砂卵石地层盾构施工对地层扰动与地表沉降的影响分析

以成都高漂石含量砂卵石地层为研究对象,采用PFC2D模拟了双线隧道盾构掘进时对砂卵石地层的扰动规律,并通过Midas有限元模拟分析了双线隧道盾构掘进时的地表沉降规律.结果 表明砂卵石地层在掘进过程中将形成一个倒三角的松动区,并引起掌子面前方土体向此区域移动,最终形成楔形移动面;同一里程处隧道引起的地表沉降随着盾构推进呈增大趋势,根据监测数据显示,地表沉降规律与模拟结果基本一致;双线盾构施工时,左右两侧的地表沉降相互影响,最大沉降位置将随着开挖方向发生偏移,并呈中心轴线沉降量最大,两侧地表沉降亦呈现出基本对称分布的规律.     

盾构穿越富水砂卵石地层的地表沉降及离散元分析

盾构法是地下工程施工中较为常用的一种施工方法。在进行双向平行隧道盾构施工时,隧道之间会存在相互影响。以西安地铁六号线为例,结合相关地层数据,采用离散元软件（MatDEM）模拟了盾构隧道下穿砂卵石地层,研究了不均匀地表荷载对砂卵石地层隧道地表沉降的影响。研究表明：砂卵石地层中盾构掘进引起的地表沉降形状为V形;随着地表荷载大小增加,地层内部应力大小和边界处受力最大值也会明显增大。     

砂卵石地层盾构施工诱发地表塌陷机理及处置技术研究

结合北京地铁16号线穿越三环路突发地面塌陷事故,探讨了砂卵石地层盾构施工诱发地表塌陷的机理,并以数值模拟方法分析了砂卵石地层这种“极不稳定地层”在施工扰动超过冒落拱承载极限时,围岩土体发生没有先兆的突发塌陷机理;对塌陷事故的处置应从地层处置与盾构掘进控制两方面进行,地层处置是根据地下空洞及周边建(构)筑物状况制定综合地层注浆加固方案.盾构掘进控制是准确及时控制掘进中工作面压力、出土量、背后注浆等施工参数.确保盾构在砂卵石地层掘进时地上地下安全。     

砂卵石地层盾构施工滞后沉降形成的细观研究

成都地铁区间盾构隧道所处地层主要为典型富水砂卵石地层,盾构施工引起的地层损失在地下水、地面荷载等影响下很容易形成滞后沉降,导致地表发生塌陷。针对成都地铁1号线一期工程建设经验,总结了砂卵石地层滞后沉降形成的原因,同时,采用颗粒分析软件PFC^2D,从细观层面对砂卵石地层中滞后沉降的发展形成过程进行模拟,分析隧道埋深、地层空洞位置等因素对滞后沉降的影响。研究表明,砂卵石地层的特殊工程地质性质是滞后沉降形成的根本原因,盾构施工工艺是关键影响因素。细观研究表明,地层损失导致在隧道两侧上方约45°方向出现两条破碎带,形成三角形的松散区域,洞周地层应力发生显著变化。隧道埋深直接影响滞后沉降是否发生,地层空洞方位对滞后沉降的发生区域有重要影响。     

浅覆土砂卵石地层盾构施工地表沉降规律研究

为研究浅覆土砂卵石地层中土压平衡盾构施工对地表沉降的影响,本文以北京地铁新机场线2号风井-3号风井区间盾构施工为背景,采用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟计算,结合实测数据,对10 m覆土厚度下左、右线盾构不同线间距、不同前后间距条件下盾构施工造成的地表沉降规律进行了研究。结果表明:随着隧道左右线间距增大,隧道上方的地表沉降先减小,间距增大至1.5D(D为开挖直径)后,地表最大累计沉降量不再随间距增大而变化,间距大于3.0D后,左右线施工不再相互影响;盾构施工纵向的影响范围约为32 m,前后施工间距小于48 m时左右线纵向影响范围重叠,前后施工间距越小,开挖造成的地表沉降值越大,前后间距大于48 m后,左右线施工不再相互影响。     

注浆技术在盾构穿越砂卵石地层施工中的应用

结合车-平地铁区间隧道盾构法施工工程,系统分析了超前、同步、补注浆三种方式改善砂卵石地层的物理力学性质的机理,并介绍了不同注浆方式的注浆方法和参数,实践证明通过各阶段的注浆能够有效地控制盾构法施工引起的地表沉降。     

砂卵石复合地层盾构隧道施工预加固技术

砂卵石地层的地理环境比较复杂,开展盾构隧道施工的难度较大,必须对其进行预加固处理,进而优化隧道的施工质量。本文结合实例阐述盾构隧道施工工艺及应用技术,并对预加固地层的技术和开展效果进行探究,旨在为盾构隧道施工的质量提升奠定良好的基础。     

卵石地层盾构施工地层分层沉降特点及减沉技术

盾构隧道近二十年来在国内地铁建设过程中得到了大量应用,但其施工"后遗症"时有发生.这些后遗症在不同地层中表现出不同特点,对于砂卵石地层盾构施工的最明显沉降特征是在施工完成一月到数月后地表发生突发性沉降坍塌.基于此种情况,国内许多学者针对砂卵石滞后沉降机理开展了大量研究,但大多数认为其具有随机性.文章结合已有的研究成果,...     

砂卵石地层盾构施工振动环境影响测试分析

为研究北京砂卵石地层中盾构施工所引起的地表振动问题,对北京地铁10号线二期公主坟-西钓鱼台区间隧道施工现场进行振动测试.通过对振动实测数据进行分析,总结盾构施工时地表振动频域特点及振动衰减规律,并对振动产生的地表环境影响进行初步评价.研究表明:盾构施工引起的地层振动频带较宽,中线测点主频集中于30 ～ 90Hz范围内;振动波传播过程中高频部分被过滤,较远处测点振动主频降低至30 ～ 50Hz.地面人员对刀盘附近振动感知非常明显,监测到的加速度极值达到0.49m/s2;垂直振动幅值与水平向幅值处于同一量级,并随着远离刀盘而不断衰减.     

无水砂卵石地层盾构施工

为降低刀具磨损、尽量减少开仓换刀,无水砂卵石地层盾构施工时,应优先选用不安装滚刀的大开口率刀盘和卵石输出能力强的无轴螺旋,大卵石含量高的地层还应考虑加装大稠度的膨润土液注入系统。宜保持低土压掘进,控制土体改良材料添加量,使卵石能随砂子经螺旋输送机排出。做好同步注浆、盾构配件等环节管理,以保持均衡连续施工。     

大粒径砂卵石地层小导管成孔技术试验研究

针对砂卵石地层中小导管的材质、管径选择以及成孔方式等相关参数进行现场试验和数据分析,结果表明：砂卵石地层中小导管的实际施工优先选用D25×3无缝钢管;成孔方式采用风钻和风镐辅助高压风相结合的方式：采用套管定向、封闭等措施解决孔位坍塌问题。     

砂卵石地层土压力平衡盾构施工开挖面稳定及邻近建筑物影响模型试验研究

盾构技术在砂卵石地层中应用越来越多,砂卵石地层具有很强的不确定性特征,盾构施工的关键问题之一是保持开挖面稳定性及减小地面沉降。利用土压平衡盾构模型,研究北京砂卵石地层中不同埋深时邻近建筑物影响下的开挖面稳定性及地表沉降规律。试验中,分析柔性基础邻近建筑物及埋深对开挖面极限支护力和地表沉降的影响,揭示开挖面稳定性、土拱效应与极限支护力及地表沉降的关系。在邻近建筑物影响下,砂卵石地层中的支护压力呈非对称分布,且砂卵石地层中盾构推进引起的沉降值大于基于Peck公式的计算值,研究成果对砂卵石地层中盾构施工有重要的指导意义。     

盾构隧道致地层沉降的物理模型试验研究

通过不同隧道埋深、支护压力和掘进速度的盾构隧道施工地表沉降的大型物理模型试验,总结不同条件下的地表沉降规律,分析土压力的变化特性,归纳不同条件下的地表沉降曲线;探讨隧道埋深、支护压力和掘进速度对地表沉降值的影响,推导地表横断面沉降槽计算的经验公式.结果表明:随着隧道埋深增加,地表沉降值减小,地表横向沉降槽影响范围加宽;...     

盾构法隧道施工引起的土体变形预测

 理论分析表明,不同土质条件下盾构法隧道施工引起的土体移动模型有区别。基于盾构法隧道统一土体移动模型,假定土体不排水,采用N. Loganathan等提出的研究方法,通过对Verriujt计算公式进行修正,推导得到盾构施工过程中由于土体损失引起的土体变形二维解,该方法适用于施工阶段。算例分析表明：所给出方法的计算结果与实测值较吻合,适用于从流塑～坚硬状态的所有黏性土。Loganathan公式只适用于流塑状态的黏性土,当土质较硬时,计算所得到的土体沉降要比实测值小;盾构施工引起的隧道上方土体沉降从地面向下呈非线性增大,在隧道顶部达到最大,离隧道越近,增长越快;隧道周围土体产生向隧道侧的水平位移,从地面向下逐渐增大,在略高于隧道轴线附近达到最大值,再逐渐减小直到0。离隧道越近,土体水平位移越大。     

某地区地铁盾构施工地表沉降规律分析

通过对武汉地区某一地铁线盾构掘进施工过程中监测数据统计,根据Peck理论,得到汉口地区盾构施工引起纵横断面地表沉降的特点:纵向上,盾构机切口前30m以内和后50m以内为影响区域,其中又以切口后50m为显著影响区,盾构对某断面上影响范围在沿盾构中心轴线10~18m;盾构掘进引起的地表沉降数据累计变化控制指标宜为-40mm,盾构机切口通过监测断面6~20m范围内单次平均变化速率控制值宜为-15mm/d。     

无水砂卵石地层土压盾构施工泡沫技术研究

使开挖土体处于良好的塑流状态,是保证土压平衡盾构顺利掘进的重要措施。无水砂卵石是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此条件下掘进,土体塑流性差,刀盘及螺旋输送机磨损严重,开挖面土压平衡不易保持,容易崩塌。以北京市凉水河南岸污水盾构隧道为背景,在加泥的基础上,针对砂卵石地层对泡沫技术进行了室内试验研究和现场应用,与单独加泥的效果进行了比较,并分析了泡沫的作用机理。使用泡沫后,不仅有利于保持开挖面土压平衡,而且机械负荷及刀盘磨损大大减轻,对于保证盾构顺畅地切削排土及匀速推进具有非常重要的意义。     

旋挖钻机在无水砂卵石地层围护桩施工中的应用

在砂卵石地层进行围护桩施工时有多种方法,使用旋挖钻机作为成孔设备是施工方法之一。北京地铁9号线科怡路站施工中,优选大功率旋挖钻机和耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗,护筒周围回填土时夯实牢固,以防护筒底孔壁坍塌,规避施工风险。     

地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析

以广州地铁二号线某区间隧道为背景，介绍了盾构法施工引起的地表沉降的分析方法，结合现场监测结果的对比分析，总结了地表沉降规律，对后续工程施工具有指导意义。