富水软土地层盾构掘进不同土仓压力影响分析

盾构法施工会对土体造成破坏,引起地表沉降,危及地表及周围建筑物安全。以天津地铁11号线工程为例,应用Midas GTS软件,探讨了在富水软土地层中进行盾构挖掘时,不同土仓压力和注浆压力对地层竖向位移、地表横向沉降及纵向沉降的影响。结果显示,提升土仓压力和注浆压力有助于减少地表沉降,其中土仓压力对于控制地表沉降的作用更突出。由于左线隧道先行开挖,左线地表沉降略大于右线地表沉降。富水软土地层施工时,盾构掘进参数建议取值范围为:土仓压力110~130 kPa,注浆压力150~180 kPa,施工沉降标准为30 mm。

富水软弱地层盾构区间近距离下穿既有运营地铁区间设计关键技术研究

新建地铁区间近距离下穿既有运营线路的情况越来越多,特别在富水软弱地层,地下水位高、土层压缩性高、承载力低,在下穿过程中极易造成既有区间结构较大变形,影响既有运营线路安全。本文以天津地铁4号线盾构区间近距离下穿既有9号线区间为例,通过采用合理的技术措施,保障了工程的顺利实施。此外,通过数值模拟分析了盾构下穿既有线时的变形情况,并与施工实测数据进行对比,变形趋势基本一致,可为后续类似工程提供参考。

富水软弱地层盾尾单双液多序注浆及效果研究

在富水易坍塌的软弱地层中,盾尾注浆施工存在一定的技术难度。文章针对该技术难题,从浆液配比及施工工艺改进两个方面进行了深入研究,分析了水泥、膨润土、粉煤灰及水玻璃4种常用注浆材料的7种浆液配比性能和适用性,提出了富水软弱砂层中的单双液壁后多序注浆工艺。该注浆工艺既控制了双液的快速凝结又保证了有效充填,是一套适用于富水易坍塌地层、有利于地面沉降控制的盾尾注浆技术。

复杂条件下超浅埋双层叠合大断面隧道下穿敏感建筑设计

文章结合目前国内世界级工程港珠澳大桥的拱北隧道,从设计的角度介绍了一种饱和富水软土地层超浅埋大断面双层叠合六车道隧道下穿敏感建筑的新方法——管幕-支护结构组合体系浅埋暗挖法。该法将作为超前支护的管幕与作为支护结构的初期支护进行合理组合连接,形成大刚度的环向及纵向整体受力体系,可有效控制隧道开挖过程及运营阶段的地表变形,大幅度降低施工风险。该法通过对管幕间的土体进行冻结的方式形成隔水帷幕,避免了由于地下水流失导致的地面变形及隧道暗挖施工期间产生涌水、突泥现象,隧道能够在水密性的地下空间进行施工。该法运用了顶管、冷冻两种在隧道建设领域运用较少的新工艺,经过与支护结构的合理组合,成功地解决了复杂地质条件及复杂环境条件下的超浅埋大断面隧道下穿敏感建筑遇到的技术难题,拓展了隧道建设新思路,建立了隧道建设新方法。

水平旋喷技术在软岩富水地铁隧道中的应用及优化

青岛地铁一期工程M3线试验段区间隧道K15+838.35～+660埋深8.15～13.1 m,穿越VI级富水砂层,地面环境复杂,施工风险极高。在地面不具备降水及垂直加固的条件下,为达到控沉防塌的效果,保证地面建筑物及洞内施工安全,应用洞内环向水平旋喷桩超前支护技术,同时,采用一系列相配套的超前支护技术及加固措施,弥补了水平旋喷桩在砂层及碎石层中不能咬合的缺陷,确保了富水软岩地铁隧道的开挖支护安全。

盾构隧道施工扰动诱发富水砂层地陷变形数值模拟

文章通过盾构隧道开挖面三维弹塑性有限元数值模拟,研究了支护压力变化和地层损失诱发富水砂性地层地陷变形特征,并进一步分析了土体参数变化以及地下水渗流的影响。模拟结果表明,地下水渗流将明显增大维持开挖面稳定所需的支护压力,并显著增大了地层地陷变形的大小和范围,还会改变地层地陷变形模式;当支护压力接近极限值时,隧道顶面处的地层变形值迅速增大;土性劣化使得地层变形增大,当支护压力接近极限值时,土性劣化对地层变形的影响更为显著;受地层损失的影响,隧道顶面处变形最大,朝地表发展变形逐渐减小。

富水软弱地层EBP盾构掘进土质改良与舱土压力控制研究

针对富水砂土与粘土地层,分别采用聚氧化乙烯(PEO)和聚丙烯酸钠(PAAS)两种新型材料作为土质改良剂,取得了很好的改性效果,并提出了舱土压力比容重管理的新概念和方法,克服了以往舱土压力控制技术的不足,实现了对舱土压力精确科学的管理,经应用实践表明,可避免掘进风险和保证开挖面稳定,为EBP盾构在富水软弱地层中安全掘进提供了新方法。

人工冻结作用下原状软黏土冻融特性试验

近年来人工冻结法在地铁联络通道施工等地下工程加固中得到广泛应用,土体经过冻融后物理力学性质和工程性质将发生改变。通过不同冷端温度冻结条件下封闭系统原状土单向冻融试验,研究软黏土冻胀融沉特性。结合冻融过程温度场监测,获得温度、冻结锋面的发展规律,对冻融后的试样分层进行含水率、孔隙率及干密度的测定,得到软黏土冻融后水分重分布及体积变化特征。试验结果表明:封闭系统4种不同冷端温度冻结土样的融沉系数均大于冻胀率,冻结完成时沿试样不同高度处温度梯度呈线性分布。冻结过程冻结锋面发展与时间呈指数关系,冻结完成时间与冻结冷端温度呈指数关系。冻融后沿试样高度方向水分重分布,试样上部含水率减小,中下部增大,且冻结冷端温度越低,变化越明显。结合沿土样高度不同位置处含水率、孔隙比和干密度的变化,揭示了冻融过程随水分迁移过程负孔压的存在对土样有固结作用。

富水粉砂地层深基坑底部注浆加固数值模拟分析

以太原某地铁车站试验段的富水粉砂地层深基坑为依托,利用三维数值计算软件FLAC^(3D)对该工程坑底加固、坑内降水及开挖进行模拟,并将数值计算结果与现场实测数据进行对比分析。结果表明:采用高压旋喷注浆联合双液注浆加固富水软弱地层基底,能够有效阻止坑外地下水向坑内渗流,基坑周边的地下水位在整个施工过程中变化很小。基坑开挖过程中,周边地表出现最大沉降的点距离地下连续墙5~10 m,而且地表沉降最大影响范围未超过2倍开挖深度;地下连续墙变形在各开挖阶段均呈现中间大两端小的抛物线形式,最终产生的最大侧向位移为22.1 mm,位于距离地表开挖深度的1/2~2/3处。提高土体的弹性模量能够显著地抑制坑底隆起变形,然而对坑外的地表沉降及地下连续墙水平位移影响并不大,因此在实际施工过程中,不能盲目增大水泥掺入量,以免造成浪费。

富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构施工技术

结合新建广深港铁路客运专线狮子洋隧道工程出口段的盾构施工,介绍富水软弱地层浅埋大直径泥水盾构掘进参数选择与优化、控制措施、施工过程及重难点、常见问题及处理措施。

西部富水软岩地层冻结温度场演化实测分析

为掌握西部富水软岩地层深基岩立井冻结温度场发展演化规律,对鄂尔多斯某矿风井冻结工程实施了信息化监测,获得了该矿区地层冻结特征,并分析了不同岩性地层温度在冻结不同阶段的变化规律。结果表明,西部富水软岩的优异导热特性使得积极冻结期短,降温效率高;且后续维护冻结期受施工影响,温升大。不同岩性地层温度发展受原始地温、地下水流方向、钻孔偏斜等多种因素影响。具体表现为越深位置岩层在积极冻结期,降温效率越低,进入负温时间越长;且在维护冻结期,不同测温孔间温度差异越明显。西部富水软岩地层冻结施工过程中,应密切关注较深位置地下水上游方向附近冻结壁的发展状况,避免发生安全事故。

富水软弱地层超大断面矩形顶管施工关键技术

长宁区临空核心四街坊地下人行勾连工程是上海首次采用了10.4m×7.5m超大矩形断面顶管法施工项目。针对通道处富水软弱地层、且顶覆土浅、周边环境复杂的特点,就超大断面矩形顶管在富水软弱土层及浅覆土施工中面临的始发(到达)洞圈渗漏、顶管机磕头、顶进轴线偏移、总顶力控制、顶管(管节)旋转等众多施工难题展开一些针对性的研讨,并提出了相应的施工技术措施。

盾构隧道冻结法与钢套筒联合接收施工技术

复杂地质环境中进行盾构进出洞施工有很大的风险,端头加固措施被应用于工程中来提高洞门区域土体强度.以苏州轨道交通5号线某区间中间风井盾构接收工程为背景,针对苏州富水软弱地层特点,设计采用冻结法加固洞门区域土体,并采用钢套筒进行盾构接收,设计提出了相关工艺参数以及施工方法.根据盾尾和冷冻加固区域的相对位置以及施工流程,将盾构进洞段的推进施工分为三个阶段,比较分析各阶段的掘进速度、土仓压力等参数.并且监测数据显示对地表沉降的控制效果较好.冻结法与钢套筒法联合接收施工技术的成功应用能有效抑制漏水漏砂、有效控制地层变形,能为苏州周边地区或者相似地质特点的盾构隧道施工提高参考.

软弱富水地层大直径泥水盾构管片上浮与错台分析

结合目前正在施工的一条大直径泥水盾构隧道,针对施工中出现的管片上浮和管片环与环之间规律性的错台问题,深入研究和分析其根源,并通过采取多种措施和设计优化,及时找到解决问题的关键技术,消除了因管片上浮造成较大错台的技术难题;并对盾构隧道的管片环间抗剪方式、传力衬垫设计意义及止水条硬度等方面提出相关的意见和建议,对今后盾构隧道的施工和管片设计等方面都能提供积极的借鉴。

高地应力富水软岩铁路隧道变形机理及施工控制措施

云南玉磨铁路曼勒一号隧道地处喀斯特地貌区,现场施工中遇围岩地应力高、变形量大、变形持续时间较长等问题,导致初支变形严重,影响施工进度,其中高地应力是导致围岩大变形的主要原因。通过建立力学模型分析与施工现场试验,提出开挖迂回导坑释放高地应力的控制措施,降低隧道围岩大变形风险。研究结果显示:通过数值模拟分析增设迂回导坑后,隧道正洞围岩变形量有效降低,拱顶沉降及拱腰收敛分别降低38.46%和58.34%,围岩塑性区最大塑性应变减小25.40%,围岩及初支结构应力减少了20%~24%。现场施工中,迂回导坑段隧道比仅开挖隧道正洞的围岩变形量减少了61.92%。迂回导坑的开挖能够有效控制变形量及变形速率,现场试验效果良好,施工进度得以加快。

长三角地区富水软弱地层超深地铁车站施工关键技术研究

地铁车站建设是地铁路线规划中一个重要的环节,关系到城市交通缓解和人们的出行,超深富水地铁站的逆作法施工正是国家战略性工程建设与规划背景下,复杂地质条件地铁建设中迫切需要解决的问题。对此,以杭州地铁4号线官河站工程为例,对富水软弱地层超深地铁车站施工的关键技术进行探讨和研究,得到了相应的结论。

广州地铁富水软弱地层盾构机直接切桩通过桥梁桩基风险分析与施工技术研究

广州地铁四号线南延段广大区间盾构机下穿大涌桥,该桥范围内隧道地层为富水软弱地层,左右线各有3根桥桩侵入隧道,但因临近大涌村多栋居民楼,无法按设计方案对桥桩进行拔除,盾构机需直接切削隧道范围内桥桩通过该桥,施工风险大且难度极高。针对具体地质与环境条件进行风险分析与控制研究,对盾构下穿大涌桥进行系统分析,阐述其风险因素及造成的危害,为有效规避下穿大涌桥风险,提出了"刀盘改造+掘进参数控制"的风险控制措施,实践证明效果良好,可供类似工程参考。

富水软弱地层中交叉、重叠隧道盾构区间施工关键技术

随着我国城市化进程的加快,交叉、重叠隧道群得到越来越多的推广与应用,但其施工风险较大。论文主要针对交叉、重叠隧道群的各项施工风险进行分析,并提出了相应的技术控制措施。

梁山隧道深埋富水陡倾软弱带突水涌泥机制分析及旋喷技术

梁山隧道是厦深铁路福建段的控制工程之一,施工中遇到深埋富水陡倾软弱带,多次导致突水涌泥及洞顶塌陷情况。通过研究突水涌泥及洞顶塌陷的灾害特征,分析得到突水涌泥机制,即:在这种多因素复杂地质条件下,隧道开挖导致形成极高的渗透压力差,并产生新的地下临空通道,在地下水渗透压力作用和自身重力作用下,全风化物质涌入隧道,形成突水涌泥;而软弱构造带塌陷的主要原因为地下水位的急剧下降。通过调研、理论分析及试验等方法,确定采用长距离水平旋喷桩通过软弱带,并提出其布置形式、施工工艺及检验标准。工程实践证明,采用长距离水平旋喷桩作为预加固手段是可行且有效的。

富水地层大跨地铁车站洞桩逆作施工技术

在富水软弱地层、城市交通要道下方采用洞桩全逆作法修建浅埋暗挖大跨地铁车站,通过降水、导洞开挖、桩柱体系形成,二次衬砌全逆作,有效控制沉降确保周边环境及施工过程安全,采用全包防水精细施工达到不渗不漏效果。本文以北京地铁劲松站为例,结合富水软弱地层特点,从方案优化到施工过程关键技术控制进行阐述,可为特殊环境下洞桩逆作法施工应用提供借鉴和参考。