盾构下穿既有高速铁路的沉降控制研究

地铁盾构隧道下穿既有高速铁路时有发生,高铁的正常运营对桥桩的沉降要求极为严格,而传统地层注浆加固的方案难以满足要求。文章依托苏州轨道交通3号线下穿沪宁高速铁路工程,使用ABAQUS对不同加固措施下的施工过程进行了三维数值模拟及系统分析,研究表明树根桩联合袖阀管注浆加固可以有效地控制隧道下穿施工后的桩土沉降变形,并据此提出了相应的沉降控制施工措施,给类似工程下穿沉降分析提供参考。实际工程验证了此加固措施的适用性和可行性。     

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。     

盾构隧道侧穿保护建筑的影响分析

结合某市地铁双线盾构隧道侧穿某大学工程馆施工实际,采用有限元方法分析研究了富水砂层中不同地下水的流失程度及掘进参数对地表沉降和建筑物变形的影响。结果表明:地下水的流失会加大盾构掘进过程中的影响范围和大小。掌子面压力和注浆压力对地层沉降有一定的影响,但地层的沉降对注浆压力的敏感性更大。盾构隧道引起的最大沉降在5~7mm以内,满足建筑物变形控制要求。     

盾构近距离侧穿团结渠桥桩风险控制技术

以北京地铁16号线工程土建施工04合同段屯佃站～屯永区间盾构接收井盾构区间下穿团结渠及侧穿团结渠桥桩为例,针对盾构近距离侧穿团结渠桥桩风险控制进行研究,采用设定试验段的方法,总结盾构近距离侧穿桥桩时掘进参数,建立土压平衡,控制出土量,保证土舱压力,控制同步注浆压力、注浆量与掘进速度的协同作用,确保管片壁后的空隙充满,减小隧道围岩径缩、地层沉降。并采取径向注浆加固措施,确保盾构稳定、匀速通过团结渠及团结渠桥。同时对团结渠及周边地表进行实时监测,保证了团结渠桥的安全稳定。     

盾构隧道下穿既有线路的影响效应分析

以广州轨道交通某区间下穿城市公路及桥梁工程为背景,通过现场监测数据和数值模拟手段,对注浆加固前后地层的沉降情况和桥桩的变形规律进行研究。结果表明:盾构施工引起的路基与桥桩最大沉降发生在隧道开挖上方且略滞后于开挖进度;采用袖阀管注浆不仅可以有效降低结构沉降、减小沉降影响范围,还可以抑制由地层应力释放引起的管片上浮;确定了线路两侧20 m为盾构施工重点监测区域;明确了下穿施工掘进速度、出土量及注浆量的变化范围。通过本项目下穿影响效应的分析,力求为今后的设计施工提供参考。     

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。     

古城区富水粉砂地层盾构穿越建构筑物安全控制技术研究

文章依托苏州轨道交通2号线工程,针对双线穿越570幢建筑物、斜交穿越城际高速铁路、切削穿越14根大直径桥桩这3大罕见难题,分别对应于穿越微扰动控制对象、穿越沉降极其严控对象、穿越刀盘前方障碍物这三类穿越类型进行研究。通过开展多个现场试验、室内实验并结合工程实测数据分析,探明了富水粉砂地层盾构掘进地层变形特征,研发了抗水分散性好的新型注浆材料,建立了一套富水粉砂地层盾构微扰动掘进技术体系,提出了地铁盾构穿越运营高铁"板桩隔离+分区注浆+板下动态补浆"的新型保护体系,研发了可适应连续切削穿越钢筋混凝土群桩的新型刀具,并提出了混凝土预留和定长磨削的分次切筋原理。文章研究可供国内各地铁城市相似地层中盾构穿越建(构)筑物施工参考借鉴。     

隔离桩墙和盾构施工对高铁桥墩影响分析

为了分析隔离桩墙和盾构施工对高速铁路桥墩的影响,依托某地铁盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基工程实例,通过对比是否采用隔离保护措施的三维有限元计算和未采用隔离保护措施的盾构施工现场实测数据。结果表明：旋喷桩柔性隔离墙能有效减少高铁桥墩的变形,但旋喷桩施工过程中喷头射流压力对桥墩的变形影响更大。当隧道所处地层较好,且距离桥桩较远时,通过盾构自身施工参数控制和信息化施工更有利于对铁路桥墩变形的控制。     

盾构下穿高速铁路高架桥沉降变形控制技术

以北京某地铁盾构区间下穿京沪高铁工程为背景,采用ANSYS建立三维地层结构模型,分别对盾构施工时不采取防护方案和采取防护方案两种情况进行沉降变形分析。并在下穿前进行4个试验段掘进,通过分析掘进参数和地面沉降,确定盾构下穿施工参数。最后在下穿施工过程中对桥梁墩台沉降和隔离桩水平变形规律进行监测分析。综合得出:1采用隔离桩防护方案,盾构下穿施工引起的变形量1mm,满足设计要求;2通过试验确定上土仓压力、出土量、浆液配合比、注浆量及注浆压力等施工参数能够有效控制地表沉降;3在盾构施工阶段,桥梁墩台最大沉降值为0.8mm,施工结束后变形均趋于稳定;盾构施工时隔离桩朝隧道方向变形,在隧道埋深处变形较大,最大水平位移为3.15mm。     

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。     

富水砂层盾构近距离下穿简支板桥沉降变形控制技术

以青岛地铁1号线春沟区间盾构下穿春阳路虹子河桥为工程实例，采用FLAC3D数值模拟软件，模拟分析了盾构下穿过程虹子河桥沉降变形规律，确定了盾构下穿虹子河桥沉降变形控制方案。工程实践表明，采用预注浆桥底基础加固、脚手架桥体支撑加固及盾构掘进参数调整等措施相结合的沉降变形控制技术，将虹子河桥变形及基础沉降量控制在预警值以内，可有效避免因盾构掘进施工而造成的桥梁变形、基础沉降超限等风险，可为类似工程提供参考价值。     

砂卵石地层重叠盾构隧道掘进相互影响及控制措施研究

在重叠盾构隧道的掘进过程中,后掘进隧道施工会对先掘进隧道产生一定的影响,导致先掘进隧道结构发生变形,甚者影响结构安全,有必要对砂卵石地层重叠隧道掘进进行研究。以成都地铁6号线某区间重叠隧道为工程背景,首先对砂卵石地层重叠盾构隧道不同掘进模式进行分析,从地表沉降的角度分析选择先下后上为最优开挖方式,分析重叠隧道施工后导致地表沉降存在一定程度的叠加效应。为保证砂卵石地层重叠盾构隧道掘进过程的安全稳定,对隧道重叠区域注浆加固,增强隧道间土体的抗压、抗剪能力,最后通过实测数据与数值模拟结果相对比,误差均在5%以内;先掘进隧道地表沉降横向变化近似U形,后施工隧道掘进时地表沉降变化整体增加但趋于平缓,有着明显的“滞后性”,注浆加固后土体变形得到控制。     

盾构穿越含中粗砂复合地层地表沉降控制技术

以青岛某地铁区间盾构穿越含中粗砂复合地层掘进施工为例,综合采用理论分析法与数值模拟法,分析研究了盾构穿越含中粗砂复合地层地表沉降变形机理,并提出了通过盾构掘进参数调整、碴土改良及二次注浆等措施相结合的地表沉降控制技术。工程实践表明,地表沉降控制技术将地表变形量控制在预警值以内,有效地解决了中粗砂复合地层盾构掘进地表沉降难以控制的技术难题,具有良好的推广应用前景。     

盾构近距下穿既有线地层力学响应和变形特性分析

为解决盾构始发近距下穿既有线沉降控制难度大、施工安全风险高等难题，以某区间盾构近距下穿既有线为例，利用有限元建立近距下穿既有线数值计算模型，分析盾构下穿施工过程中地层力学响应和变形特性及对既有线的影响，模拟注浆加固效果，结论表明：盾构下穿施工过程，对既有应力影响较小，注浆时既有线随盾构掘进的沉降曲线较为平稳，注浆对位移有一定的控制作用，研究为盾构掘进提供科学依据与参考。     

地铁盾构近桩穿越病害桥梁施工技术

基于长沙地铁1号线2标段北辰三角洲站~开福寺站区间盾构近桩穿越湘江二桥东引桥的工程实例,采用数值模拟方法对穿越情况进行分析。分析结果表明:盾构穿越过程中通过注浆固结透水地层、施作整体钢筋混凝土筏板基础、并加强掘进参数控制及测量监控等措施,可控制桥桩最大沉降为17mm,并减少不均匀沉降(最大差异沉降为6.3mm),以及地面最大沉降为19mm。     

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...     

新建轨道线区间隧道下穿既有线路变形影响分析

以武汉新建轨道交通12号线盾构区间下穿既有2号线长～汉盾构区间为工程背景,采用三维数值模拟分析新建线路施工对既有轨道交通变形的影响。研究结果表明：盾构掘进施工对既有结构及线路影响较小,盾构隧道贯通后区间结构最大竖向位移为–4.96 mm,最大水平位移为0.309 mm,2号线盾构区间累计最大沉降量为–2.86 mm,区间结构变形量和沉降量在相关规范控制范围内,满足区间安全运营要求。通过设计上加强管片配筋、增加注浆孔,隧道施工中加强掘进参数控制和及时同步注浆,加强二次注浆,同时对2号线长港路站—汉口火车站区间设置监测点,指导施工,保证地铁安全运营。     

珠江口隧道水下近距离侧穿桥桩影响分析

为确保盾构隧道近距离施工过程中既有交通结构安全运营,以珠江口隧道万顷沙侧盾构段近距离侧穿凫洲大桥48、49号桥墩工程为例,建立了考虑壁后注浆、地层损失率等多因素精细化数值模拟模型,对地层加固后盾构侧穿凫洲大桥桥桩的相互作用进行安全评估,分析桩基竖向位移、水平位移、差异性沉降,结果表明：加固措施合理有效,对桥桩及桩周土体变形起到了控制作用。     

盾构侧穿对既有桥桩影响的数值模拟研究

以宁波轨道交通某工程为例,针对宁波软土地层特性,建立盾构侧穿桥梁桩基的数值模型,分析土层变形、桥桩位移的变化,研究盾构侧穿施工对既有桥桩的影响。计算结果表明,盾构施工引起的承台中心处最大沉降值为0.32mm,桩基最大水平位移值为1.59mm,变形值满足规范要求。     

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。