软土地层盾构机施工管片上浮原因及控制措施

北京市轨道交通17号线某盾构区间施工过程中发生管片上浮问题,最大上浮量达114mm.经分析原因是水文地质条件不利、同步注浆造成管片受力不均、施工参数设置不合理等,针对上述原因提出软土地质条件下控制盾构隧道管片上浮的技术措施,取得了较好效果.     

同步双液浆控制大直径隧道管片上浮效果分析

盾构施工中管片上浮控制是一项重要工程难题。以温州市域铁路S2线SG5标盾构区间岸上段为试验段,在盾构同步注浆中加入一定稀释的水玻璃以控制管片上浮效果的试验,研究盾构推进中同步注浆压注3种比例的水玻璃后,管片累计上浮量有变化趋势。通过试验,得出水玻璃对控制管片上浮的一些规律,为今后大直径隧道施工提供参考依据。     

某软土地层盾构隧道管片上浮事故分析

盾构隧道掘进过程中的管片上浮一直是一个棘手的问题。笔者以某软土地区盾构隧道工程中遇到的管片上浮事故为背景,寻找盾构机械参数、同步注浆、盾构姿态等方面的原因并进行分析研究,提出了相应的控制盾构隧道管片上浮的技术措施。实践证明,所采取的措施是可行、有效的,可为其他类似管片上浮事故提供借鉴与参考。     

盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施

盾构隧道掘进阶段管片的上浮问题一直是一个较难解决的技术问题。根据北京地铁大兴线黄-义区间盾构隧道工程中遇到的管片上浮问题,主要从盾构机械、壁后注浆、盾构姿态等方面查找原因并进行分析研究,提出了相应的控制盾构隧道管片上浮的技术措施。实践证明所制定的措施是可行、有效的,并为其他类似工程提供借鉴与参考。     

超大直径泥水盾构隧道抗浮原理及措施综述

管片上浮是大直径盾构隧道关键技术控制点,管片上浮的控制是确保隧道线形符合设计要求的关键。主要对隧道管片的受力、注浆浆液、盾构姿态、掘进速度等进行了管片上浮分析,并提出相关技术措施,为类似工程提供参考。     

超大直径泥水盾构管片上浮原因分析及对策

在工程实践中,超大直径盾构掘进面临诸多技术难点与挑战,尤其是刚脱离盾构的管片上浮问题成为超大直径盾构隧道施工技术发展的障碍之一。以深圳某超大直径隧道工程为例,针对管片上浮的原因（如：地质条件、设备因素、盾构注浆、姿态控制和受力情况等）进行分析探讨。为解决盾构管片上浮问题,首先,施工前要综合考虑隧道地质水文条件及周边环境,优化隧道轴线设计、盾构机合理选型及完善设备本身各项针对性措施;然后,提出控制盾构掘进速度与盾构姿态,并保证管片衬背环形建筑空间填充饱满度和同步注浆效果的总体原则;最后,结合现场掘进情况总结出“掘4注2”的二次注浆方式,同时,利用盾构机径向注浆孔向盾壳外注入衡盾泥、克泥效等填充物,及时形成阻水环等措施。为类似工程条件下超大直径盾构管片上浮有效控制提供一定的借鉴与参考价值。     

上软下硬地层中盾构隧道管片上浮机理与控制分析

为了研究盾构隧道管片在上软下硬地层中的上浮机理,通过对施工阶段单环管片的受力情况进行分析,得出了浆液产生的浮力是引起管片上浮的主要诱因的结论。同时,建立了上软下硬地层中盾构隧道管片上浮量计算模型,引入上浮力时变系数,推导出了管片上浮量预测公式,并结合青岛地铁1号线某盾构区间施工实践,验证了其理论解的准确性。最后,提出了有效的抗浮措施,可为盾构隧道内管片上浮的控制提供参考。     

多变复合地层盾构隧道施工期管片上浮实测数据分析与量值预测

针对南宁地铁一多变复合地层盾构区间施工期管片上浮问题,对该区间施工期管片上浮实测数据按地层进行分区统计分析,分别得到粉砂–圆砾段、砂层段、泥岩–粉砂质泥岩段及粉质黏土段等典型地层区段上浮量值数学分布特征,而后研究了同步注浆压力、浆液配比及实际出渣量等施工因素对管片上浮的影响规律,并揭示各典型地层段隧道上浮的主要原因;进而在明确了隧道上浮主要影响因素的基础上,利用纵向等效连续梁模型对各典型地层区段管片上浮量值进行预测分析。研究表明:各典型地层区段上浮量值近似服从正态分布,均值主要为30~60 mm,地层特性及隧道埋深对隧道上浮有重要影响,隧道穿越砂层段上浮量值较小,穿越圆砾、泥岩及粉质泥岩等地层较大;同步注浆浆液配比及注浆压力是影响隧道上浮的主要施工因素,另超挖使砂砾石地层受扰失稳也将导致较大上浮,泥岩层中更是因超挖扰动隧道上覆砂砾层,进一步加剧了浆液压力、泥岩膨胀力及"背土"效应对隧道的上挤力等因素对隧道的起浮作用;等效梁模型的上浮量计算结果与现场实测数据具有较好一致性,可利用其与既有现场反馈的实测数据结合预测上浮及检验施工参数的合理性,从而指导盾构施工。     

盾构隧道管片上浮机理与控制分析

盾尾后方管片上浮是盾构法隧道施工过程中普遍存在的问题。本文针对南京地铁三号线TA-14标胜-天区间的盾构隧道施工过程中出现的管片上浮现象,分析了盾构隧道掘进过程中管片上浮的机理。从实测数据及受力分析入手,提出了管片上浮的两个阶段,其中第一阶段为管片上浮的主要时间段,在短时间内就完成了管片上浮总量的70%,为重点研究阶段。研究探讨了管片上浮量的决定性因素,认为改善水泥砂浆的初凝时间以及早期抗剪强度是有效控制管片上浮的重要措施之一。提出了施工过程中盾尾后方管片上浮的对策和针对性措施,可为今后类似盾构隧道施工提供参考。     

盾构隧道管片施工期上浮影响因素的现场试验研究

针对盾构掘进施工时常面临的管片局部或整体性上浮问题，依托宁波地区2例施工期发生较大上浮的地铁盾构隧道工程实例，选择地层特性、埋深等外部条件相似的区段建立掘进速度、总推力反力的竖向分力、同步注浆压力等盾构施工参数以及同步注浆浆液配比的现场试验段，并结合试验段管片上浮的现场监测数据分析上述不同单一因素对施工期管片上浮的影响规律。研究结果表明：管片下半侧注浆压力高于上半侧注浆压力时，管片上浮量增大，当压力差达0.3 MPa时，管片上浮量增加约20 mm；总推力反力变化不大的基础上，其竖直向上的分力增大时，管片上浮量相应增大，当分力增加260 kN，管片上浮量增加约15 mm；在同步注浆胶凝材料总量不变、且非胶凝材料掺量不变的基础上，随着粉灰比、水灰比的减小，浆液抗压强度、黏聚力提高，初凝时间缩短，管片上浮量减小，当每3 m3浆液中水泥的相对掺量增加100 kg，管片上浮能减小19.8 mm；掘进速度单因素对施工期管片上浮无明显影响。     

盾构隧道管片上浮机理分析及控制研究

管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题。本文针对北京地铁亦庄线盾构隧道施工过程中出现的管片上浮问题,提出了施工、设计过程中控制管片上浮的对策和措施,为盾构隧道的施工和设计提供了参考。     

盾构隧道通缝拼装管片上浮的监测研究

盾构隧道管片上浮引起的拼装困难和防水隐患等问题对施工和运营的影响日益凸显,并直接影响到工程质量.文章对盾构推进过程中管片上浮进行了现场监测及其结果分析,进而得到上浮发生和发展规律,进一步从盾构工法特性、衬背注浆、盾构姿态及线路走向等影响因素着手,对盾构掘进过程中管片产生上浮的现象、原因进行了分析研究,并提出了控制措施.     

济南地区盾构隧道运营期间管片上浮控制技术研究

盾构管片上浮对成型管片质量控制影响巨大,上浮急剧地段会造成管片严重错台、破损、渗漏水等质量问题,影响隧道运营期间正常使用和安全。结合济南地铁3号线某区间盾构隧道运营期间管片上浮应急处置工程实例,经分析研究管片上浮形成原因,形成一系列控制管片上浮施工技术。经过现场施工操作,表明该控制技术对管片上浮控制效果明显,可为类似地质条件下工程应急处理施工提供参考。     

大断面盾构隧道施工抗浮计算研究

基于大断面盾构隧道施工中经常碰到的上浮问题,首先讨论了盾构隧道施工中管片上浮的原因:水、注浆所用浆液、泥水盾构所用泥浆等所产生的浮力,以及建筑间隙的存在、施工过程对上覆土的扰动等,都可能是盾构管片上浮的原因.进而对盾构隧道抗浮问题进行了计算分析,在上覆土荷载及管片自重荷载之和小于管片所受浮力的情况下,重点考虑了邻接管片对上浮管片的约束作用(管片环间的摩阻力以及管片纵向连接螺栓自身的抗剪切能力),以及剩余力对上覆土产生的压缩效应.分析结果表明:隧道上浮问题的产生与否不仅与管片自重、上覆土荷载以及受到的浮力大小有关,也与管片本身特性有关;隧道抗浮控制既可以从改善上覆土性能,增加上覆土厚度入手,也可以从改善管片自身受力性能入手,诸如增加纵向螺栓数量、加大螺栓直径、加大螺栓紧固力、设置剪力键等.     

软弱富水地层大直径泥水盾构管片上浮与错台分析

隧道下穿江河是盾构地铁隧道建设中的技术难点之一,因设计或施工不当引起的变形甚至坍塌,将会导致巨大的经济损失和不良的社会影响。文中以杭州地铁8号线文桥区间风井至桥头堡站区间工程为背景,结合隧道一次性下穿越钱塘江的工程特点,采用有限元软件PLAXIS 3D对该标段的开挖进行数值模拟,研究泥水盾构下穿钱塘江施工其隧道管片的变形机理。通过对开挖过程中不同水头高度变化下的管片上浮情况进行对比分析,得出水头变化-隧道管片上浮的关系。利用建立的有限元模型对泥水盾构穿越不同土层进行计算分析,对比各种工况下管片的上浮情况,得出泥水盾构穿越不同土层时管片的上浮规律。利用建立的有限元模型对泥水盾构中盾尾注浆参数调整进行计算分析,得出注浆参数对于管片上浮情况的影响规律,并进一步探究注浆参数调整对于盾构穿越不同土层时管片上浮的影响情况。     

淤泥质地层中凹凸榫管片的上浮与破损安全控制对策研究

盾构管片作为盾构施工中的重要结构物,其上浮与破损一直是困扰盾构隧道施工质量的技术问题,文章以杭州地铁七号线某标段为工程依托,针对盾构施工过程中出现的盾尾凹凸榫管片上浮与破损原因进行针对性分析,并通过同步注浆、二次注浆、螺栓复紧、盾尾设置配重等手段有效解决淤泥质土中凹凸榫管片上浮与破损现象,保证了后续施工的安全进行,为类似工程提供参考。     

盾构穿越破碎岩层控制管片上浮措施探讨

结合佛山地铁三号线3201标东湾区间盾构施工实践,针对盾构穿越破碎岩层管片上浮问题,探讨通过改良砂浆配合比、管片孔同步注双液浆、施作止水环、隧道二次补浆等控制措施抑制管片上浮。实践证明这些措施是切实可行的、有效的,为其他类似工程提供借鉴与参考。     

基于牛顿运动学的盾构隧道管片上浮机理与控制

盾构隧道施工中,管片局部或整体上浮现象时有发生。为研究盾构隧道管片上浮机理,避免出现管片上浮、错台现象,在分析上浮位移特征的基础上,提出管片上浮运动模型,认为上浮过程主要分为2个阶段,第1阶段为匀加速上浮阶段,第2阶段为匀减速上浮阶段;对脱出盾尾后的隧道管片进行了详细的力学研究并提出相应的计算公式,考虑了上浮过程中浆液的动态上浮力、黏滞阻力、环间摩阻力以及螺栓剪力等,基于牛顿运动学推导出管片上浮量的理论解析解。结合北京地铁新机场线08标段盾构隧道工程,验证了上浮量理论解析解的准确性,通过分析影响管片上浮的主要因素,提出了相应的抗浮措施。     

管片衬砌环上浮问题控制研究

考虑管片结构质量的重要性,对管片衬砌环上浮问题进行了原因总结和机理分析。以衡阳市合江套隧道工程实例为依托,通过现场监控量测,发现引起管片衬砌环上浮的主要因素为建筑空隙、地层环境、盾构姿态、壁后注浆。通过对管片衬砌环上浮机理分析,推导出了上浮量求值公式,进而求得其上浮速度及上浮速率值。在掌握引发管片衬砌环上浮因素和上浮机理的前提下,提出了相应的施工控制对策,以期为今后类似盾构隧道工程施工提供经验借鉴。     

海底盾构隧道管片上浮分析及控制研究

为研究海底盾构隧道中管片的上浮机理及控制方法,以厦门地铁2号线海底盾构段为依托,采用数值模拟方法,首先分析注浆压力、初凝时间等对管片上浮量的影响,并提出相应的上浮控制措施;然后,建立三维管片模型,对注浆压力作用下,上浮量和管片错动及螺栓的内力进行分析计算;最后,结合现场实测数据予以分析。结果表明:注浆压力越大,管片底部上浮量越大;软土与硬土条件下相比,管片上浮量下降43.8%;沿管片周边不同部位设置不同的注浆压力,提高浆液早期刚度,能显著降低管片上浮量,注浆材料的刚度比E1/E28从0.6提高到0.8时,管片上浮量降低37.99%,最大弯矩降低43.27%;结合实测土压力与计算值表明,基于黏弹塑性流变模型(shotcrete混凝土本构)的海底盾构隧道模拟方法,能较合理地预测管片外土压力主要区段的量值和衰减规律。研究成果可为管片结构设计提供更加合理的依据。