基于水平旋喷桩处置优化的地铁隧道施工变形控制分析

为研究富水砂层隧道中水平旋喷桩+超前小导管组合预加固的效果,以青岛地铁某区间段隧道为依托,采用有限元数值模拟方法,对比分析了无预加固、单独使用水平旋喷桩及旋喷桩配合超前小导管组合预加固三种工况的加固效果。结果表明,与无预加固方案相比,单独使用水平旋喷桩预加固可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约61%、59%、38%;而水平旋喷桩与超前小导管组合预加固方案可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约66%、77.6%、38.9%,典型开挖断面处与拱脚处地下水渗流量分别减少93.4%、96.7%,预加固效果与止水效果显著。

高水压地层顶管出洞止水环漏浆处理技术研究

在长距离顶管施工过程中,始发洞门可能因长期受地下水压过高、钢套环承压变形、止水胶圈长期受拉应力而失效等原因出现洞门漏浆、漏水问题,从而造成顶力陡增现象,随着顶进距离的不断增加,会出现顶不动的严重后果。为了解决高水压地层顶管出洞洞门止水环漏浆这一技术难题,笔者依托内蒙古引绰济辽工程实例分析了洞门止水环漏浆原因,介绍了一种高水压地层条件下顶管始发洞门止水环漏浆处理方法及关键技术,为类似工程提供借鉴。

三向变形条件下铜片止水破坏准则研究

铜片止水是水工混凝土结构分缝之间最重要的止水构件。混凝土结构在自重和水荷载作用下,常产生不均匀变形,使结构分缝之间的铜片止水产生拉伸(压缩)、沉陷和剪切三向变形(相对位移)。铜片止水的安全性取决于三向变形的量值,常通过三个方向的位移单独判断,未考虑三向位移的耦合作用。本文设计制作了两种尺寸共计40个铜片止水试件,通过三向加载独立控制的试验平台对铜片止水进行了不同拉伸、沉降位移的剪切试验,研究了铜片止水的剪切变形规律和破坏形态,得到了三维位移空间中的破坏包络面,提出了一个三向变位条件下铜片止水的变形破坏准则,可用于铜片止水的安全性判断。

基于KY PIPE的管道输水工程停泵水锤分析及防护方案研究

当长距离有压输水工程因事故突然断电停泵时,易产生停泵水锤,危害输水系统的安全运行。为减轻停泵水锤对泵站等管道输水系统的危害,基于实际工程,使用KY PIPE 2022软件建立了相应的水锤计算模型,通过数值模拟探究输水系统停泵水锤水力过渡全过程,讨论了两阶段缓闭式止回阀不同关阀程序和气囊式空气罐不同布置方式对水锤防护效果的影响规律。结果表明,止回阀两阶段关阀程序优于线性关阀程序;对于管线前端负压较轻的输水工程,气囊式空气罐在管线中部串联布置相较于首尾布置有更好的经济性和可行性。气囊式空气罐、空气阀和两阶段缓闭式止回阀联合防护方案可有效抑制水泵倒转和水体倒流现象,有效控制管内最大正压和负压,使各项关键参数满足规范要求。

古兜山隧道富水段探测与处置技术研究

为探明古兜山隧道富水情况,通过超前钻孔、瞬变电磁法探测隧道富水段情况;针对古兜山隧道的富水情况,开展现场注浆止水加固试验研究,提出富水区注浆止水关键技术;综合考虑隧道地下水排放量与植被生态的平衡,给出隧址区的地下水允许排放量。研究结果表明:选择普通水泥-水玻璃双液浆用于钻孔揭露隧道涌水量较大的区域,确保注浆效果;综合考虑地下水压力、地层岩性、浆液的性质和浓度及注浆扩散半径等因素,确定注浆终压取值为5~6 MPa;针对植被、生态环保要求,按2年内恢复原始地下水位,确定泄洪口区、水库连接区及隧道近出口区的地下水允许排放量。

富水砂层基坑止水缺陷高宽比对漏水漏砂的影响

在富水砂层地质条件下,基坑支护常因止水缺陷导致水土大量流失,进而引发地表沉降。目前有关止水缺陷导致基坑漏水漏砂灾害方面的研究还有待深入。本文以江西省南昌市临近赣江某地铁基坑砂土为研究对象,考虑基坑止水缺陷高宽比因素,通过可视化室内实验装置研究基坑缺陷漏水漏砂灾害的演化过程,并利用PFC3D软件进行模拟对比分析,探究几何形态和微观变化过程。结果表明:止水缺陷高宽比越大,漏水漏砂发展速度越快,颗粒流失速率越大,砂土颗粒受侵蚀范围越大;缺陷高宽比由1:1增加至2:1时,颗粒损失个数由2673扩大至40127,土拱形成时间从60万步发展至无法形成土拱,存在出现土拱时的临界缺陷高宽值。数值模拟过程中的配位数波动表明,漏水漏砂过程中细颗粒与粗颗粒骨架之间一直产生着剧烈碰撞,水土的流失导致孔隙率与渗透系数的增加,进而加剧漏水漏砂现象。

旋喷桩止水帷幕对拉森钢板桩变形的影响分析

以河北省邯郸市某富水地层拉森钢板桩+高压旋喷桩止水帷幕设计的管廊深基坑工程为依托,利用Midas-GTS软件对基坑降水开挖进行了全过程的数值模拟,研究了止水帷幕对支护结构变形和受力的影响。在验证模型准确的基础上,分别分析了止水帷幕与支护桩不同间距和止水帷幕不同排数对支护桩的影响。结果表明,旋喷桩止水帷幕能够延长地下水的渗流路径,减缓渗流速度,分担部分桩后土压力,对抑制支护桩变形和弯矩的产生有积极作用;旋喷桩止水帷幕与支护桩不同的间距增加了整体抗弯刚度,可以有效地限制支护桩变形和弯矩的产生,间距建议保持在1~3 m适宜,超过5 m后抑制作用不明显;旋喷桩止水帷幕的排数越多支护效果越明显,相关结果对富水地层基坑工程的优化有一定的参考意义。

三轴搅拌桩组合高压旋喷桩入岩落底式止水帷幕施工技术

某房建深基坑工程支护形式采用排桩+落底式止水帷幕,场地地质条件上部为富水深厚砂层,下部为强风化岩层,止水帷幕需穿透强风化岩0.5 m,以隔断强透水层。通过对地质情况及现有设备条件分析,采用大功率桩机先行施工三轴搅拌桩,养护后进行桩体质量抽芯验证,再针对不同缺陷程度采用高压旋喷桩分别进行补强的组合工艺施工止水帷幕。基坑开挖结果表明,该落底式止水帷幕效果良好,能有效隔断强透水层,与灌注排桩结合形成深基坑支护结构体系具有较高的经济性、适用性。

帷幕注浆技术在某煤矿止水工程中的应用

针对某煤矿安全开采的需求,对地下三个含水层开展了试验段帷幕注浆方案设计,对钻孔间距、钻孔深度、注浆孔结构进行了设计优化,制定了注浆孔施工流程图并开展了试验段帷幕注浆施工,现场试验表明,采用帷幕注浆法起到了较好的止水效果,在类似工程中具有参考价值。

超深基坑内支撑立柱与底板结构连接做法的设计与应用

依托星河雅宝高科创新园四A地块项目,面对其东北角和东南角内支撑立柱穿过底板结构,后期施工可能造成底板抗浮受力薄弱和存在渗水隐患的问题,经过方案比选,决定在立柱周围焊接两层钢板并将其底板钢筋与环板进行焊接,确保底板一次成型,最终解决了底板抗浮受力薄弱和渗水隐患的难题。

富水砂卵石地层深基坑降水特性及涌水量研究

以洛阳市周山大道下穿开元大道路口明挖深基坑工程为依托,分析各降水参数改变对渗流场分布与降水效率的影响。通过Midas GTS NX有限元软件,模拟分析不同降水参数下降水井抽排地下水情况,同时建立了标准状态下涌水量特征曲线,并针对非标准状态提出涌水量修正方法。结果表明:除地层渗透系数改变地下水流速外,其他参数均会导致流网形态发生改变,与阻隔效应耦合后将间接影响降水速率。另外,通过工程实例验证考虑止水帷幕阻隔作用后的深基坑涌水量预测公式及其修正函数具有合理性,可应用于砂卵石地层深基坑降水工程。

复杂深基坑支护施工技术研究

在现代医疗建筑建设中,复杂的基坑周边环境是整个项目建设面临的重难点,特别是改扩建项目,因其与旧院区“零距离”,做好深基坑的支护显得尤为重要。文章以某工程项目为例,深入研究基坑支护主要施工工艺及深基坑施工监测相关内容。该项目采用较为安全合理的喷锚结合旋挖灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+内支撑梁组合支护体系,有效地控制了深基坑在开挖过程中围护结构的变形和位移,减少了对周边建筑物及地下管线的影响,实现了深基坑在施工过程中的安全与稳定,取得了较大的经济效益,对类似深基坑工程施工具有一定的参考价值。

明挖法超大深基坑降排水设计与应用

水上基坑工程是较为复杂的基础工程,除受水文条件和复杂的地质形态影响外,还面临波浪、潮流的作用,尤其是在开放水域采用明挖法进行超大深基坑工程施工,降水开挖可能会引起挡土结构变形、支护结构渗漏、周边土体滑移等工程问题。结合工程实例,在研究工程地质和水文地质条件的基础上,建立数值模型分析支护与挡水体系的渗流及整体稳定性,依据分析结果分别进行明排水和管井降水设计,在实际施工中,面对超长单排搅拌桩止水帷幕局部渗漏的问题,提出寻找渗漏点的方法,通过增设轻型井点对局部渗漏点进行动态止水。

地铁暗挖工程不降水施工关键技术研究与应用

在过去的50年,北京地铁暗挖工程主要以降水方案组织施工,使大量水资源流失。为保护地下水资源,北京连续出台了多项管控措施,对水资源进行了严格的限制和计量并征收水资源税。为响应北京市重大项目建设指挥部办公室提出的“在轨道交通工程建设中采用不降水(或少降水)施工,提高不降水(或少降水)施工技术水平”的要求。因此,开展暗挖工程不降水施工技术研究是必要和迫切的。本工程针对地铁暗挖工程不降水相关工法进行了深入广泛的调研,创新性地提出并实施了低净空下咬合桩施工技术和暗挖隧道机械化止水帷幕注浆施工技术,首次安全实现了地铁暗挖工程不降水施工,为后续不降水暗挖设计与施工提供参考。

海底隧道接岸段二次止水钢扶壁围堰结构分析与应用

海底隧道接岸段施工过程中为保证干地作业条件,在止推段设置二次止水结构。为施工便捷,通过设计模块化可拆卸的钢扶壁围堰结构,实现二次止水结构的快速安装及拆卸。文章运用有限元软件对其应力和变形进行分析,并与实际施工过程中监测的变形数据进行了比对。研究结果表明,装配式钢扶壁结构止水效果好,施工便捷,节约施工成本及工期,为止水结构设计提供了新的思路。

新型后浇带超前止水技术应用

对于地下水水位较高的地区,底板后浇带未封闭时漏水的情况经常出现,为提升底板后浇带的施工质量,以上海某工程为例,设计了一种改进超前止水工艺,并在底板后浇带中设置预留洞口,减少后浇带的积水,降低垃圾清理难度。实践证明,本工艺有效保证了结构防水性能,提升了施工效率。

滇池湖积相泥炭质土中三轴深搅桩加固作用探讨

采用三轴深搅桩进行地基加固及防渗处理是常用的工程技术措施,但在有机质含量高的泥炭质土中应用效果如何,何种施工工艺能够满足工程需要,如何进行加固效果检验等问题,还需要进行研究分析。本研究经对有机质土及泥炭质土的湖相沉积软土地层进行三轴深搅止水帷幕施工后,采用多种方法进行施工效果检测,结果表明:(1)场地内原厚度达7 m的泥炭质土已基本被其下部的粉土、黏性土置换后与水泥浆均匀拌和,止水效果良好;(2)浅部的水泥搅拌桩芯土抗压强度指标比深部略低。通过对滇池湖湘沉积软土中三轴深搅桩的施工工艺及质量检测的分析,可为以后类似工程提供经验和借鉴。

综合止水技术在地铁暗挖隧道初期支护结构渗漏中的应用

北京地铁6号线区间采用矿山法施工,区间结构顶板埋深18.21~27.65 m,由于部分隧道段处于粘土层,粘土层上方存在滞水,且粘土层具有吸水、存水的特性,使得隧道段像被“水囊”包裹,导致初期支护结构持续出现渗漏水现象。传统单一的注浆堵漏已经不能满足要求,且造价成本过高。经方案实践分析,采取以背后注浆+防水砂浆抹面+深孔注浆+引流管导排(导排至渗水井)的综合止水方案,有效地解决了现场初期支护结构的渗漏问题,为后续工作的开展奠定了坚实的基础。

大连湾海底隧道最终接头方案比选

最终接头是沉管隧道建设的重难点之一,其施工工艺可分为多种。大连湾海底隧道依据现有工程经验和自身的建设条件提出了一种新型的最终接头形式——顶进节段法最终接头。通过综合比较,传统止水板法、顶进节段法、V形块体法3种最终接头施工工艺均适用于大连湾海底隧道。文章从结构受力、施工工期、施工安全、建设成本4个方面综合对比了3种最终接头施工工艺的特点。最终,确定顶进节段法最终接头为大连湾海底隧道的最终接头施工工艺。

某市市域铁路基坑支护设计案例分析

开展基坑支护既要考虑支挡岩土体,又要形成有效的止水帷幕。某地下基坑支护工程采用钻孔灌注排桩+两道钢筋砼内支撑,在被动区采用三轴水泥搅拌桩加固土体的支护体系,对该基坑计算参数和施工要点进行分析,为类似基坑工程提供参考,进一步提高基坑发展水平。