超大直径泥水平衡盾构施工时建筑物保护技术研究

通过分析泥水平衡盾构施工引起地表沉降的机理,并结合超大直径泥水平衡盾构施工实例,从切口压力、泥水指标控制及同步注浆管理等方面探讨超大直径泥水平衡盾构施工建筑物沉降的控制技术.结果表明,通过合理的设定盾构推进切口压力,重浆循环模式,采用“双控”同步注浆模式,有效地控制了建筑物沉降,并且房屋不均匀沉降系数满足房屋保护要求.     

大直径盾构下穿运营地铁变形控制研究

基于直径15 m级泥水盾构穿越轨道交通运营地铁施工,针对上海地区软土地层土体力学性质较差、地层成拱能力较低的特点,研究大直径盾构下穿运营地铁变形控制,为今后类似工程的设计与施工提供参考。在国内外学者研究成果的基础上,依托具体的工程实例,综合考虑在建隧道与既有隧道之间的动态相互作用,从盾构正面泥水平衡压力、泥水质量、推进速度、管片拼装、同步注浆和盾构姿态控制等方面综合考虑,对大直径盾构下穿运营地铁变形控制进行研究。     

富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道地表沉降因素分析

本文以广州轨道交通十四号线一期工程为背景,进行富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道地表沉降因素分析。利用限元软件MidasNX建立盾构隧道开挖三维有限元模型,模型中综合考虑土体分层、土体的非线性、盾构的顶推力、盾构管片、盾构壁厚等因素,对盾构隧道开挖过程进行了数值模拟,研究盾构隧道施工对地表变形的影响,并对不同覆土厚度、注浆压力、注浆层厚度、掘进压力等主要施工因素进行了模拟分析,探讨了在富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道中,以上因素与地表沉降变形关联的规律和原因,旨在起到优化设计、指导施工的作用。     

大直径泥水盾构近距离穿越桥桩影响分析

为了确保大直径泥水盾构安全顺利穿越桥桩,避免桥梁桩基的过量变形,依托天津站—天津西站地下直径线工程,分析了泥水盾构近距离穿越时对桩基的影响。通过数值模拟及对现场监测数据的分析,明确了泥水盾构近距离穿越桥桩时桩基的变形规律以及重要的影响因素。研究结果表明:大直径泥水盾构近距离穿越桥桩,桩基竖向变形为隆起;盾构开挖范围内桩基横向水平变形最大,主要向盾构隧道所在一侧发生偏移。桩基变形有别于土压平衡盾构其主要原因为泥浆、同步注浆的影响,数值模拟应重点考虑隧道周围液体的影响。盾构近距离施工时应综合考虑泥浆的浓度、流动性以及合理增加同步注浆的压力。     

粗粒径砂卵石地层中泥水平衡盾构下穿黄河掘进参数控制研究

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道采用泥水盾构穿越黄河粗粒径砂卵石地层,是中国下穿黄河的首条地铁盾构隧道。总结兰州地铁1号线泥水盾构下穿黄河的经验,以及高水压粗粒径砂卵石地层盾构机选型、盾构掘进参数设定、穿越黄河风险控制等方面的经验,对泥水盾构在粗粒径砂卵石地层下穿黄河的风险控制和国产盾构机的发展具有重要价值。研究结果表明:泥水盾构下穿黄河掘进参数对风险控制十分重要,盾构推力、泥水压力、注浆压力与水压力密切相关;深层沉降实测表明泥水盾构掘进对地层变形控制效果好,盾构顶部仅约0.5D范围为轻微扰动区;掘进以平衡水压力为主,采用Terzaghi塌落拱理论计算的泥水压力值更接近实际。     

超大直径泥水盾构施工参数的调控策略研究

超大直径泥水盾构的施工参数是地面沉降的决定性因素,但现有文献较少区分各参数的主、被动变化关系,也缺乏指导工程实践的调控方法。本文基于盾构掘进引起的地层阶段性变形机理,结合盾构隧道工程实例,梳理了盾构施工的主动控制参数和被动调整参数,总结了气泡舱压力、推进速度、刀盘转速、同步注浆量和注浆压力等主动控制参数的一般性调控策略。研究表明,气泡舱压力的监测值与隧道轴线埋深的线性关系明显,进、排泥流量差与推进速度的正相关性明显;推进速度一般为20~40mm/min,推进油压使用不超过额定油压的70%;刀盘转速通常设定为0.8~1.2r/min,同时确保刀盘扭矩控制在其额定扭矩的65%以内;同步注浆采用注浆压力和注浆量"双控"模式,正常推进状态的注浆率为110%~130%,注浆压力一般为0.30~0.85MPa。     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

大直径泥水平衡盾构近距离下穿污水管施工技术

根据上海市人民路越江隧道南线盾构施工实例，阐述了大直径泥水盾构在浅覆土情况下近距离下穿一根民国时期的砖砌污水管的施工方法.即在盾构推进至此区域前，将该段污水管端头封闭，管路内充填膨润土浆，并临时实施泵抽排水．盾构推进时，采取严格控制盾构姿态、切口压力、同步注浆、泥水质量和施工监测等措施，从而确保了南线盾构顺利地下穿污水管段，为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。     

富水砂层泥水盾构施工孔隙水压反应研究

依托长沙市南湖路湘江大型江底盾构隧道工程,对大直径泥水盾构掘进引起的富水粉细砂地层孔隙水压力反应进行了分析研究。基于孔隙水压力测试数据,分析了大直径泥水盾构在富水粉细砂地层掘进时地层孔隙水压力的分布情况及变化规律。采用ABAQUS有限元软件建立了三维流固耦合数值模型,对泥水盾构施工引起的富水粉细砂地层孔隙水压变化进行模拟计算,对比现场测试数据,验证了本文三维流固耦合数值模型的合理性;将三维流固耦合模型应用于地层不同渗透性条件下孔隙水压力反应模拟计算,分析地层注浆加固后孔隙水压力扰动规律,评价加固效果,得出富水粉细砂地层盾构施工对孔压的扰动可采取预注浆加固进行有效控制结论。     

软土地区浅埋小间距施工大直径泥水平衡盾构的实测分析

上海人民路隧道采用了大直径泥水盾构在软土中施工,其中有较长区段的覆土小于0.5D且两隧道之间的净距为0.35～0.49D,为掌控软土层浅埋小间距泥水盾构相互影响因素,对此区段盾构施工现场进行监测,如:深层土体水平位移,地表沉降、先建隧道位移,作用于先建隧道结构的土压力及盾构的施工参数,同步注浆量,泥水压力等。通过分析这些现场监测数据,总结了软土地区浅埋小间距施工大直径泥水盾构的特性。     

超大直径土压平衡盾构隧道施工关键技术

现代隧道工程除具备大长深的特点之外,在城市密集区狭小空间内进行超大型隧道施工已成为当前隧道发展的新趋势,土压平衡盾构在城市核心区狭小空间内施工相对于泥水平衡盾构有较大的优势,鉴于城市化建设加快带来的城市密集区修建超大型隧道的广阔市场需求和土压平衡盾构在环境保护等方面的优势,开展超大型土压平衡盾构隧道施工关键技术的研究具有十分重要的意义。针对超大直径土压平衡盾构隧道施工前沿技术,重点开展大直径土压平衡盾构开挖面稳定性控制、同步注浆注浆压力与注浆量双控、盾构姿态与轴线控制、长距离小曲率连续出土、快速均衡化施工等诸多关键技术的攻关,形成了一整套超大型土压平衡盾构施工关键技术。研究成果应用于上海外滩通道工程和迎宾三路隧道新建工程,取得了良好的施工效果。     

双液注浆法在泥水盾构中的应用

结合广州地铁某区间盾构工程实例,介绍双液注浆法在泥水盾构中的应用及其效果,总结分析该技术的优缺点和质量控制方法等,为今后工程施工积累了经验、     

大型泥水盾构施工参数三维数值模拟

通过对大型泥水盾构施工过程建立的三维有限元进行计算分析,得到了不同工况下泥水压力、注浆压力等施工参数对施工的影响效果,通过计算比较分析,给出合适的施工参数指导施工。     

基于随机森林的复合地层盾构#br# 切口泥水压力预测与分析

盾构切口泥水压力是维持开挖面稳定最重要的因素。针对目前切口泥水压力与盾构掘进参数之间关系不明确的问题,基于Python提出了一种随机森林预测模型。以京张高铁清华园隧道工程为依托,考虑盾构几何参数、施工掘进参数以及泥水参数等因素的影响,通过网格搜索方法以及5折交叉验证法进行模型超参数调整,建立了盾构切口泥水压力的随机森林预测模型。研究结果显示随机森林模型对于复合地层盾构切口泥水压力预测具有较高的准确性与泛化性,在训练集与测试集的表现得分分别为0.963与0.946,结合RMSE和R2等各项数据的评估再次验证了该模型的预测能力。最后通过重要度分析得到对模型预测影响较大的参数分别为泥舱压力、埋深比、推力和扭矩。该研究可为同类条件下盾构开挖面切口泥水压力的预测提供一种有效的方法,对于泥水盾构开挖面的预测控制具有重要的现实意义。     

泥水盾构下穿堤防的风险分析及控制研究

 采用泥水盾构法在软土地区修筑水底隧道时,不可避免地要穿越堤防。对泥水盾构穿越堤防的风险源进行系统分析,阐述风险产生的原因、造成的危害及规避和处理措施,并结合杭州庆春路过江隧道泥水盾构穿越钱塘江南岸大堤的工程实例,验证所述风险控制措施的合理性及可行性。分析表明,优化的泥水盾构掘进参数控制,主要包括合理的切口泥水压力设定、良好的盾构姿态控制、及时有效充分的盾尾同步注浆等、外部不利条件的避免,如持续降雨、江河汛期、堤防顶面道路车辆荷载等、实时精准的监测,详实可行的应急预案的制定等,可以降低或规避泥水盾构穿越堤防的部分风险,以确保堤防结构及施工安全。     

软土地层大直径泥水盾构掘进引起的地面变形分析

为了研究大直径泥水平衡盾构施工引起的地层变形,基于Mindlin解,推导了在泥浆重度影响下开挖面不均匀附加压力、不均匀分布下盾壳摩擦力、环向消散下盾尾注浆压力引起的地层变形,叠加地层损失引起的地层变形,获得了大直径泥水平衡盾构施工引起地层变形的计算公式,典型工程实例结果表明:①不考虑泥浆重度、不均匀分布和环向消散等因素会高估地面纵向位移的隆起值而低估沉降值,本文计算方法所得地面纵向位移与实测值吻合较好;②本文方法计算所得的大直径泥水平衡盾构施工引起的地面横向位移与实测变形基本吻合,且符合高斯曲线正态分布。研究成果可为控制和预测大直径盾构隧道施工引起的地层位移提供理论指导。     

粉细砂地层泥水盾构渣土回收利用及性能优化

以南京地铁10号线越江盾构隧道工程为依托,采用现场渣土作为同步注浆砂源,通过室内试验测量同步注浆浆液的强度、初凝时间、流动度、稠度、泌水率及渗透性等指标,研究粉细砂地层中泥水盾构渣土作为同步注浆浆液中砂源的可行性,并通过调整配比对浆液性能进行优化.结果表明:粉细砂地层中采用泥水盾构渣土所配置的浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,改变胶砂比、粉灰比,同步注浆浆液性能提高明显.     

超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究

 依托南京长江超大直径泥水盾构隧道工程,通过在始发试验段埋设地表沉降观测点、测斜管、土压计力及孔隙水压力计,进行相应项目的试验。研究泥水平衡盾构掘进各阶段对土体的扰动机制、扰动规律、影响范围以及影响程度。分析得出应力扰动度与距离之间的相关关系,在此基础上计算出盾构推进对土体的显著应力扰动区域(应力扰动度≥5%)为盾构外侧16 m(约一倍洞径)。建立切口压力、同步注浆压力与地表沉降之间的数学模型,进一步修正Peck公式,使之能更好地预估泥水盾构掘进引起的地表沉降。最后结合盾构掘进参数,探究减小土体扰动的措施。     

大型泥水盾构越江隧道施工技术

阐述了人民路越江隧道新建工程江中圆隧道施工的关键技术,包括高精度隧道衬砌管片制造技术、大型泥水盾构掘进机、泥水分离处理系统、盾构出洞技术、盾构掘进管理、同步注浆技术、圆隧道内道路结构同步施工技术、特殊地层环境施工技术、联络通道施工技术等.     

11.58m大直径泥水盾构出洞止水工艺研究

盾构进出洞工序是隧道工程的关键节点之一,而盾构进出洞安全与否主要取决于工程止水效果的好坏.盾构止水从广义的角度主要包括以下几个方面:出洞区域地基加固,打设临时降压井、安装止水箱体,止水材料的应用,注浆管注浆及堵漏等.以上海轨道交通11号线南段工程10标临港新城站区间盾构推进工程为例,详细阐述了大直径泥水盾构出洞止水工艺...