城市复杂条件下盾构井开挖施工技术研究

以广州市地铁13号线棠下—珠村段盾构始发井开挖施工为例,介绍了在复杂城市建筑和地质条件下,地下连续墙+环框梁围护结构、多种竖井开挖技术相结合的施工方法,并探讨了微风化泥质粉砂岩采用气体膨胀爆破法开挖的关键施工技术。施工监测结果表明,通过采取上述施工措施,可有效控制城市复杂条件下盾构井开挖引起的周边地表沉降和围护结构水平位移。     

广东天然气管网西江盾构隧道竖井设计与施工

根据西江盾构隧道始发井和接收井所穿越地层的工程地质和水文地质条件,结合越江盾构隧道竖井内天然气管道安装的特点,通过工程类比和数值计算方法设计了以地下连续墙和喷锚支护与内层衬砌相组合的竖井结构,分析了始发井和接收井在施工期间存在的高风险工况,评价了相应工况下围护结构的安全性,同时提出了适合圆形截面盾构工作竖井的地下连续墙接头型式,总结了西江盾构隧道工作竖井的施工技术,可为类似地质条件下石油天然气管道越江盾构隧道竖井的设计与施工提供参考。     

广州盾构电力隧道工作井围护结构施工数值分析

结合广州市220 kV航云输变电电力隧道工程盾构工作井施工实际,通过数值计算模拟了工作井开挖支护施工阶段,得出了以下结论:工作井基坑开挖具有明显的时空效应,基坑土体及围护结构变形是随着开挖深度的增加,逐渐加大;数值计算结果显示,基坑及围护结构整体处于安全可控范围之内,同时施工中应加强对关键部位的监控,采取必要的措施确保施工的安全;信息化施工是优化施工的一种重要技术手段。     

基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力与变形研究

针对基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力和变形规律，提出了一种考虑围护结构变形影响的盾构隧道横向受力理论计算方法，并通过某实际工程三维有限元计算结果和干砂地层隧道旁侧基坑开挖离心模型试验结果，验证了隧道径向附加荷载理论计算方法的可靠性。结合该工程获取的围护桩水平位移、地表沉降、隧道变形和应变现场实测数据，探究了隧道横向受力-变形-内力之间的关联机制。结果表明：(1)隧道初始径向荷载呈“葫芦形”对称分布，侧方开挖引起隧道近基坑侧和拱顶外荷载减小，而远基坑侧和拱底外荷载增大，这与开挖引起的自由场地层位移和隧道位移相对大小有关，水平和竖向不均衡荷载由隧道纵向差异变形引起的环间剪切力平衡。(2)隧道椭圆形变形、朝基底方向的顺时针旋转角度和正负弯矩值随开挖不断增大。(3)隧道环向弯矩分布与螺栓相对位置关系密切相关，研究断面处近基坑侧拱腰附近存在螺栓，其将承担更多的环向拉应力；远基坑侧拱腰附近为混凝土管片，环向拉应力主要由管片承担，从而使得研究断面处隧道管片最大环向弯矩发生在远基坑侧拱腰位置。     

电力隧道顶管工作井支护结构受力与变形实测分析

以佛山市某电力隧道顶管工程工作井(始发井)为例,对顶管工作井施工期间支护结构受力与变形情况进行现场监测。工作井施工期间监测数据表明:围护结构的变形具有明显的时空效应,工作井开挖期间长时间的暴露会导致地连墙深层水平位移增量变大、墙顶产生隆起以及内支撑轴力增大;内支撑的架设和底板的施工能够抑制地连墙水平位移向井内进一步增大,同时,也会使得其他内支撑轴力减小;拆除内支撑时,工作井围护结构整体水平位移变化幅度较大,靠近拆撑位置向井内位移,远离拆撑位置向井外位移,并且使得其他内支撑轴力增大;工作井支护结构“角部效应”明显,内支撑轴力和位移实测值均相对较小,设计偏于保守,应对设计方案进行优化。     

圆砾地层深基坑地下连续墙变形特性分析

地下连续墙作为深基坑围护结构已经用于多种地质情况,但圆砾地层中地下连续墙的变形特性研究甚少。本文依托南宁轨道交通2号线苏卢站基坑工程,采用Midas/GTS对圆砾地层深基坑开挖过程中标准段和盾构收发井段的地下连续墙的变形情况进行数值模拟分析,并结合现场监测结果对圆砾地层基坑变形情况进行理论分析。分析结果表明圆砾地层基坑采用地下连续墙作为围护结构效果良好,侧向位移值较小,整体变形呈“弓”字形。盾构收发井段由于基坑宽度大,地下连续墙侧向位移比标准段侧向位移大。因此在圆砾地层基坑开挖应控制基坑开挖宽度。模型计算结果与现场监测结果均表明侧向位移在0.7H处地下连续墙变形增长最快,因此圆砾地层深基坑开挖采用地下连续墙支护应在0.7H处设置横向支撑。     

复杂环境下暗挖横通道内盾构机到达施工风险及对策

在地铁盾构施工中，利用暗挖横通道接收盾构机的工程越来越普遍。暗挖横通道所在位置地层风险和周边环境风险通常较大、暗挖横通有效净空通常受限、暗挖横通道盾构接收洞口围护结构刚度较差，因此在暗挖横通道内接收盾构机的施工风险较常规地面井接收盾构机风险更大。凿除洞门和接收盾构机时易发生洞门涌水、涌砂、塌方等事故。基于上述问题和风险，需对盾构机暗挖横通道到达施工风险进行详细分析并提出安全、高效对策。结合工程实例，对复杂环境下暗挖横通道内盾构机到达施工风险进行了分析并提出对策，可为类似工程施工提供借鉴。     

钢支撑对盾构竖井深基坑围护桩体变形规律的影响

盾构竖井深基坑围护结构体系的稳定对保证盾构施工的安全至关重要。以北京地铁10号线某盾构井深基坑工程为例,通过数值模拟,分析支撑轴力和桩体水平位移的相互作用机理,并与现场监测结果进行对比。研究结果表明:基坑钢支撑的轴力均在安装完后不久达到最大值,然后减小并逐渐趋于稳定,最大位置发生在角撑;钢支撑对桩体水平位移的发展有一定的限制作用,桩体最大水平位移的位置随基坑开挖逐渐下移。     

南宁地铁3号线长堽路车站基坑变形特征研究

以南宁地铁3号线长堽路站基坑为工程背景,整理、分析现场施工过程监测数据,总结围护结构水平位移、周边地表变形、支撑轴力实测数据规律,探讨基坑在不同开挖深度下围护结构及坑边地表变形规律及特征。采用有限元Midas软件,建立基坑开挖模拟模型,对其分步开挖进行了数值模拟,并将计算结果与实测数据进行对比分析,进一步总结分析狭长型基坑在不同开挖深度下整体变形特征。研究表明,长堽路站基坑随着开挖深度增加,围护桩水平位移增大,最大值位置逐渐向下部移动,最大部位位于第二层开挖线与第三层开挖线之间;整体上基坑长边及短边围护结构水平位移由基坑中部向两端逐渐减小;随着基坑开挖深度不断增加,坑边地表沉降量不断增大,基坑周附近8 m范围内沉降变形最大,随着与基坑距离逐渐增大沉降量逐渐减小。基坑周边沉降影响范围约为15 m,基坑长边及短边地表沉降量均由中部向两端减小。     

地铁联络通道软土地层冻结法施工的FLAC三维数值模拟

通过数值分析对上海轨道交通13号线世博园站至长清路站专用交通联络线工程盾构井与13号线右线区间之间进行联络通道的开挖进行模拟.联络线盾构井为明挖法施工法施工,采用地下连续墙为围护结构;联络通道开挖采用水平冻结法加固地层,为确保开挖过程冻结壁的安全性,采用三维有限差分法FLAC3D,对整个施工过程进行了数值模拟.分析冻土壁的开挖过程中应力变化和土体位移,并对冻结施工的安全性进行了分析,提出了相应的施工指导建议.     

黄土地区井筒式地下连续墙基础的长期监测与分析

以山西某在建拱桥为依托,对其采用的井筒式地下连续墙基础进行长期监测,研究了在不同工作状态下,井筒式地下连续墙各片墙所承受的轴力与侧摩阻力的分布规律,特别在正常工作荷载下,闭合墙基础的承载性状类似于端承摩擦墙。并结合土压力盒所测墙周土体作用于工程墙的土反力值,分析了承台与土芯之间的作用并不显著,且在运营阶段,墙内土芯对闭合墙的水平承载力贡献小,而外侧的上部表层土和浅层土对工程墙基础的水平承载力影响很大。     

坑外降水条件下软土地层深大盾构工作井稳定性研究

采用合适的计算方法确定有效的围护方案是基坑设计中的难点。以南京纬三路过江隧道江北盾构工作始发井为依托,采用空间地基板法反演分析得到各地层m值,通过编制DLOAD子程序实现主动区与被动区的判别和相应荷载的施加,得到坑外降水条件下软土地层深大盾构工作井围护体系的受力与变形特征。计算结果与现场实测值较为吻合,从而证明采用空间地基板法配合反演得到的地层m值可有效预测工作井围护体系的变形与受力特征。为进一步优化设计方案,选定连续墙厚度、支撑截面尺寸及底板以下5 m范围内土体m值3个参数,通过正交试验进行参数分析,得到影响连续墙水平位移及支撑轴力的主要因素。计算方法及相关计算结果可为同类工程设计提供参考。     

大跨度盾构工作井过境阶段侧壁力学特性研究

随着城市超长盾构隧道的不断发展,大跨度工作井结构的安全性就显得尤为重要。本文依托上海北横通道工程梧州路工作井实例,以侧壁在过境阶段的力学特性为专题开展研究。通过对比设置与未设壁柱对大跨度井壁的影响,得出壁柱能够有效分担部分侧向压力,从而改善叠合墙的受力性能。基于设置壁柱后井壁内力分布特点,以及考虑地下连续墙接缝的影响,提出建立正交各向异性的三维结构模型,通过计算结果考察盾构过境前后非开洞井壁、开洞井壁以及壁柱的受力特征。研究成果能为今后类似工程的设计优化和施工实践提供理论支持与指导。     

盾构隧道水中进洞施工技术

针对软弱富水地层地铁盾构到达施工中容易出现安全事故的现状,介绍了水中进洞施工原理,从挡墙制作、水土回填、盾构到达掘进方面分析了水中进洞施工技术,指出水中进洞施工技术具有推广应用的价值。     

软土地区隧道区间风井吊筑法施工工艺研究

隧道中间风井基坑通常在隧道穿越前施工完毕,盾构机穿越风井之后完成风井剩余结构.此方法导致风井基坑开挖深度深,盾构需在较短范围内完成进出洞工序各一次,工期及造价损失严重,风险也比较高.本文介绍了一种风井吊筑法施工工艺:隧道从较浅风井基坑下部快速穿越,从风井基坑底部往下逆筑开挖风口至隧道结构,逆筑期间不予降水.本文还将解决...     

长大过站井侧壁服役关键阶段内力分析

本文依托上海市北横通道杨树浦港井的设计实践,从分析大直径盾构隧道过站井侧壁结构施工到运营全过程中起控制性作用的关键阶段入手,开展对长大特殊过站井三维空间模拟计算和分析。研究认为盾构过井是过站井侧壁受力的控制性关键阶段,此时长短边之比大于3的四边支承板空间效应明显,设置壁柱能够有效改善侧壁受力。     

深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物影响分析

地铁车站深基坑施工常导致周边建筑物变形过大。基于现场监测数据，研究深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物的影响，分析地下连续墙水平变形、土体水平位移和建筑物变形规律。结果表明，地下连续墙水平位移和土体深层水平位移变形曲线呈“鱼腹状”；端头井处墙体和土体水平位移大于标准段；地表变形曲线呈“漏斗状”；地下连续墙施工对建筑物竖向位移影响较小；距离基坑较近处，建筑物变形表现为沉降，距离基坑较远处，建筑物变形表现为隆起，既有建筑物主要表现为向基坑内侧倾斜。     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。