用局部冻结法修复损坏的地铁隧道

京沪高铁桩基施工中造成上海某地铁隧道管片破损,大量淤泥流入隧道内部,工程采用台阶式封堵墙对隧道内部土体进行封堵,并对破损隧道内部进行注浆充填。隧道上部土体采用地面充填加固注浆的方法加固扰动土层;修复段采用“地面垂直冻结加固土体, 结合隧道内水平冻结加固土体,隧道内开挖构筑”的施工方案;在破损隧道上部及四周3 m范围内进行局部冻结,形成强度高,封闭性好的冻土帷幕。冻土帷幕形成后采用暗挖矿山法进行修复段隧道的开挖构筑施工,对破损管片采用原位修复方案,施工取得圆满成功。通过介绍隧道修复设计方案,并对现场监测数据进行分析,为类似工程提供借鉴。     

深埋损毁盾构隧道修复施工技术与实践

川气东送输气管线武汉段采用盾构方式穿越长江,盾构主机在到达接受井之前,隧道突发涌水涌沙事故.为尽快修复损毁隧道,确定采取将接受井前移、地下连续墙作为围护结构逐层开挖的局部修复方案.修复时,先采取固结灌浆方式将基坑(临时接受井)两端隧道封闭,使隧道内各类管材、钢轨等嵌固,以利切割;而后采用小口径钻具对深埋构筑物(隧道管片、钢轨、各类管线)进行切割,处理方案取得成功.对切割技术的工艺流程、切割钻机选型、布孔方式、隧道管片切割效果,以及注浆加固、地下连续墙施工、深基坑开挖等进行了详细介绍.该项技术的成功实践,对提高我国深层构筑物处理设计水平和施工技术具有重要意义.     

黑泉水库水电站调压井衬砌结构数值分析

黑泉水库电站调压井空间结构复杂,设计时只采用了简化平面结构进行配筋计算,对地下空间结构受力的复杂性考虑不足,无法反映衬砌结构与围岩的整体效应,很难实现合理准确配筋,经黄河水利委员会三维线性有限元强度复核,证实黑泉水库调压井底板及三岔洞配筋不足,需要采取处理措施.基于三维非线性有限元法,分析围岩固结灌浆、内衬钢板对调压井衬砌结构应力及三面临空边坡稳定的影响,最终优选出合理的加固处理方案.结果表明:需要采取围岩固结灌浆、内衬钢板组合方法才能满足强度要求,非线性有限元方法可以用于校核调压井内衬结构的强度,为同类工程提供了很好的参考.     

地下输水隧洞加固方案与有限元分析研究

针对地下输水隧道衬砌发生的裂缝、渗水等结构性缺失问题,文章采用有限元方法对隧洞衬砌结构的强度进行复核,分析裂缝成因及易出现的部位。在此基础上,提出衬砌内表面粘贴钢板,布置预应力锚杆的综合加固措施,并通过数值分析验证加固效果。从而为其它类似工程的缺陷处理提供了可供借鉴的思路和实践。     

张沟水库输水洞洞身缺陷修复方案对比研究

本文在对输水洞洞身缺陷原因分析和对洞身结构安全性进行复核的基础上,通过对洞内衬钢板灌胶修复方案、拆除重建内衬钢筋混凝土修复方案、喷涂聚脲修复方案和涂抹环氧胶泥修复方案等多种方案进行比选,确定喷涂聚脲修复方案为本工程的最优方案,对输水洞洞身缺陷的喷涂聚脲修复方案进行了设计和制定了相应的施工工艺。     

西泉眼水库输水洞加固工程安全评价

介绍了西泉眼水库输水洞工程概况及采取如下:加固处理措施,替换原洞内锈蚀钢筋,采用聚合物细石混凝土进行补强;发电洞部分洞段内衬12 mm厚钢板,钢板表面进行防腐处理,以及拆除重建洞工作启闭室等。介绍了施工情况,并对西泉眼水库输水洞加固工程安全进行评价。     

川气东送武汉穿江盾构隧道地面塌陷勘察

川气东送管道武汉穿江盾构隧道工程接收井附近发生地面塌陷,因塌陷区紧临长江堤防,为确保长江堤防安全,对该塌陷区进行了工程地质勘察,以查明影响范围.隧道变位探查主要采取钻探手段,对探查精度严格控制,通过对隧道管片变位分析,确定隧道变位情况.经现场地质勘察和分析,查明了塌陷区的影响范围,据此提出了塌陷区堤防的加固处理措施.     

高地应力条件下双护盾TBM隧道管片衬砌施工技术

随着隧道工程建设逐渐向地形地质条件复杂的西部山区延伸转移,高海拔、高埋深、高地应力的超长隧道大量涌现。鉴于目前使用的常规双护盾TBM施工衬砌管片多为借鉴软岩盾构法生产,其所承受的压力计算主要来自于浅埋覆盖层的自重。而在复杂的高地应力地质条件下,现有的管片衬砌支护体系可能会导致管片的破损、开裂、错台等质量问题出现。因此,迫切需要对常规管片及其施工工艺进行改进和加强,以适应高地应力条件下双护盾TBM隧道管片的衬砌施工。本文阐述了对高地应力条件下双护盾TBM隧道管片衬砌施工技术进行的研究。     

云山水库坝下涵管加固处理设计

针对云山水库坝下涵管存在的内壁衬砌砼质量较差、伸缩缝破坏严重、进口闸门止水损坏严重等病险问题,结合现场现状调查及混凝土强度检测试验、结构安全性分析等分析计算结果,对涵管安全性进行了全面复核。根据计算结果,提出取消初设涵管内衬钢管方案,采取管身补强加固修补处理。工程改造后,历经多次大流量泄水考验,运行状况良好。     

平原圩区堤防加固方案分析与复核计算

某平原圩区堤防加固工程全长8 873 m,堤防沿线存在堤顶高程不足、堤身单薄、堤坡稳定性不足、堤身渗水、堤顶路面破损等局部问题,影响大堤防洪安全性,无法满足正常运行要求。为此,在分析堤防现状问题的基础上,开展了有针对性的堤防加固设计方案研究,提出了堤防加固设计原则,实施了堤顶高程复核、堤身断面加固设计、堤坡抗滑稳定复核、堤身防渗加固设计及效果评价等设计内容。加固设计方案充分结合当地实际情况,符合所在流域整体防洪要求,并与其境内已建防洪达标工程相适应,满足工程运行要求。提供的堤防加固设计方案具有一定的普适性,可供平原地区类似堤防工程加固时参考。     

盾构法隧道管片拼装施工技术

盾构法隧道使用管片衬砌作为其永久支护结构,因此,通用楔型管片在此作为一种较先进的衬砌形式,其拼装质量直接影响到隧道的质量及使用功能。文章从盾构工法特性、衬背注浆、盾构姿态等影响因素着手,以武汉地铁二号线为例,分析了在大直径隧道中的管片错缝拼装技术,以及盾构掘进过程中管片拼装的施工工法以及管片拼装质量控制的方法。     

盾构输水隧洞灌浆式预应力衬砌结构有限元分析

北京市南水北调配套工程东干渠工程输水隧洞施工工法为盾构法,为了提高其抗渗和抗裂特性,并优化内外衬的协同变形,衬砌结构采用了灌浆式混凝土预应力衬砌。研究了隧洞衬砌结构设计参数及工作机理,采用二维有限元计算方法,分析了预应力注浆压力和连接螺栓型号的影响。结果表明:内外衬之间的预应力式注浆可以提高二衬混凝土承受内水压力的能力,预应力注浆压力不宜大于0.3 MPa,否则将影响管片的结构和防水安全;连接螺栓刚度变化对管片和二衬混凝土环向应力的影响很小,结合管片张开对防水、防渗的影响,连接螺栓型号采用M20以上型号均可;随着预应力注浆压力的增加,二衬混凝土受力状态得到明显改善,由全断面受拉构件变成受弯构件,拉应力区明显减小,内外衬协同受力状态得到优化。     

南水北调中线穿黄隧洞关键技术问题研究

南水北调中线穿黄隧洞施工中存在着地质条件差、工程结构复杂等问题,因此施工难度很高。结合实际施工特点和技术研究应用,介绍了地连墙技术、盾构始发加固技术、盾构施工技术、内衬混凝土施工技术、隧洞防渗等几项关键技术。     

湛江湾跨海深水盾构隧道外荷载监测试验研究

湛江湾隧道是国内首条采用盾构法施工的跨海隧道,施工及运营期间将承受海底60m水头压力。为了解隧道外侧真实荷载情况,该文创新了深水海底隧道管片外水土压力监测方法,成功有效监测到盾构管片外侧水土压力值。监测成果显示,深水软土盾构隧道外荷载仍以水压为主,水压分布符合静水压强分布规律,监测方法与成果对今后沿海深水软土盾构隧道的设计施工监测具有非常重要参考价值。     

岩石围岩盾构钢筋混凝土内衬高内压输水隧洞受力简化分析方法

长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建(构)筑物。这种情况下盾构隧洞成为极具优势的选择方案。当这种深埋隧洞的围岩具有较好承载能力时,可以采用钢混凝土内衬与盾构组成复合衬砌,与围岩一起共同承担管道内的高内水压力。而这种隧道结构的内衬往往会发生开裂,进而改变其受力特征,此时内衬、盾构管片与围岩如何共同受力成为了工程设计的重点和难点,对此目前还没有成熟的计算方法和规程。针对钢筋混凝土受内水压开裂后的受力变形特点,提出了钢筋混凝土内衬开裂后刚度减少的等效刚度计算方法,计算在内水压力作用下复合衬砌与围岩共同作用的受力特点。结果表明:当围岩弹性模量达到2 GPa时,这种结构可以具有较好的承载能力;当围岩弹性模量达到5 GPa时,可以承担1 MPa以上的内水压力,围岩具有较好的利用价值。研究结果为盾构钢筋混凝土内衬高压输水隧洞联合受力提供了简化的计算方法。     

盾构施工技术及其应用

综述盾构机械的结构、分类及工作原理，对盾构机的施工速度、施工技术、使用寿命，以及用盾构机挖成隧洞后的衬砌与灌浆问题作了较详细的分析。文末介绍了日本东京地下蓄水池工程和英国环伦敦供水工程采用盾构机械施工的实例     

盾构隧道下穿铁路群的路基加固及沉降分析

以福州地铁二号线(上洋站—鼓山站区间)为依托工程,盾构隧道下穿段要求施工对铁路两轨造成的沉降差异应控制在5 mm以内,因此有必要通过建立三维有限元模型对盾构隧道下穿引起的铁路路基沉降进行数值分析。通过MIDAS/GTS有限元软件建立数值模型对下穿工况进行模拟,研究总结了铁路轨道走向以及隧道掘进方向地表沉降的规律。数值模拟结果表明,在对地铁下穿段范围内的土体采取注浆加固措施后,盾构隧道施工对既有铁路路基造成的不均匀沉降可以得到有效的控制;同时,计算得到的管片注浆参数及盾构机内土舱压力为相似盾构隧道下穿工程的设计、施工提供了重要的参考依据。     

圆形水工隧洞钢衬加固技术

在病险水库除险加固工程中,对于承受内水压力为主的圆形水工隧洞的加固问题,最简单的处理方法是在原衬砌隧洞内增加钢衬,就可使隧洞达到结构安全和防渗要求。但在实际设计及施工过程中,对这种加固技术还存在适用条件认识不足,灌浆工艺及工序不到位,钢衬起始部位止水结构设计不当等问题。由此造成钢衬抗外压失稳、受水流冲击而翘曲等安全事故。针对圆形水工隧洞钢衬加固存在的问题,分析和讨论了钢衬加固的特点及其适应性,并总结了圆形水工隧洞钢衬加固的设计及施工要点。对今后隧洞钢衬加固的设计及施工具有一定的指导意义。     

岩-土交界面处超大直径过江盾构隧道地震响应特征

以武汉市三阳路超大直径过江“公铁合建”盾构隧道工程为依托,探讨了强震作用下岩-土交界面处隧道的损伤演化规律及地震响应包络特征。基于ABAQUS软件研发的动力有限元计算平台,建立了双隧道(含内部构件公路板与竖向隔板)-土体有限元模型,土体本构采用了修正的Davidenkov黏弹性动力本构模型,混凝土本构采用损伤塑性模型以模拟其开裂、损伤特征。计算结果表明:在岩-土交界面附近,盾构隧道衬砌的加速度、位移及应力响应均出现突变;由于隧道结构穿越了软硬土层,其破坏始于拱腰的退出工作,进而衬砌内部构件节点破坏,拱肩最后破坏;衬砌拱腰处的破坏区域均在岩-土交界面附近的软土层中;衬砌内部构件的存在使得超大直径衬砌拱侧的水平剪应力明显减小。     

盾构管片外侧渗压计埋设装置设计与应用

该文通过湛江市鉴江供水枢纽跨海隧道管片外侧渗压计的埋设施工,研发一种盾构管片外侧渗压计的埋设装置,可解决隧道衬砌管片外渗压计的安装难题,降低安装成本,并且这一优势在隧道埋深大或隧道上方有建筑物时尤为突出。