粉细砂地层双线盾构施工实测地表沉降规律分析与预测

依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工,针对盾构穿越典型粉细砂地层条件,对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析,对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨,并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明,在粉细砂地层中,后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加,且二次扰动效应明显强于其他软土地层,但弱于砂土地层;相较于淤泥质土地层,在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著;先行线和后行线施工引起土体损失率比值η_(1)/η_(2)在1~5倍范围内,平均值为2.3,先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K_(1)/K_(2)在1~2倍范围内,平均值为1.4;砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η_(1)/η_(2)均大于1,η_(1)/η_(2)和K_(1)/K_(2)与隧道覆土深度比(H/D)相关性较弱。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

大断面干燥粉细砂地层浅埋地段变形控制及施工技术研究

文章详细阐述了双线高铁大断面隧道在干燥粉细砂地层中采用超前水平旋喷桩超前支护、三台阶临时仰拱+竖撑、直径89 mm大锁脚钢管、径向注浆及初支内侧增加套拱等施工技术的施工方案,攻克了双线高铁大断面隧道干燥粉细砂层这一地层难题,形成了一套适用于该地层的施工技术,旨在为安全、快速、标准化建设该地质类型隧道提供有力的技术支撑,进一步提升铁路隧道工程建造水平,为社会创造更好的社会效益和经济效益。

粉细砂地层PBA工法地铁车站管幕法超前支护施工技术

针对在粉细砂地层中,矿山法施工极易引起坍塌,而传统的超前小导管、深孔注浆、管棚等超前预支护措施,在粉细砂地层中难以达到地层加固效果的问题,结合北京地铁12号线蓟门桥站T型换乘节点进行研究,根据施工风险分析,采用管幕法超前支护方式,优化施工工艺,设计施工参数,明确施工控制要点,并经监控量测结果反馈,表明采用管幕法超前预支护,满足施工风险控制要求,同时为后续工程在粉细砂地层中管幕法超前预支护施工提供一定的参考借鉴。

新型注浆材料加固基坑粉细砂力学性质及影响因素分析

城市地下工程施工中,富水基坑边坡粉细砂地层稳定性较差,易出现涌水、涌砂等地质灾害。为研究富水基坑边坡粉细砂地层加固防渗技术,室内利用聚氨酯(PU)和粉煤灰材料制备了新型PU/粉煤灰注浆材料,并对新型注浆材料注浆加固的粉细砂结石体展开了力学试验和细观特征观察。试验结果表明:(1)养护龄期越长,结石体的抗压强度则越大。当粉煤灰掺量为10%、养护龄期为12 h时,结石体的抗压强度最大,达到6.89 MPa;(2)浸水后注浆结石体的抗压强度明显变低,试件的抗压强度与浸水时间之间成负指数关系。当浸水时间为9 d时,粉煤灰掺量为10%的注浆结石体抗压强度最大,此时其抗压强度为3.55 MPa;(3)含水率越高,则注浆结石体的内部结构越松散;而当水解时间达到9 d后,注浆结石体内部产生了大量的裂隙,结石体内部结构破坏严重,因此结石体的力学性质变差。

北京地铁粉细砂层PBA车站沉降规律研究

PBA工法工序转换复杂,易引起地表沉降,不同地层条件下的沉降规律难以掌握。尤其在含水粉细砂地层等不良地质条件下的地表沉降难以控制,对周边环境造成一定安全隐患。为研究粉细砂地层PBA车站沉降规律,通过调研北京地铁粉细砂地层PBA车站分布情况,基于监控量测数据分析不同降水条件下PBA车站地表沉降规律,并依据有限元方法进行计算验证,研究表明:1)大于相应地表沉降值的发生概率与地表最大沉降值的关系符合正态分布,有效降水和未有效降水车站地表最大沉降值分别为-85.31^-93.29 mm、-126.16^-131.35 mm,由数据拟合得出地表最大沉降值超过-60 mm的概率分别为53.30%、74.96%;2)沉降变形主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段(约占90%),上导洞施工、下导洞施工、梁柱体系施工、扣拱施工阶段沉降比例约为4∶3∶1∶2;3)沉降槽与Peck曲线趋近一致,沉降槽宽度系数在9.82~15.51 m,有效降水车站的沉降槽宽度系数比未有效降水车站的大3~5 m;4)地层损失率普遍在0.56%~0.70%,沉降槽宽度参数受降水效果影响显著,普遍在0.51~0.89。研究结论可用于初步判断粉细砂层PBA车站的地表最大沉降。

蒙华铁路万荣隧道粉细砂地层施工关键技术

针对蒙华铁路万荣隧道在穿越粉细砂地层施工过程中遇到的掌子面溜坍、超前水平旋喷桩间不咬合易漏砂、初期支护钢架直接立于松散砂层上导致沉降变形大等影响工程质量、威胁施工安全的主要问题,采用阶梯法开挖支护施工技术,周边旋喷桩帷幕超前支护;在格栅钢架拱脚增设钢垫板以扩大拱脚受力面积,增加钢架的稳定,减小因拱脚砂层松动引起较大的沉降变形;利用长仰拱栈桥施工仰拱,使仰拱结构封闭成环距掌子面距离不大于20 m,二次衬砌距掌子面距离不大于50 m;采用高压水喷雾器提高空气湿度,防止粉细砂层水分散失,降低其自然稳定性;并通过初期支护背后回填注浆补强等技术措施,有效防止溜坍,将沉降变形控制在5 cm以内。现场施工结果表明,上述施工技术措施有效地保证了万荣隧道穿越粉细砂地层的施工质量和施工安全。

富水未成岩粉细砂层隧道降水技术研讨

富水未成岩粉细砂地层是极软岩地层中非常特殊的地层,因成岩不均匀,水动力环境复杂,地层力学特性差异性大,复杂多变,岩层整体缺乏自稳性,遇水易发生溜塌、滑移、涌水涌砂、基底软化承载力下降等问题,严重阻碍施工进度,危及施工安全。为解决该地层施工难题,以便安全、快速的施工,文章以兰渝铁路桃树坪隧道出口现场施工中采用的垂直深井降水+超前真空深孔降水+轻型井点降水的3级降水方法为例,总结在该地层条件下降水的设备、工艺、工法和技术参数,基本解决了富水未成岩粉细砂地层施工降水难题,可为类似地层条件下隧道洞内降水作业提供技术参考和经验借鉴。

超细水泥-水玻璃浆液在富水粉细砂地层暗挖隧道中的注浆止水效果研究

针对富水粉细砂地层中暗挖隧道采用普通水泥-水玻璃浆液注浆止水效果差且导致上方道路隆起变形超标的问题,提出了超细水泥-水玻璃浆液注浆方案。采用可根据设定的注浆压力调整注浆量的注浆设备实现注浆流量和压力的可调可控,确定了浆液配合比、注浆参数、注浆孔布置等,并将该方案用于北京地铁14号线一联络通道工程。注浆加固后开挖揭露的掌子面特征表明,超细水泥-水玻璃浆液注浆取得了良好的止水效果,可为浅埋富水致密粉细砂地层暗挖隧道工程提供参考。

富水粉细砂地层大开口率刀盘的施工技术研究与应用

针对富水粉细砂地层中土压平衡盾构施工的难点,对使用大开口率辐条式刀盘盾构机施工进行分析,提出了以盾构施工参数和土体改良为核心的施工方案,对粉细砂地层中盾构施工可能出现的砂土液化进行了有效的防治,减小了地面的沉降,确保了该地层中盾构施工的安全进行。

富水粉细砂地层小半径曲线盾构始发安全进洞技术

始发端盾构机进洞是盾构法施工的重点,其施工质量直接关系后续施工的安全与效率。本文针对太原地铁2-1号线联络线隧道由于曲线半径小及穿越稳定性极差的富水粉细砂地层导致盾构进洞安全问题突出的特点,提出了确定盾构合理始发方向的方法,通过端头井地层加固及洞门变径密封装置等技术措施,保证了盾构安全始发。通过数值模拟方法分析了盾构始发过程中引起地表沉降特征,并与现场监测结果进行对比,证明了盾构进洞方案的有效性,为今后类似工程提供指导和借鉴经验。

粉细砂地层注浆施工酸性水玻璃胶凝时间研究

酸性水玻璃浆液在粉细砂地层注浆施工中具有良好的适用性,对其胶凝时间研究具有重要的工程价值。文章通过室内实验,对酸性水玻璃浆液的胶凝时间进行研究。结论显示:可通过调节水玻璃和硫酸的体积比,使浆液pH值在2~5之间,从而获得胶凝时间适宜工程应用的注浆浆液。对于酸性水玻璃浆液,可通过加入碳酸钙,使浆液的pH值增加到3~5之间,获得胶凝时间在1h之内的浆液。

富水含泥粉细砂层隧道水平旋喷加固施工技术

山西省小浪底引黄工程引水干线2#隧道土洞段穿越富水含泥粉细砂地层,传统的管棚注浆等超前支护效果难以保证,通过采取超前水平高压旋喷桩对隧道围岩进行预加固,并结合掌子面注浆等措施防止隧道围岩在开挖过程中发生流塌失稳变形,并对桩体灌浆量、围岩变形监测等方面进行综合分析,最终超前水平旋喷桩加固效果良好。

复杂条件下深厚淤泥质土、粉细砂地层的基坑支护设计

通过广东省清远市具体基坑支护设计实例,介绍了复杂条件下深厚淤泥质土、粉细砂地层的基坑支护设计过程,列举了在这种地质条件下设计需要考虑的重点问题,并总结了一些有效的解决方法,对类似工程的设计和施工具有一定的参考意义。

富水粉质黏土、细砂细颗粒地层长锚索拔除前地层加固技术方案

以郑州地铁5号线经三路站—未来北路区间盾构隧道锚索拔除施工为背景,对富水粉质黏土、细砂细颗粒地层难以成孔时的地层加固方案进行研究。通过"地表袖阀管注浆加固地层"和"竖井、平行通道内沿锚索方向深孔注浆加固地层"2种施工方案的现场试验比较,得出"竖井、平行通道内沿锚索方向深孔注浆加固地层"方案优于"地表袖阀管注浆加固地层"方案的结论。

地铁洞内咬合桩富水粉细砂层塌孔原因分析及应对措施

咬合桩作为一种新型的基坑支护结构,已被广泛应用于基坑支护实践中。通过机场线西延工程,阐述了咬合桩首次在地铁PBA暗挖区间密贴下穿既有车站应用中出现的荤桩成孔过程中多次塌孔现象,现场采取的应对措施,成功解决了PBA咬合桩在富水粉细砂地层中成孔的问题。

大直径泥水盾构穿越细颗粒地层泥水分离设备改造技术

大直径泥水盾构在细颗粒含量较高的地层中掘进时泥水设备难以最大限度分离渣土,从而导致废浆量大、携渣不畅,严重制约掘进效率,这是当前泥水盾构施工中的一大难题。本文以芜湖城南过江隧道工程为背景,系统介绍右线盾构隧道泥水分离设备改造方法及其应用效果。通过对设备原理与施工过程分析,提出两阶段改造措施,并针对性地改进二级旋流器等设备,使得废浆量大幅减少,盾构机在粉细砂地层的掘进效率由最初8 m/d提升至14~16 m/d,掘进效率大幅提升,经济效益显著。

富水粉细砂地层盾构施工泡沫改良渣土试验研究

依托南通地铁2号线盾构隧道,针对富水粉细砂地层盾构施工,采用泡沫对掌子面切削渣土进行改良,通过室内试验研究了渣土含水率和泡沫外掺量对改良渣土性能的影响,确定了最佳渣土改良参数取值范围,通过现场试验验证了改良参数的有效性。研究结果表明:泡沫改良可有效增加粉细砂渣土的流动性和黏稠性,且渣土含水率越高,达到最佳改良状态对应的泡沫外掺量越低;随泡沫外掺量的增加,改良渣土不排水剪切强度逐渐降低,不同含水率渣土存在一临界泡沫掺量值,泡沫掺量小于该临界值时,泡沫的加入对渣土内摩擦角基本无影响;改良渣土渗透系数随泡沫外掺量的增加而降低,随含水率的增加而增加。根据试验结果,确定实际工程中最佳渣土改良参数范围:渣土含水率为32.5%左右,泡沫掺量范围为15%~20%。并通过计算得到现场施工中盾构渣土改良参数:每环注水量为4.2 m^(3)左右,泡沫剂掺量为16.0~21.2 L。现场试验结果表明,渣土改良后盾构施工掘进速度得到显著提高,且盾构开挖对周围环境的影响也明显降低。

富水粉细砂地层隧道施工工法研究及应用

在第三系富水粉细砂地层施工隧道,由于地层富水、围岩松散、自稳性差等特点,使得隧道施工异常艰难。基于此,针对交叉中隔壁法、双导洞超前法、双立柱法3种工法进行隧道施工模拟对比研究,从围岩应力、位移和塑性区角度,详细地探讨3种施工工法对第三系富水粉细砂地层隧道产生的影响,对每种工法施工下围岩应力、位移等变化规律进行对比,并结合数值模拟分析结果和每种工法的优缺点,在双侧壁导坑的基础上提出适用于富水粉细砂的双导洞超前工法,在现场应用中取得了较好效果。