础上对电缆隧道的环形和纵向安全系数进行验算,并得到随间距变化二次衬砌与结构最小安全系数的关系曲线,从而提出了两种工况下施工安全保护距离。研究得出以下结论:(1)电缆隧道的竖向位移与纵向拉应力随间距的减小而增大,随截面尺寸扩大,电缆隧道承受的纵向拉应力随之扩大,产生的沉降值减小;(2)二次衬砌结构最小安全系数随间距的减小而减小,随截面尺寸的扩大而减小;(3)相同条件下,斜下45°平行侧穿的安全保护距离要小于垂直下穿工况,安全性更高。

盾构隧道下穿机场方案合理性研究

盾构隧道下穿机场沉降控制研究包括以下内容:下穿机场沉降控制指标的确定;下穿机场跑道的理论计算及数值分析;盾构施工措施。得出结论:结合以往盾构成功穿越机场跑道工程经验,沉降控制值取10mm;通过方案比选采用常规单洞单线小直径盾构和单洞双线大直径盾构均能满足跑道沉降要求。

微风化砂岩盾构近距离下穿既有盾构隧道力学响应分析

依托广州地铁12号线二沙岛站至岭南广场站区间盾构工程,综合工程地质资料、设计参数及既有盾构隧道结构特点进行分析,通过开展系列三维模拟分析,系统研究微风化砂岩盾构隧道下穿施工对既有地铁盾构隧道结构所造成的不利影响,探究地铁隧道在不同程度的刚度折减后受到的影响,评估既有盾构隧道结构的安全性。研究表明,新建隧道下穿引起的既有盾构隧道椭变增量形式均为竖椭变,并随着盾构隧道的刚度增加而减小;新建隧道下穿主要引起既有隧道结构及轨道的竖向位移,并随既有盾构隧道自身刚度减小而增大;新建隧道下穿后,既有隧道沿纵向表现出典型W形沉降槽趋势;既有盾构隧道的位移、弯矩变化值较小,并随着盾构隧道的刚度增加而减小。

复杂地质条件下盾构穿越基础薄弱的建构筑物施工技术研究

依托广州市轨道交通12号线工程,系统地阐述分析软弱地层条件下盾构穿越建构筑物所存在的风险,并研究提出一套包括多方面措施的安全控制体系。研究表明:通过“静压锚杆桩+钻注一体注浆+筏板叠合板+管片止水环”的新型保护体系,可以满足盾构穿越房屋时房屋的沉降需求,同时在穿越施工期间房屋住户全部进行临迁,把可能存在的风险最小化。

地铁盾构近距离下穿城市下立交的环境影响分析

以无锡地铁3号线无锡火车站~广瑞站盾构区间下穿通江大道下立交为背景,采用Midas GTS NX软件模拟了盾构机掘进施工近距离穿越下立交隧道的全过程。通过数值模拟分析了盾构隧道施工引起的地表和下立交隧道的沉降变形规律,根据数值模拟结果,提出相应的施工控制措施,通过与最终监测数据的对比,验证数值模拟的可靠度。

富水卵砾石地层盾构下穿既有市政隧道影响性分析

以杭州市某连接通道预埋工程下穿既有市政隧道工程为背景,利用Midas GTS NX计算软件研究了富水卵砾石地层中,盾构隧道下穿施工对既有明挖市政隧道主体结构的变形影响。计算结果表明,左右线盾构掘进完成后,市政隧道最大水平位移值约为0.2 mm,最大竖向沉降值约为3.95 mm,变形可控。建议加强对市政隧道结构的监测,利用监测结果指导施工,优化施工参数,确保工程顺利实施。

地铁盾构隧道下穿铁路群设计方案研究

近年来,随着地下空间的进一步开发,全国各地轨道交通的大规模发展,轨道交通施工的外部环境越来越复杂,盾构隧道下穿既有铁路线路的现象愈发常见。盾构施工可能引起地面沉降和变形,铁路尤其是高速铁路运行对铁路路基有较为严苛的要求~([1])。在盾构隧道下穿铁路施工时,如何保证铁路运行安全成为一个值得研究的重要课题。本文以天津地铁某区间下穿铁路群为实例,进行下穿铁路专项设计研究,提出盾构下穿铁路的相关保护措施。