上海延安东路越江隧道防水施工总结

接缝防水是隧道防水的关键。本文就延安东路越江隧道对圆形段管片的接缝、螺栓处以及矩形段变形缝、施工缝、竖井与圆隧道接头进行防水处理时,所采用的施工方案、材料性能、施工工艺和技术,作了较详细的阐述和分析。     

西藏南路越江隧道工程防水设计与施工

西藏南路越江隧道防水工程分盾构法隧道管片和暗埋矩形段结构两大部分。盾构法隧道管片的防水涉及到管片自身以及管片接缝两方面;暗埋矩形段结构防水分结构本体、施工缝以及变形缝3项。针对以上内容分别讨论了管片防水、管片弹性橡胶条室内试验数据与圆隧道防水的相关性,以及暗埋段结构现场施工与结构防水存在的问题。     

盾构管片接缝防水材料防水耐久性实验及分析

由于我国大规模开展地铁建设的时间不长,盾构管片接缝长期防水问题还没有引起足够的重视。现有的盾构隧道后期维护中也逐渐出现了隧道接缝渗漏现象,严重影响工程安全。针对盾构管片接缝常用的防水弹性密封垫材料——三元乙丙橡胶,开展了恒定压缩永久变形和老化等长期防水性能试验研究。研究结果表明,橡胶的老化系数在0.9以上,恒定永久压缩应变小于15.4%,盾构隧道应用的弹性密封垫防水材料具有良好的长期的防水性能。在此基础上,分析了钱塘江越江隧道冲刷后纵向回弹变形引起的隧道环向接缝张开后的管片接缝防水性能,能够满足钱塘江最高水位时的隧道接缝防水要求。     

盾构隧道管片拼装错缝对密封垫防水性能的影响研究

盾构隧道管片接缝处易发生渗漏,是隧道防水设计的关键环节之一,而弹性密封垫防水是接缝防水的重点内容。弹性密封垫的防水性能除了与断面特性有关之外,也会受到管片拼装状态的影响。结合隧道管片接缝的防水设计,利用有限元分析对弹性密封垫的压缩过程进行数值模拟,研究了管片拼装错缝对密封垫防水性能的影响,供实际工程参考。     

运营期水下盾构隧道渗漏成因及治理技术研究

针对某运营期内水下盾构隧道出现的管片环缝渗漏、螺栓孔渗水、行车道板接缝渗漏的原因进行分析,从堵水机理、堵水效果、施工难度、施工风险及对既有防水体系的影响等方面进行综合比选,最终确定该水下盾构隧道渗漏治理采用接缝注浆的方案并进行了工程应用。     

天津地铁盾构隧道管片接缝防水设计探讨

盾构隧道防水设计应遵循"以防为主、多道设防、综合治理"的原则,在管片自防水的基础上,以管片接缝防水为设计重点,在参考国内同类盾构隧道防水设计经验的基础上,结合天津地铁5、6号线盾构隧道管片接缝防水设计,通过大量工程案例调研,对普通环环纵缝接缝防水设计及嵌缝方式进行了探讨,可为类似工程提供一定参考。     

通缝拼装盾构隧道结构极限承载力的足尺试验研究

针对轨道交通通缝拼装的盾构隧道结构的承载性能,进行结构的足尺静载试验。具体介绍试验方案和加载方案的设计,提供结构变形、管片裂缝、接缝变形和连接螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果;对结构的承载性能和破坏机理进行分析。足尺试验研究表明:试验结构的破坏由不同部位接缝混凝土先后受压破坏形成,属梁铰机制;管片接缝是隧道极限承载力的关键断面;周边卸载工况下结构的承载力安全系数比顶部超载工况小,对盾构隧道结构的承载更为不利。     

软土地铁隧道纵向不均匀沉降导致的管片接头环缝开裂研究

地铁通车运行后,会因多种原因产生盾构隧道纵向不均匀沉降,诸如列车振动、渗漏、土体不均匀性等。隧道纵向过大,不均匀沉降会严重影响地铁的运行安全。基于某地铁隧道的纵向沉降实测数据,分析了纵向沉降对隧道结构安全性的影响。首先用抛物线分段模拟了隧道的纵向变形,得出了隧道纵向变形曲率;然后以等效轴向刚度模型为基础,建立了隧道纵向变形曲率与隧道管片接头环缝张开量之间的关系。通过对计算结果的分析,可较全面地了解整个隧道的纵向沉降以及隧道管片环缝张开量的现状,从而为软土隧道的运营阶段维护、改善结构和防水设计、施工方法等提供依据。     

高铁暗挖隧道接缝防水密封性能数值模拟分析

以某隧道工程为例,采用大型有限元软件ABAQUS对弹性橡胶防水密封垫的防水失效机理进行了数值模拟分析,然后分别建立Mooney Rivlin模型、有限元模型与弹性橡胶防水密封垫接触应力松弛时变模型,基于此,分析开缝和错缝防水密封垫的防水破坏机理。通过研究发现,当接缝张开时,渗漏主要发生在密封垫之间的接触面上,而当错缝位移增大时,则由密封垫接触面渗漏变为密封垫与混凝土管片沟槽的接触面渗漏。     

管片局部渗漏对地铁隧道长期沉降的影响规律

由盾构法施工的地铁隧道,其周围衬砌常使用管片组成.管片的接缝处、注浆孔及管片碎裂引起的渗漏会导致地表的沉降.本文通过数值模拟分析管片局部渗漏对地铁隧道长期沉降的影响.通过增加渗漏点的个数并改变区间隧道的总渗漏量,讨论管片渗漏对地铁隧道长期沉降的影响规律.分析结果表明,沉降量随着管片局部渗漏量的增加逐步增大,二者呈线性关系.     

Long-term settlement behavior of ground around shield tunnel due to leakage of water in soft deposit of Shanghai

The lining of shield tunnel is usually composed of segments, in which the joints, cracks, and the grouting holes (hereafter called lining deficit) exist. During the long-term running, soils and groundwater may leak from these kinds of lining deficit. The leaking of soil and groundwater causes the long-term ground loss around tunnel and thus results in the settlement of ground surface. This paper aims to analyze the impact of the leakage of groundwater through segments on the long-term settlement of ground surface. The adopted analytical method is based on the theory of groundwater seepage by using numerical simulation. The analyzed results show that settlement of ground surface increases gradually with the increase of the leaked volume of tunnel segments. When the leaked volume was unevenly distributed, differential settlement occurred locally. Comparative analysis by changing the leaked volume was conducted. The results reveal that there is a linear relationship between settlement and leaked volume when the leaked volume was controlled within the allowable limit.     

管线渗漏水范围对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响

 管线渗漏水是城市浅埋隧道施工安全事故的重要诱因,明确管线渗漏水对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响规律是安全事故防控的基础。针对VI级围岩浅埋地铁隧道,采用平面应变模型试验研究管线渗漏水范围对围岩变形和破坏的影响规律。试验结果表明：(1) 管线渗漏水作用下,隧道尚未开挖就产生明显的地表沉降,随着渗漏水范围的增加,地表沉降值和沉降范围也随之增大,但当管线渗漏水范围到达拱顶后,其继续增大对地表沉降的影响程度明显减弱。(2) 管线渗漏水作用下,隧道开挖前地表即产生明显的竖向裂缝,随着地表沉降的增加,裂缝的深度和宽度均同步增加;隧道开挖后,地表竖向裂缝的深度和宽度随地表沉降的变化速率较隧道开挖前有所减小。(3) 管线渗漏水范围越大,隧道开挖后造成地层破坏的程度越剧烈;小范围管线渗漏水情况下,管线渗漏水范围对围岩破裂面形状的影响不大;中等范围和大范围管线渗漏水情况下,管线渗漏水范围的包络线和围岩破裂面高度吻合,且破裂面相对于无渗漏水影响的情况更为陡峭。     

北京地铁运营隧道病害状态分析

基于北京地铁隧道病害检测结果,分析结构形式、配筋和运营时间对隧道病害状态的影响。研究结果表明,管片接缝变形是盾构隧道病害的根源,并由此引发了盾构断面的椭圆化变形、管片的压溃与错台以及盾构隧道的渗漏水。衬砌开裂是矿山法隧道的主要病害,裂缝宽度与深度受运营时间影响大且具有离散性强、随机性大的特点,配筋对隧道结构安全有积极影响。渗漏水受降水的影响较大,多出现于隧道衬砌结构的缝隙,如盾构隧道的接缝、螺栓孔或矿山法隧道的变形缝、施工缝和衬砌裂缝等。衬砌空洞多位于拱顶,形状接近于长条形、正方形和椭圆形,且多伴随着邻近衬砌的开裂。混凝土碳化深度与运营时间成正比,碳化深度和速率在隧道道床位置最大、边墙次之、拱顶最小。裂缝是整体式道床的常见病害,道床在剥离的同时还伴随沿其纵向的扭转。     

软土地区盾构掘进引起的深层位移场分布规律

 在城市环境中,如何预测和控制盾构掘进引起的地层移动以保证地下既有构筑物的安全,是设计和施工亟待解决的技术问题。以上海某盾构隧道施工段为工程背景,应用现场监测和数值模拟相结合的方法,研究盾构掘进施工引起周围地层位移场的分布规律。研究结果表明：盾构掘进对周围地层位移场的影响主要分为接近、穿越和远离测孔3个阶段。在盾构掘进接近和穿越阶段,隧道侧向土体以隆起、沿盾构掘进方向向前和向隧道外侧的位移为主;在远离阶段,侧向土体则发生沉降、向前和向隧道内的三维运动趋势。由于该工程隧道埋深大,隧道中心上方土体主要发生沉降和向前的位移趋势。根据数值计算所得隧道上方不同深度土层的横向沉降槽曲线,建立用于预测隧道上方深层土体沉降的修正Peck公式,计算结果与数值结果吻合较好。     

运营地铁隧道受邻近深基坑施工影响的应急处理措施

广州地铁某区间明挖隧道,受临近的深基坑开挖施工和地下水位下降影响,局部区段发生了较大沉降,隧道内出现了漏水、裂缝等病害,对隧道结构安全和运营行车安全构成了一定威胁。本文剖析了隧道异常沉降的原因,并针对原因提出了应对措施和整治方案,包括隧道内的病害整治方案和隧道外的补偿注浆方案,形成了一套完整的应急及整治技术,取得了很好的效果,对类似工程具有指导和借鉴意义。     

新建隧道斜交下穿既有盾构隧道的变形分析

随着轨道交通的迅猛发展,地铁隧道之间相互穿越不可避免,既有地铁结构随着新线施工的附加变形发展规律成为目前地下工程建设的热点问题。本文结合北京某浅埋暗挖法隧道斜交下穿既有盾构隧道工程的施工和监测,分析了斜交下穿施工各阶段既有盾构隧道的变形规律,提出既有盾构隧道沉降理论公式,并且基于提出的理论公式及沉降实测数据进行拟合分析,得到既有盾构隧道沉降曲线的地层损失率为0.013%～0.948%,基本处于天然地层数值范围内的较低水平。增大拱脚受力面积的施工辅助措施对控制地层损失率有一定作用,既有盾构隧道沉降槽宽度参数为1.13～16.96,远大于天然地层数值,根据拟合值及以往地层经验参数给出穿越各阶段既有盾构隧道的沉降公式的相关参数的建议值。通过监测数据分析发现,穿越施工既有盾构隧道变形以沉降为主,呈现“双凹槽状”纵向柔性变形特征,且主要发生在上台阶穿越施工期间,水平位移相对较小,盾构隧道椭圆度变化与竖向净距有一定关系。     

地裂缝对地铁明挖整体式衬砌隧道影响机制的模型试验研究

 以西安地铁2号线穿越地裂缝带为研究背景,采用几何缩比1∶5的大比例尺地裂缝与地铁隧道结构模型试验,研究了地裂缝活动对地铁明挖隧道整体式衬砌结构的影响机制。试验结果表明：随地裂缝位错量的增加,隧道顶部土与结构接触压力上盘明显增大,下盘减小,底部接触压力上盘减小直至为0,下盘则明显增大;当地裂缝位错量达到20 cm时,位于地裂缝上盘的隧道结构底部出现脱空现象,下盘2.5 m处衬砌出现开裂,对隧道底部脱空区应及时进行注浆等地基处理;隧道底板基本处于受压状态,而顶板受力较复杂,下盘受拉,上盘则先受拉后受压。地裂缝作用下隧道变形破坏模式为拉张破坏,且隧道衬砌开裂主要出现在下盘距地裂缝14.0 m范围内,而位于上盘的隧道衬砌基本完好,这与地裂缝活动引起土体和地表建(构)筑物的变形破坏主要发生在上盘刚好相反。研究结果可为西安地铁穿越地裂缝的隧道结构设计与防治措施制定提供一定参考。     

盾构隧道渗漏水原因及危害研究综述

渗漏水病害已成为目前我国盾构隧道的主要问题之一。研究隧道渗漏水的原因与危害,有助于进一步解决渗漏水问题。根据现有研究成果,对盾构隧道渗漏水的原因与危害进行了总结与归纳,从施工前、施工期间以及工后三个阶段对隧道渗漏水原因进行了分析,将渗漏水模拟方法归纳为等效渗流和接头渗漏;从渗漏水引起的土体孔压分布、隧道沉降和土体(包括地面)沉降等方面对管片渗漏水危害进行了分析。最后提出了现有研究的不足之处,并对盾构隧道渗漏水研究提出了一些建议。     

Failure mechanism of tunnel lining joints and bolts with uneven longitudinal ground settlement

To simulate the failure mechanism of tunnel segmental lining joints and longitudinal bolts under uneven longitudinal ground settlement, a numerical model with 3D lining rings and bolts was established. The loads were divided into two parts: the soil pressure around the tunnel just after construction and a displacement loading according to field measurements of uneven longitudinal ground settlement. The interactions between the lining tenons, bolts and their holes, were determined. The results indicated that the deformation of the circumferential joints consisted of opening and dislocation, but the dislocation was dominant. The progressive failure of bolts and waterproofing measures were also revealed. The evaluation of structural integrity of circumferential joint and the mitigate measures were proposed in order to ensure the operational safety of a metro tunnel.     

管廊渗漏对其变形及周边土沉降特性的影响研究

地下综合管廊接缝处在外部作用下会产生相对位移,进而引发渗漏与周边土体侵蚀,而变形与渗漏耦合会进一步形成恶性循环。目前关于不同管廊形式、不同埋深、土体侵蚀程度和渗透系数等因素对管廊长期整体变形性能影响的研究较少。通过提出的渗流-应力模型,综合考虑土体-结构整体受力性能,可以定量地估计管廊接缝渗漏引起的管廊变形和地面沉降。研究发现,渗漏范围及稳定时间、渗漏点数目和渗漏引起的地面沉降,随着管廊抗弯刚度的减小而提高,随着管廊埋深、土体侵蚀程度和土体渗透系数的减小而降低。