武汉轨道交通盾构隧道穿越长江大堤保护研究

武汉市轨道交通8号线一期工程土建施工盾构机自徐家棚始发井始发,下穿武昌江堤、汉口江堤,盾构穿越长江大堤时控制地表沉降,保证大堤沉降变形安全是盾构施工的重中之重。通过仿真计算表明,对于隧道埋深较浅的武昌大堤,当隧道开挖40m时,堤基表面沉降达到最大,堤基表面最大沉降为30mm,大堤表面最大沉降为3.02mm,因此,研究在施工过程中采取有效保护措施,确保防洪堤万无一失,运用相应科学方法确定盾构机掘进穿越大堤时的一些重要参数,同时通过盾构机的掘进试验状况不断改良其开挖掘进时的重要参数,提出切口水压、出土量(进排泥流量)、同步注浆、推进速度、泥水质量、管片拼装等环节的控制方案和措施,加强监控量测,严格控制沉降,在严格执行控制方案后,工程得以顺利实施。     

土压平衡盾构在砂卵石地层长距离穿越河流施工关键技术

从盾构机的改造,浆液配比试验,渣土改良等几个方面论述了土压平衡盾构隧道长距离穿越砂卵石地层并穿越河流的施工技术。在试掘进阶段对盾构掘进主要控制参数包括推进速度、刀盘推力、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘转速、注浆参数等进行了调整。在掘进过程中严格按照试掘进阶段的参数执行。实施效果表明,完全达到了刀盘刀具的耐磨性要求,保证了盾构机在砂卵石地层中长距离穿越河流的安全。     

电力盾构隧道下穿河道的安全施工技术

北京市昌平区顺于路西延电力隧道采用盾构法穿越温榆河,存在覆土浅、易出现涌砂和隧道上浮等风险,因此,对土仓压力、掘进速度、出土率和注浆量等施工参数进行了优化设置,制订了盾构机与管片姿态控制、注浆控制、渣土改良和设备保证等技术措施。按照设定施工参数,对过河施工过程进行了数值模拟,计算显示,地表下沉值等较小,盾构机可以安全穿越温榆河。     

盾构下穿机场土体掘进环境控制技术

文章以成都地铁10号线双流机场2航站楼站～双流西站盾构区间工程为依托,通过有限元分析,得到了盾构掘进过程中注浆量与掘进速率对土体沉降的影响规律。结果表明:土体测点的沉降值随着盾构机掘进距离的增加而增大,但掘进过程中沉降趋势不同;土体距掘进隧道竖直距离越近,受盾构掘进影响越大;随着注浆量的增加,在一定程度上能控制隧道周边一定范围内的沉降;盾构机在监测断面B前后9 m范围内掘进时,横向分层沉降受掘进施工影响较大;不同注浆量隧道监测断面同一时刻横向沉降数值变化不大;随着掘进速率的增加,隧道附近土体的分层沉降会随着增大;后行隧道掘进过程中产生的土体分层沉降与横向分层沉降均大于先行隧道。     

泥岩地层土压平衡盾构近距离下穿既有线沉降控制技术

以成都地铁30号线航天立交站-惠王陵站盾构区间隧道在泥岩地层近距离下穿既有运营地铁线工程为背景,通过下穿前对穿越既有线隧道进行数值模拟分析,并设置试验段进行模拟掘进,拟定试掘进参数,以及在穿越过程中采取掘进参数控制、中盾注浆、同步注浆、管片脱出盾尾后二次补充注浆及穿越后及时进行洞内深孔注浆等综合沉降控制技术措施,并通过自动化监测手段,有效降低了下穿时对既有地铁线沉降的影响,最终在保证既有线路安全运营的前提下,安全、顺利完成盾构穿越工作,为类似盾构工程提供借鉴。     

盾构超近距离穿越大型立交桩基群影响研究

针对砂卵石地层中盾构隧道超近距离穿越大型立交桩基群工程特点,为确定设计方案的可行性、保证盾构施工中的桥梁安全,采用FLAC3D三维快速拉格朗日差分方法分析软件对盾构穿越桩基群进行了数值模拟,分别对桩基群加固前后的沉降和应力等进行了分析,并通过理论计算分析了盾构隧道塌落拱高度范围内土体松弛对桩基产生负摩阻力的影响,验算了桩基承载力,为满足桩基沉降变形和承载力要求,提出了注浆加固的处理措施,相应地给出了注浆的加固范围,并制定了施工应急预案。计算结果表明:桩基群经过土体加固后,可有效地减小盾构掘进造成的地层损失,立交桥的沉降、桩基承载力及结构应力均满足安全要求。     

盾构穿越既有线铁路变形控制技术

武汉某地铁区间隧道施工过程中须穿越既有线铁路路基及铁路站场,在土压平衡盾构的施工中,既有线铁路轨道沉降及位移难以控制,盾构穿越既有线时若保护措施不到位,极易导致轨道沉降、变形、脱轨等风险,造成既有线停运。针对盾构在该地区该地层穿越既有线铁路的掘进参数、沉降控制观测资料进行分析,总结在该地层城市轨道交通盾构法施工条件下既有线铁路位移及变形规律,提出对土仓压力、掘进速度、总推力、出渣量、刀盘转速和扭矩、注浆压力和注浆量、渣土改良效果7个管理指标进行掘进控制管理,有效地控制地表沉降,保证既有线铁路地安全运行,为盾构掘进过程中穿越既有线铁路施工积累了宝贵的经验。     

地铁隧道下穿历史风貌建筑影响的实测与分析

两座历史风貌建筑物紧邻地铁车站,并且盾构在其下方穿越,需对建筑物的变形进行严格控制。对建筑物的保护,针对性提出地面袖阀管注浆加固、车站基坑盖挖逆作法、地连墙截断承压水、冻结、车站内水平注浆加固、优化盾构机掘进参数等施工方案及措施。通过对基坑开挖与降水、端头加固、盾构掘进等阶段的监测数据进行分析,研究了不同施工阶段对建筑物变形影响的规律及特点,实测结果表明：合理的盾构掘进参数能够将建筑物的沉降控制在较小范围内;冻结孔施工、地下水通过冻结区盾尾间隙进入刀盘前方等均可引起建筑物的显著沉降;建筑物基础与隧道之间存在淤泥质土层时,在淤泥质土层下方进行注浆不能对自重较大的建筑物进行有效抬升,但对自重较小建筑物的抬升则有一定的效果,但注浆在淤泥质土层中引起孔压的消散可导致建筑物在后期产生沉降;盾构机进入冻结体前应做好全断面注浆止水,切断前后水力联系,盾构机掘进困难时,不应随意增大盾构推力。     

盾构掘进姿态对近接桩基的影响分析

盾构机在某地铁工程区段与立交桥桩基进行近接施工,近接距离最小仅为2.25 m,因此盾构掘进过程中要采取措施严格控制对近接桩基的影响,以保证盾构顺利施工和立交桥的安全。通过有限元软件分析了盾构在不同掘进姿态下对近接桩基的影响,其数值分析结论指出,盾构掘进姿态对近接结构物的影响十分显著,施工时应对盾构机的掘进姿态进行严格控制。     

近距离盾构下穿既有地下通道变形影响及控制措施研究

在地铁建设中,盾构隧道近距离下穿既有地下通道是设计和施工的难点。文章以实际工程为例,采用三维数值分析方法,研究盾构掘进对地下通道的变形影响。结果表明:盾构穿越导致地下通道产生不均匀沉降,沉降量最大处位于两条隧道的中间;控制地层损失率在3‰以内,可满足地下通道的变形控制要求。采用信息化施工控制措施,根据监测数据及时调整和优化盾构机的掘进参数,控制地层损失率,同时加强同步注浆及二次注浆管理,可以保证盾构顺利穿越地下通道。     

盾构掘进参数对铁路路基沉降变形的影响

依托某地铁区间下穿铁路路基工程,采用数值模拟计算方法,研究包括注浆压力、注浆层弹性模量、注浆层厚度和盾构推力在内的盾构掘进参数对铁路路基沉降变形的影响。通过对各影响因素进行正交试验设计和极差分析,得出各因素的影响程度。研究结果表明,不同掘进参数引起的路基沉降曲线近似呈正态分布,距被穿越中心线越近沉降越大,反之沉降越小;在一定范围内,随着注浆压力、注浆层弹性模量、注浆层厚度及盾构推力的增大,路基沉降减小;各掘进参数对路基沉降变形的影响重要性程度排序为注浆层厚度、注浆压力、盾构推力、注浆层弹性模量。     

富水饱和砂性地层盾构长距离连续掘进施工技术

结合华电灵武电厂向银川智能化集中供热一期项目下穿黄河段盾构法隧道工程,从盾构机选型及优化、试掘进参数设置、施工参数统计与分析等方面介绍了"初心"号泥水平衡盾构长距离连续穿越饱和富水砂性地层施工技术的有效性。结果表明:盾构机选型及优化在保证了饱和富水砂性地层中连续掘进对刀盘、刀具的耐磨性要求同时兼顾掘进效率;盾构施工主要控制参数设置能控制地表沉降,克服了盾构机在饱和富水砂性地层中长距离连续施工风险。     

谈盾构下穿城市水渠控制技术

盾构机在城市水渠穿越时易造成喷涌、渣土改良效果降低、土仓结泥饼、稀释同步注浆浆液造成管片上浮、管片漏水等问题,尤其是浅覆土、泥岩地层更是如此,通过理论研究及在成都地铁4号线二期工程实践,从施工准备、掘进参数、出渣及注浆、管片选型及拼装等方面进行控制,通过上述技术手段以及过程中加强各环节精细化管理,动态施工信息及时报送、分析等方法,可安全、有效、快速的穿越城市水渠段。     

盾构法穿越密集建筑群施工技术分析

随着城市地铁建设不断延伸扩张,隧道盾构施工面临着复杂的地表环境,大量穿越地表既有建筑物的盾构施工不可避免,解决隧道盾构施工引起的地表沉降暨对周围环境的影响问题尤为重要。本文以广佛地铁某标段穿越密集建筑群盾构施工为实例,从不同地质条件下盾构机土仓压力、掘进参数及掘进中注浆技术等方面分析了如何有效地控制地表及建筑物沉降。     

基于盾构机掘进参数对地表沉降影响敏感度的风险分析

为了研究软土地区土压平衡盾构机在穿越重要区域过程中,不同掘进参数影响下的地表沉降能否满足变形控制标准,针对建国道站至天津站站盾构掘进工程,分析盾构掘进参数与掘进速度的关系,并建立基于所确定的盾构掘进参数的三维有限元模型,分析对周围地层沉降的影响规律,通过空旷场地下的实测结果对数值分析进行验证。在此基础上,针对各参数在正常施工范围内的波动对地表沉降影响的敏感度进行分析,最后以盾构掘进过程中的关键掘进参数为底事件建立风险故障树并进行定量的风险评估。研究结果表明:盾构掘进速度不同时,各掘进关键参数的取值范围不同,各掘进参数之间具有一定的相关性;盾构机以接近30 mm/min的速度正常掘进的前提下,得出对地表沉降影响敏感度及风险值的致险因子排序,从而可对盾构掘进引起变形的精细化控制提供参考。     

砂土地层盾构隧道施工对地层扰动的室内掘进试验研究

土压平衡式盾构机在穿越流塑性差、渗透系数大的砂土地层时容易对隧道周围土体产生扰动,导致地表沉降不易控制和作用在衬砌结构上的土压力发生改变。针对地铁盾构隧道穿越砂土地层引起的地层扰动,采用一种能完全反映盾构隧道动态施工全过程的分析方法尤为重要。以城市地铁盾构区间隧道施工采用的土压平衡式盾构机为原型,研制 800 mm土压平衡式模型盾构机,该机主要包括推进机构、掘削机构和出土机构,能实现盾构始发、刀盘切削、螺旋出土、管片拼装等主要功能,以此开展砂土地层中盾构施工的室内掘进试验。试验过程中对盾构掘进引起的地层沉降及衬砌结构上的土压力进行量测,分析地层沉降形态和衬砌结构上土压力的分布形态,同时将试验结果同理论计算、数值分析及现场资料进行对比。研究结果表明,土体性状和盾尾注浆对地层沉降具有重要影响,地层损失是地层发生沉降的主要原因。未注浆情况下盾尾脱环引起的地表沉降值占总沉降值的60%以上,且由于未注浆而增大的地表沉降所占比例为20%～30%,沉降时程曲线具有阶段性和时效性。地表沉降槽宽度系数i与现场测试数据具有一致性。衬砌结构上的土压力分布类似于上下端为长半轴、左右端为短半轴的椭圆形,数值上试验实测值较理论计算值要小。     

盾构隧道下穿立交桥的施工与监测——以西安地铁1号线下穿西二环立交桥为例

西安地铁1号线汉城路站—开远门站盾构区间隧道近距离下穿西安市重要交通干道西二环立交桥,穿越前对立交桥基础采取了加固措施,穿越过程中采取了有效、必要的技术措施,确保了盾构机安全顺利穿越西二环立交桥。     

富水粉砂地层盾构穿越城市快速环路施工技术

以北京地铁某工程盾构隧道施工为例,阐述盾构穿越前、穿越中以及穿越后三个阶段的处理措施,提出富水粉砂地层盾构机选型的关键要点,研究各阶段施工措施和施工参数,采取控制掘进参数及隧道内外注浆等措施严格控制地表沉降,根据监测结果进行信息化施工,确保了盾构顺利穿越富水粉砂地层重大风险源,各项指标均优于控制标准.     

超大直径盾构下穿棚户区沉降控制技术研究

超大直径盾构下穿老旧棚户区微扰动施工控制是地下工程实践中面临的重要难题。本文以武汉地铁8号线黄浦路站—徐家棚站区间盾构下穿棚户区项目为工程背景,首先对提出全断面粉细砂层注浆加固工艺并进行浆液配比实验给出最佳浆液配比,并对盾构施工过程进行实时监测监控,根据工程具体情况对盾构机下穿掘进参数进行分析,最后提出超大直径泥水盾构穿越棚户区施工的控制措施。研究结果表明:袖阀管注浆加固工艺对超大直径盾构下穿的老旧棚户区具有较好的保护作用,现场试验确定最佳水灰配比为0.8∶ 1;盾构穿越过程中地表沉降纵向变化呈近似U型分布,横向变形出现明显沉降槽,加固棚户区老旧结构基础最大隆起值为15 mm,建筑结构整体先隆起后减弱,且沉降值控制在15 mm以内;盾构机总推力和刀盘扭矩、盾构机总推力和土舱压力、出土率和土舱压力具有变化规律一致性。研究结果为揭示超大直径盾构下穿老旧棚户区施工过程对地层和地面建筑结构的影响规律提供参考和依据。     

基于BP神经网络的水下岩溶地层#br# 盾构掘进参数预测与分析

随着我国城市地铁网的建设,越来越多的隧道将不可避免的穿越水下岩溶区,受制于岩溶地层的复杂性、注浆加固后地层的诸多不确定性,盾构穿越该类地层施工风险极大,而选取合理的盾构掘进参数是确保盾构安全与高效掘进的关键。以长沙地铁三号线盾构穿越水下岩溶段为工程依托,首先通过统计与分析钻探数据,明确了岩溶分布特征;其次,通过输入地层特征参数和隧道特征参数,建立了可输出盾构掘进速度、推力、刀盘扭矩、开挖仓压力、气垫仓压力和同步注浆量等掘进参数的BP神经网络水下岩溶盾构掘进参数预测模型;最后,对样本数据进行了训练,并成功应用于工程实践。研究结果表明：训练的输出值与期望值吻合度较高,构建的BP神经网络模型具有较好的适应性;输出的预测结果能有效反映实际盾构掘进参数的变化趋势,预测值与实际期望值的平均误差均低于13%,在误差可接受范围内。现场应用结果表明,地表沉降在安全范围内,盾构掘进过程中未发生工程事故,盾构掘进参数选取合理,姿态控制较好。研究成果可用于指导水下岩溶盾构隧道工程施工,且该方法的提出也为其他复杂地层盾构掘进参数合理选取提供了新思路。