盾构隧道管片堵漏施工技术

随着我国经济的快速发展,城市化的快速推进,地铁具有快速、载客量大、经济性好等优点,可有效缓解交通问题。武汉市轨道交通11号线东段工程土建1标光谷四路站~光谷五路站区间采用盾构法施工,在盾构隧道施工过程中,诸多因素使隧道管片出现渗漏水。本文总结出了施工中盾构隧道管片堵漏施工技术。     

基于网络层次分析法的地铁车站渗漏水风险灰色模糊综合评价

近年来,随着城市轨道交通快速发展,地铁渗漏水问题频发,为充分探究地铁车站渗漏水原因,改善车站渗漏水情况,建立科学有效的防水系统,在风险辨识的基础上结合网络层次分析法与灰色模糊综合评价法构建地铁车站渗漏水风险评估模型,以郑州某地铁车站项目为例分析了地铁车站渗漏水原因总结了城市地铁车站渗漏水特点,构建了地铁车站渗漏水风险指标体系,对地铁车站渗漏水风险进行了综合评价。结果表明该模型能准确地评价城市地铁防水施工工程项目,为城市地下交通工程项目防水施工风险综合评价提供一种定性与定量结合的新思路、新方法。     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

南宁复合地层地铁盾构选型与应用研究

盾构选型的合理性是盾构隧道能否顺利施工的前提,特别是在复杂地质条件下合理的盾构选型显得尤为重要。本研究依托南宁机场引入线吴圩机场站－盾构始发井区间工程,采用ＬＥＣ方法开展了区间复合地层盾构施工风险分析,并针对存在的风险特点进行了地铁盾构选型与现场应用研究。研究结果表明:南宁复合地层地铁施工风险较高,特别是岩溶地层、黏土－灰岩软硬不均地层风险达到了Ⅳ级;针对本工程盾构掘进施工可能遇到的风险,从盾构机刀盘与刀具配置、推进与驱动配置等关键部分进行优化设计。现场应用表明,盾构在此区段内地质适应性较强、掘进工效高,地表沉降及管片沉降均在安全可控范围内。研究成果可为南宁类似工程施工提供借鉴。     

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。     

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。     

双线盾构隧道地表沉降及管片圆周应力分析——以昆明地铁迎滇区段为例

为了解软弱地层双线隧道盾构施工过程中地表沉降及管片圆周应力的变化规律,以昆明地铁迎滇区间段为研究对象,采用数值模拟方法建立双线隧道盾构施工三维有限元模型,并对盾构施工过程进行模拟分析。结果表明:隧道盾构施工过程中不同介质交界处是诱发工程灾害的关键位置,施工过程中应加强监测;监测断面距开挖面越远,地表沉降量越小。隧道右线开挖至12环时,左线12环管片圆周的大、小主应力值最大,最大值分别为2.5 MPa和2.4 MPa,且左线管片的大主应力与小主应力均随管片环数的增加呈逐步减小趋势;右线施工过程中,左线和右线管片圆周大主应力的最值随盾构环数的增加基本呈逐步减小趋势。     

南昌地铁2号线土压平衡盾构小半径曲线的掘进技术

为有效解决在小半径曲线区间隧道施工中出现的盾构姿态偏离超限、管片错台、破损、渗水等问题,从实验的角度出发,研究分析了如何通过调整施工参数、掘进方法等措施进行盾构机纠偏。根据研究发现,小半径掘进时推进速度对偏差影响较大;盾构机中心线和管片几何中心线之间的夹角是管片产生错台、破损开裂的主要原因;管片的受力不均是小半径曲线段管片渗漏水的主要原因。通过改变盾构机的推力等措施,解决了上述问题,达到了预期的目的,可以为类似工况下的盾构施工提供借鉴和参考。     

黄土地层盾构隧道长距离下穿湖泊安全性研究

为评价盾构隧道下穿湖泊的施工安全性，依托西安地铁 8号线曲江池西路—曲江池寒窑区间工程，采用多物理场耦合软件建立黄土地层盾构隧道下穿曲江池的隧道开挖模型，并选取四种典型工况从盾构开挖面稳定性、盾构施工地表沉降以及盾构管片结构安全性三个方面进行分析。研究结果表明:随着盾构隧道开挖，围岩塑性区范围逐渐增大呈现“水平椭圆”状，且四种典型工况下未出现贯通盾构开挖面与地表以及贯通左线与右线围岩的塑性区，即盾构施工过程中开挖面相对稳定；四种典型开挖工况下的施工地表沉降量最大值为 20．42ｍｍ，出现于隧道线正上方地表，满足规范要求；管片结构的最大主应力与最大剪应力数值较小，均出现于隧道前半段的拱腰处，盾构管片受力相对安全。研究成果对于保证盾构下穿湖泊安全施工具有重要工程意义，也可为类似工程的建设和运营提供借鉴和参考。     

"先隧后井"法施工对地表沉降及盾构管片受力的影响研究

以西安地铁９号线香—纺区间先盾构隧道后矿山法横通道风井施工为例，该工程首次采用“先隧后井”法施工。“先隧后井”法施工风险较大，有必要针对该工法提出合理的工程措施和建议，为设计施工提供指导和参考。为此，通过数值分析方法，建立三维有限元模型，研究“先隧后井”法施工引起的地表沉降和既有盾构管片的力学响应。     

基于梯形模糊数和C-OWA算子的地铁盾构施工风险评估方法

城市地铁盾构隧道施工过程十分复杂,涉及诸多潜在风险,施工控制不当将严重威胁公共安全。为有效管控地铁盾构隧道施工风险,提出了一种基于梯形模糊数和C-OWA算子赋权法的风险评估方法,将专家评价信息用梯形模糊数表示,运用模糊数运算规则计算各潜在风险因素的风险水平,运用C-OWA算子赋权法计算所得各风险指标权重,从评价体系底层因素向上逐层运算,确定各级风险指标的风险水平,依据风险矩阵进行风险等级划分。以深圳地铁12号线某盾构隧道区间为例,应用所提出的方法对风险进行评估,获取了需实施风险防范措施的潜在风险因素。实例计算表明,该方法合理可靠,处理定义模糊和涉及主观性的复杂问题相对于传统风险评估手段更具优势。     

软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究

基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟,分别采用单因素分析法和多因素分析法,针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素,分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明：(1)基坑开挖影响下,既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大,隧道管片竖向位移方向表现为沉降,水平位移方向表现为向基坑方向产生位移,管片呈“横鸭蛋”状变形。(2)单因素和多因素分析方法结果表明,基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素,而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。     

地铁盾构隧道管片破损修复技术研究

某地铁区间隧道挖掘贯通后,受后续施工的影响,产生了较大变形与位移,并导致管片错台、破损与局部开裂。为避免隧道的进一步损坏以及确保盾构隧道的运营安全,需对隧道管片进行修复处理。在分析该区域地质条件的基础上,经多方案比较,决定采用钢板内衬加固的方式对破损管片进行修复。对钢板内衬加固所涉及的净空复核、管片受力复核、裂缝处理及环片加固等技术问题展开了详细论述。工程实践表明,钢板内衬加固的方式效果良好,可供类似工程修复问题借鉴。     

盾构下穿复杂区间隧道数值模拟及施工关键技术研究

在城市地铁网的建设过程中,经常出现盾构隧道下穿建筑物、小半径曲线及浅覆土等工程施工重难点。为确保盾构机在推进过程中的不间断运行和沿线风险源的安全,结合天津地铁1号线双林站—李楼站盾构区间的施工实践,针对风险源的特点,提出了盾构始发与接收端头加固方案、区间隧道盾构掘进施工方案等详细措施,并运用MIDAS/GTS有限元软件建立了盾构区间—土体—既有上地站的协同作用整体模型,模拟了盾构区间施工过程,得出协同作用整体模型下既有上地站站房及其独立基础应力及位移变化规律,保证盾构隧道下穿过程中各项风险源的安全。研究成果可为今后类似工程提供借鉴和参考。     

无锡地铁盾构始发风险分析

通过全面深入地分析盾构始发端施工风险影响因素,得到盾构始发风险源,并结合模糊数学与风险分析理论建立盾构始发风险分析模糊综合评判模型与评判准则。然后采用模糊层次分析法确定风险影响因素的权重,建立盾构始发端施工风险分析的非线性模糊评判方法,通过此方法建立了无锡地铁一号线盾构始发风险综合评判指标体系,并且运用非线性模糊综合评判法进行了风险评价。最后运用线性模糊综合评判法进行对比评价,证明了非线性模糊综合评判法的合理性与可行性。更多还原     

小半径曲线盾构隧道研究的几个问题与初探

以三版(92/03/13)地铁设计规范中线路平面最小曲线半径的取值标准为切入,指出曲线最小半径的取值和地铁线路的分类有关,认为其他行业对盾构隧道的最小半径取值标准规定未基于实际使用服役环境工况,预测未来城市复杂环境下地下管廊基础设施的规划、设计和建设不可避免面临更多的小半径曲线盾构隧道。结合工程实测数据,对小半径盾构隧道管片行为进行了分析,发现小半径曲线段盾构施工总推力与直线段存在明显差异,认为合理控制小半径曲线段施工管片所承受的不平衡推力、保证管片与围岩体之间开挖空隙的有效注浆填充及提高注浆体初凝强度应成为预防管片病害的关键性技术。对小半径曲线盾构隧道土压力问题进行了浅析,认为水平向土拱问题和经典太沙基所提出的竖向土拱问题共同构成小半径曲线隧道的两类土拱问题;同时,小半径曲线盾构隧道中主应力轴旋转所产生的强度问题值得注意。     

预制式设备安装系统在输水盾构隧洞的研究应用

盾构法输水隧洞在水利工程中应用广泛,但大部分工程后期设备安装需在盾构管片上打孔,为避免盾构隧道因打孔植筋带来的盾构管片结构的安全性破坏,在管片内预埋不锈钢套筒,后期结合外挂槽道构成了盾构隧道设备的新型安装系统。这种预制安装技术将后期设备安装工序前置,提高盾构隧洞设备安装质量和施工效率,降低盾构隧洞施工风险和成本。     

太原地铁盾构管片旋转成因及预防举措

地铁盾构施工时,个别小半径区段产生盾构管片扭转从而导致接缝渗水的现象较多,对台车和电机车轨道的平整性产生不良影响,严重时危及人身及设备安全。结合太原地铁盾构区间施工,从设备本身、施工工序、操作人员技术水平等因素导致盾构管片扭转原因进行分析,并有针对性地提出预防和处理举措,以供类似工程参考和借鉴。     

岩溶对地铁隧道围岩稳定性影响的数值模拟

以深圳某区间地铁建设为例,运用岩土隧道分析有限元软件MIDAS/GTS对其围岩稳定性进行了三维数值模拟研究。探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸及溶洞与隧道间的净距等因素,对地铁盾构施工过程中围岩稳定性的影响。结果表明,上述因素对隧道周边围岩的安全系数、变形、土层塑性区分布、土层中主应力的分布及衬砌管片的弯矩分布等均有较大影响。研究成果已应用于实际工程的建设中,对其他岩溶地区地铁施工有参考价值。     

地铁盾构区间下穿机场跑道的影响控制

为适应城市的发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求,城市地铁甚至需要下穿机场飞行区。通过对某市区间盾构下穿机场跑道进行研究,建立MIDAS三维计算模型,分析并进行计算盾构施工后引起的地面沉降,从而确保区间盾构施工期机场跑道的安全运行。在中风化石灰岩等较好岩层中,且隧道埋深较深(大于等于18 m)时,区间盾构施工对地表沉降影响较小。