软流塑地层盾构交叠隧道控制措施研究

为研究在软流塑地层进行盾构交叠施工过程中隧道过度沉降以及突然失稳的控制措施。以南京地铁5号线三山街站—朝天宫站区间隧道交叠1号线工程为依托,使用数值模拟的方法,基于软流塑地层盾构施工难点以及盾构交叠施工对地表与既有隧道影响机理,根据控制手段与对象的不同,分别提出三种预加固措施：(1)内张钢圈法+洞内微扰动注浆+二次注浆加固(2)双层管棚+水泥土搅拌桩+袖阀管注浆加固(3)MJS工法加固,对其控制效果进行了对比分析,研究结果表明：三种控制措施的地表最大沉降值分别为5.11 mm、5.63 mm、8.38 mm,既有隧道最大沉降值分别为4.01 mm、6.67 mm、8.39 mm,方案(1)满足交叠工程沉降控制值;最后,结合最优比选方案的盾构交叠施工现场监测数据,进一步研究分析了盾构交叠施工对地表以及既有隧道的实际影响规律,对加固措施的控制效果进行了验证分析,得出了在施工过程中隧道的主要沉降区段和有效的控制措施,为此类研究提供依据,也为工程施工提供参考。     

袖阀管及深孔注浆在地铁站施工建筑物及管线保护中的应用

地铁暗挖施工,对周边建筑物及管线的影响一直受到参建单位的重点关注,暗挖施工对多座建筑物和多条管线都有影响,且管线及建筑物建设时间久远,极大地增加了变形控制难度。采用袖阀管和深孔注浆对建筑物和管线进行保护,取得了良好效果,形成以下结论:地表袖阀管注浆可以有效地将开挖影响范围通过注浆加固体隔开,使开挖后土体变形大部分发生在加固体外侧,有效控制建筑物的变形;小导洞内深孔注浆使得管线下方加固体形成拱形保护壳,减小管线上方土体变形范围,使管线总体变形大大减小,施工期间沉降量最大仅为9.95mm;无论采用袖阀管注浆还是深孔注浆,其注浆参数的选取、施工工艺的控制等都需要结合具体地层参数及时调整,合理控制注浆量和注浆压力。     

WSS深孔注浆加固技术在地铁施工中的应用

WSS深孔注浆加固工艺是目前国内较有效改良软弱复杂地层稳定性的施工工艺,可有效保障地铁区间施工的安全、质量、进度和造价,也是当前各省市盾构下穿房屋建筑物采用的常用加固手段。文章结合广州市轨道交通十八号线和二十二号线工程盾构下穿数个密集房屋建筑群的实践,阐述了盾构下穿密集房屋群的深孔注浆技术,施工结果表明,此注浆方法可有效实现盾构机穿越复杂地层,有效降低因盾构掘进造成的地表房屋沉降,可在类似地质条件下地铁盾构区间隧道深孔注浆施工中推广使用。     

多线叠交盾构下穿既有隧道数值模拟分析

针对西安地铁15号线某盾构区间隧道近接正交下穿既有地铁2号线区间隧道施工过程中的重难点问题,采用三维非线性有限元分析方法研究四线叠交的复杂工况,考虑盾构不同注浆压力和土仓压力作用下新建隧道的施工对既有隧道变形影响及地表响应规律,对叠交段采取的袖阀管预注浆加固效果进行验证。研究结果表明：距既有隧道中心线2.0～1.6和1.5～3.0倍洞径范围内,隧道沉降量均随注浆压力和土仓压力增大而减小;新建隧道的先左后右顺序施工会造成既有隧道结构产生二次沉降;叠交段地层预加固可使既有隧道和地表沉降最大值分别减小为未加固时的75%和50%,隧道结构变形趋势由未加固时的“W”形变为加固后的“V”形,且沉降量最大位置也发生改变。研究成果可为多线叠交下穿工程的设计和施工提供借鉴。     

复合地层土压平衡盾构施工技术研究

以苏州轨道交通3号线为工程实例,研究土压平衡(EPB)盾构在复合地层中的施工技术。苏州轨道交通3号线何山路站至苏州乐园站区间隧道通过108 m"上软(土)下硬(岩)"的复合地层,工程风险极大,需在设计和施工阶段采取必要的风险控制措施。在设计阶段:通过改变隧道纵坡,缩短复合地层段长度;通过改良TBM刀盘设计,优化机械运行参数,实现盾构机械参数和地层物理参数的匹配;通过对隧道上部松散土体静压注浆加固和在建筑物与隧道间安装隔离桩,控制地层变形和保护邻近建筑物;采用三维数值模拟预测隧道开挖引起的地层变形和建筑物沉降,为工程决策提供依据。在施工阶段:对于软土、复合地层和硬岩段采用不同盾构运行模式和掘进参数;掘进过程采用六个主要参数指标进行控制;采用在盾构机前方开挖竖井进行损坏刀箱、刀具的更换。施工监测显示:实测地表和建筑物沉降与三维有限元预测、Peck经验公式预测结果吻合良好,地表沉降控制在2. 0cm以内,邻近建筑物沉降控制在3 mm以内。工程的顺利实施为国内其他类似复合地层隧道盾构掘进工程提供有益借鉴。     

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。     

小净距下穿地铁运营线盾构接收施工技术研究

盾构小净距下穿地铁运营线对既有地铁沉降变形影响风险大,盾构接收时施工难度高,如何控制对既有地铁运营线的影响以及保证盾构接收安全是施工的关键.为降低小净距下穿地铁运营线盾构接收施工时的风险,文章基于杭海城际铁路余杭至许村区间,针对盾构在小净距下穿地铁1号线并进行盾构接收施工时存在的沉降控制难度大和盾构接收洞门涌水、涌砂等问题,在工程水文地质条件、既有运营地铁线现状及施工风险分析基础上,通过采用端头井加固、洞内深孔注浆、自动化实时监测以及钢套筒辅助接收等施工技术及控制措施,控制了盾构下穿对既有地铁的沉降影响并保证了既有地铁运营安全,有效地控制了盾构接收的风险,成功完成了下穿运营地铁及盾构接收施工.     

地铁暗挖通道施工对既有桥桩的变形特性分析及施工处理措施

以沈阳地铁4号线观泉路站为背景,对暗挖隧道施工中的一级风险源——隧道侧穿高架桥的施工过程进行了仿真数值模拟。按照国家相关规范标准,桥桩间的差异沉降不得大于5 mm,这对暗挖侧穿段的施工提出了较高要求。数值模拟计算结果表明,暗挖隧道侧穿桥墩,桥面沉降呈现双沉降槽形式,沉降槽位于桥墩内侧1/6跨度处,沉降反弯点位于桥墩1/6跨度处。通过对侧穿段的土体进行注浆加固,可以有效控制暗挖隧道施工引起的桥桩沉降及不均匀沉降,从而保证既有高架桥的运营。     

富水砂性地层中地铁盾构下穿铁路施工引起的沉降分析

以富水砂性地质条件下某地铁区间盾构隧道下穿铁路施工工程为背景,研究下穿施工引起地 表沉降的规律。首先对Ｐｅｃｋ方程进行分析,提出地表差异沉降系数的概念,用于表征盾构施工引起的 地表最大差异沉降。然后利用数值模拟方法分析地层损失率、隧道埋深、地层加固等因素对铁路设施沉 降的影响规律。结果表明:地层损失率在０．５％ ～３．０％变化时,减小地层损失可以同时降低地表沉降 及差异沉降,控制地层损失率在１．０％以内,可满足铁路设施变形控制标准;增大隧道埋深可以降低地 表最大沉降量,同时可以降低地表最大差异沉降;对隧道周围土体注浆加固可以显著降低盾构下穿铁 路施工引起的铁路设施沉降。     

地铁盾构隧道穿越高架桥梁基的力学行为分析

以兰州地铁盾构隧道穿越高架桥基础的实际工程为分析对象,通过数值方法模拟盾构开挖、衬砌施工过程,建立了地层结构及土性条件、高架桥及其基础的三维数值计算模型,开展了盾构隧道单向开挖及双向开挖完成的数值分析,得到了隧道上覆围岩地层沉降变形、衬砌结构应力、桥梁结构应力、桥基应力和变形变化规律。表明隧道上覆土层形成了沉降槽,其沉降曲线呈正态分布;开挖后桩身倾斜变形,桩身下部向洞内方向收敛变形,桩顶保持不变位;桩身的水平应力及轴力影响自上而下逐渐增大。为保证施工安全,对盾构开挖进行超前喷浆加固,对比结果表明注浆加固方法对减小不均匀沉降及盾构施工扰动具有明显效果。更多还原     

盾构隧道下穿既有隧道施工影响的数值模拟

为了研究在盾构下穿对既有隧道结构以及地表产生的影响,以南大干线电力隧道下穿广州地 铁２号线工程为研究对象。基于ＡＢＡＱＵＳ有限元软件建立了隧道下穿地铁线路的三维模型,考虑在盾 构支护力以及注浆压力的影响下,探究了新建隧道施工对地表沉降以及既有地铁线路的位移、应力的影 响。结果表明:正交下穿施工过程中既有地铁线路位移主要以纵向沉降为主,对隧道管片轴向应力影响 较大;地表沉降槽并没有因既有结构的存在而发生变化,沉降曲线基本符合正态分布;随着支护应力以 及注浆的增大,既有线路的沉降量会减小,但是地表沉降量并不是单一递减。因此,在盾构施工过程中, 设置合理的掌子面支护力以及注浆压力是保证施工开挖以及既有线路安全的关键,要引起最够的重视。     

富水砂层区盾构下穿建构筑物风险控制技术研究

以太原地铁２号线一期工程双塔西街站—大南门站区间为研究对象,通过采取掘进施工前对下穿建（构）筑物进行鉴定评估、隔离加固,掘进过程中合理选择与优化掘进参数、地表跟踪注浆,下穿通过后洞内补充注浆等风险控制措施,双大区间顺利下穿１０个建（构）筑物Ⅱ级环境风险源。通过对区间下穿建（构）筑物变形监测数据进行统计分析,结合该区间地下水埋深浅、砂层敏感性强等水文地质特点,对盾构下穿建（构）筑物风险控制技术进行研究。工程实践表明:富水砂层区盾构下穿建（构）筑采取以盾构自身掘进参数控制为主,隔离加固、地表跟踪注浆等措施为辅风险控制措施,可以有效控制建（构）筑物变形。     

上软下硬地层盾构斜穿建筑群“仓-注”联合控制技术下的地表变形规律研究

为研究盾构在上软下硬地层工况下盾构斜穿建筑群的安全稳定性,以深圳地铁14号线四坳区间为工程依托,建立盾构穿越建筑群实际工况的1∶1模型,研究在盾构下穿建筑物过程中在不同土仓压力和注浆加固联合作用下地表沉降的变形规律。通过研究不同土仓压力下的地表变形,对土仓压力进行变量分析,提出在此工况下最佳的土仓压力控制值;并基于施工建议土仓压力值对盾构下穿建筑物的不同加固深度进行研究,得出了保证建筑物稳定的7ｍ最小加固深度,确保建筑物稳定,为同类工程提供施工建议。     

盾构隧道下穿既有通道诱发沉降数值分析及现场监测

以南昌地铁2号线盾构隧道下穿某既有通道为研究背景,采用数值计算方法对盾构施工引起的地表和邻近结构沉降进行研究。首先分析不同施工阶段下盾构施工引起的地表及既有通道沉降,得出盾构施工引起的主要沉降范围及沉降规律;然后通过对加固前后既有通道底部沉降进行分析,研究加固措施的有效性;最后将数值计算与现场监测的数据对比,结果表明两者基本相符。研究结果可为类似工程提供一定的参考。     

深厚软弱地层盾构隧道穿越既有铁路群变形分析和控制技术

为确保盾构隧道在深厚软弱地层中顺利穿越既有铁路群,通过工程类比、加强设计、数值模拟与现场监测数据分析相结合等手段,提出了加强洞内管片设计、加强盾构施工控制、优化推进参数、及时填充注浆、地面路基加固、行车限速、回填道砟的保护措施,以及加大铁路变形监测频率和延长监测时间等一整套盾构隧道穿越既有铁路群的变形分析和控制技术.结...     

重庆地铁盾构隧道地表沉降分析

近年我国盾构隧道修建数量随着需求不断增加,周围土体在盾构隧道施工时会受到一定程度的扰动,为了保证开挖时周围土体的稳定,地表沉降的研究是有必要的。针对重庆轨道交通27号线盾构隧道,利用ABAQUS有限元分析软件对盾构隧道施工模拟,结合数值模拟结果对影响地表沉降的因素进行讨论,总结关于不同地表埋深、等代层厚度、注浆层弹性模量这3个因素对地表沉降的影响规律,表明埋深深度越深,土体扰动越小,地表沉降值越小;等代层的厚度越厚,盾尾的缝隙填充越密实,地表沉降值越小;注浆层弹性模量越大,说明盾构施工注浆越及时,地表沉降值越小。     

盾构隧道下穿铁路施工诱发地层变形特征分析

<正>随着城市轨道交通工程的快速发展,盾构隧道施工不可避免的需要穿越既有建筑物,降低盾构穿越施工引起的地层响应,对维持既有建筑物的稳定至关重要。本文依托合肥地铁2号线I盾构隧道下穿淮南线与合宁绕行线铁路工程,采用MDAS-GTS有限元分析软件,分析了盾构隧道下穿铁路路基引起的地层变形特征,提出了相应的地表沉降控制方法,研究成果可为相关工程提供借鉴。随着我国城市建设水平的快速推进,城市轨道交通扮演着越来越重要的角色,而盾构法广泛应用于相关隧道工程的修建。随着地表建筑物数量日益增多,     

盾构隧道下穿高铁桥梁安全影响分析

以郑州地铁盾构隧道下穿郑西高铁桥梁工程实例，通过数值模拟分析，对左右线隧道分别下穿桥梁后，隧道施工对桥梁承台变形、承台内力及桩侧摩阻力变化、桥墩及上部结构的影响以及下穿桥梁前后桥梁结构设计控制参数的变化进行分析，根据规范沉降控制标准，对比已有下穿高铁桥梁经验及现场监测结果，分析表明:隧道左右线分开各穿一桥跨能较好的拉开空间距离，净距约在２倍洞径情况下，对承台变形影响较小，仅加强洞内注浆措施能满足隧道下穿引起的桥梁沉降控制要求；由于隧道开挖卸载的影响，桩侧摩阻力、桩身轴力、承台内力以及桥梁结构设计控制参数均会有一定影响，但变化较小。     

浅覆土大纵坡盾构施工技术

针对武汉地铁11号线生物园站~光谷四路站盾构区间隧道浅覆土、大纵坡等疑难问题,采取了地面土体加固、洞内注浆加固、控制盾构的推力、推进速度、盾构姿态等措施及技术参数控制,实现了科学、合理、安全快速掘进,减少地质超挖量、有效避免地面沉降产生,实现盾构安全、快速施工~([1-2])。     

上软下硬大跨车站隧道施工方案研究

依托大连地铁二号线兴工街站,充分组合使用超前大管棚与小导管注浆、双层初期支护、增设大拱脚、拱部后期径向注浆和纵梁底岩体注浆加固多种控制措施对围岩变形进行控制。利用有限元软件对组合变形控制措施的施工效果深入分析,发现随着支护措施的逐渐增强,地表最大沉降值逐渐减小,控制效果明显;双层初期支护和增设大拱脚对控制地表沉降效果最好。结合监控量测进行现场实证变形控制效果,实测结果与数值模拟的地表沉降规律非常相近,证明了数值模拟结果的合理性。研究成果可以为此类隧道修建积累实践经验,指导今后的隧道设计与施工。