软土地层盾构隧道浅埋施工对地层应力场的扰动影响

盾构隧道施工必将引起周围地层的应力场扰动。利用数值方法建立了盾构隧道动态开挖模型,依托厦门地铁区间隧道浅埋施工工程,分析了盾构开挖过程对软土地层应力场的扰动规律,并进一步研究了隧道埋深对扰动效果的影响。结果表明,盾构隧道开挖对隧道侧面水平土压力和上方竖向土压力影响显著,尤其是盾尾注浆的挤压作用使土压力大幅增加,而后伴随注浆压力消散逐渐降低至稳定状态;增大隧道埋深对侧面水平土压力变化规律影响不大,但上方竖向土压力变化量显著减小,即深埋情况下地层抵抗扰动影响的能力有所提高;距离开挖空间越近,地层应力场受盾构施工扰动影响越明显,主要影响范围集中在隧道周围1.0D区域,浅埋开挖时引起地层土压力变化率较大,因此应加强浅埋施工近距地层的稳定性。     

软土地层地铁盾构隧道施工引起衬砌结构变形规律研究

以无锡地铁3号线一期工程04标盛岸站至吴桥站区间盾构隧道为背景,基于海瑞克S-729土压平衡式盾构机掘进数据建立模型模拟盾构隧道开挖、同步注浆、管片拼装的流程。分析在软土地层中隧道衬砌结构的应力分布规律及拱顶、拱底与两侧拱腰在x, y, z方向的位移变化趋势,绘制在开挖过程中管片的变形分布曲线,结果表明盾构在软土地区掘进时,管片在拱顶、拱底与两侧拱腰处出现较大应力,同时拱顶与拱底处均在隧道竖直方向出现较大位移,而拱腰在隧道纵向位移达到最大值,须及时监控管片变形。     

城市轨道交通软土地层盾构隧道沉降问题探讨

以某市轨道交通二号线为例,采用有限元数值模拟方法并分盾构推进阶段和衬砌拼装完成阶段进行了软土地层盾构隧道沉降问题的探讨.分析结果表明,软土地层中盾构隧道沉降与隧道结构施工及运营安全息息相关,且施工扰动是导致软土地层盾构隧道施工沉降的主要方面,在盾尾注浆施工阶段应使盾尾注浆浆液体积大于盾尾空隙体积,在盾尾脱开阶段应加强同步注浆控制,并在掌握该工程盾构隧道沉降基本规律的基础上加强控制,以保证施工质量.     

城市轨道交通软土地层盾构隧道沉降问题探讨

以某市轨道交通二号线为例,采用有限元数值模拟方法并分盾构推进阶段和衬砌拼装完成阶段进行了软土地层盾构隧道沉降问题的探讨.分析结果表明,软土地层中盾构隧道沉降与隧道结构施工及运营安全息息相关,且施工扰动是导致软土地层盾构隧道施工沉降的主要方面,在盾尾注浆施工阶段应使盾尾注浆浆液体积大于盾尾空隙体积,在盾尾脱开阶段应加强同步注浆控制,并在掌握该工程盾构隧道沉降基本规律的基础上加强控制,以保证施工质量.     

软土地层盾构隧道渗漏水量与沉降关系的模拟分析

上海地区的隧道多处于饱和含水的软土地层,施工方法以盾构法为主。隧道的渗漏水往往是引发隧道沉降的主要原因,本文主要从盾构隧道的特点分析了渗漏水的原因,并通过有限元模拟计算,对比分析了渗漏水量对沉降的影响,同时研究了隧道长期沉降的变化规律,为上海地区盾构隧道的施工和防水提供了一定的参考。     

加固厚度对软土地层大直径盾构隧道抗浮的影响

为研究软土地层隧道工程中软土地基的加固厚度对隧道上浮量的影响,以珠海市横琴杧洲隧道为依托,采用小应变硬化模型(HSS模型)作为软土本构模型,在PLAXIS 3D软件中建立了软土地层大直径盾构隧道的有限元模型,计算并对比了不同环形加固厚度下的隧道上浮量、河底土体位移和隧道周围土体的受扰动范围。结果表明:未对软土进行加固时,数值模拟得到的土体位移与二维理论推导的结果吻合较好; 软基地层预加固处理能使加固土体与隧道整体抗浮,有效抑制隧道局部的上浮变形; 软土加固厚度为0.10D(D为隧道外径)时,河底上浮量和隧道上浮量分别比未加固时减小了32.8%和36.4%,隧道上浮量和地层受扰动区域随加固厚度增加逐渐减小; 该工程中隧道环形加固厚度大于0.20D时,计算得到的管片上浮量控制在30 mm以内,河底最大上浮量控制在20 mm以内; 根据管片接头错台量和隧道上浮量的关系得到可控制管片接头偏差在5 mm以内,满足规范中管片拼装和验收时接头允许偏差量的要求。     

软土地层既有盾构法隧道防渗漏保护技术

介绍了一种软土地层既有盾构法隧道防渗漏保护方法,具体是通过在隧道理论最大渗水量的位置、隧道结构纵向反弯点的位置和隧道衬砌接缝处布设检测点,当渗水量超过预警值时进行堵漏措施,结合具体工程可以验证,这种施工方法切实可行、成本低廉且安全环保。     

软土地层中的圆形隧道载荷模式研究

对圆形隧道作用荷载的影响因素，如隧道埋深、施工工艺以及计算方法等作了系统分析。通过对作用在上海软土地层中的3条隧道上的土压力实测值的分析表明，作用在隧道上的土压力值及其分布规律不仅由于隧道的施工方法（挤压盾构或者EPB盾构）有较大差异，而且在隧道的施工阶段和正常使用阶段也不同。在隧道施工阶段，挤压盾构法隧道衬砌呈现“竖鸭蛋”变形，而EPB盾构隧道衬砌则呈现“横鸭蛋”变形。根据经典的主动土压力理论和静止土压力理论计算出的隧道侧压力小于现场的实测值，且二者的偏差较大。根据本文提出的圆形隧道土压力的余弦变化规律理论对3条隧道的荷载进行计算，计算结果与实测值吻合得很好。     

基坑施工对盾构隧道变形影响的实测研究

利用广州地铁一号线黄沙-长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施工对区间隧道的变形影响,解析了诱发道床开裂和水沟翻浆冒泥病害的原因.研究结果表明:(1)上行线隧道己朝西北角基坑发生侧向移动,隧道处于不利的扭转受力状态,下行线隧道水平方向变形则呈现明显的腰鼓形态;(2)上、下行线隧道沉降主要集中在离车站北端0～70 m区段,沉降曲线均呈现明显的勺子形状,且下行线隧道沉降量明显大于上行线;(3)道床最大沉降量在地铁正常运营控制范围内,但道床与隧道底部间存在一定程度的脱空,导致道床开裂和水沟翻浆冒泥;(4)隧道纵向沉降最小曲率半径为19 500 m,按等效轴向刚度模型计算,其对应的管片环环缝最大接头张开增量为0.33 mm.     

软土盾构隧道施工期风险损失分析

目前,国内各大城市均十分重视以地铁为代表的地下工程建设,但与之而来的是在建设过程中频频发生的工程事故,因此,风险分析作为国际上通行的分析工具,已经越来越得到各界的关注。但我国在工程项目的风险分析研究方面还处于起步阶段,无论是基础资料的积累,还是风险分析理论的研究都还有很多不足,尤其是风险损失方面的研究较少。作者通过在上海地区进行的风险调研,试图通过统计数据对软土地铁盾构隧道施工期所产生的事故损失进行统计分析,为进一步的风险分析提供依据。     

软土盾构隧道纵向设计综述

通过对软土盾构隧道结构设计理论的现状和已建软土盾构隧道结构存在问题的分析,指出克服软土盾构隧道结构发生过量纵向沉降或不均匀沉降而引起隧道渗水、漏泥、结构局部破坏等影响隧道正常使用及其耐久性问题的关键是展开纵向设计理论研究。在纵向设计理论指导下,通过软土盾构隧道衬砌管片拼装形式、管片材料等方面的创新改造,使软土盾构隧道的设计方法更加科学合理。     

软土地区盾构掘进对已建隧道影响的研究现状

软土地区盾构近距离穿越已建隧道的工程近年来不断增加,尤其是运营中的地铁隧道其结构安全保护要求很高。在地铁不停运过程中,相邻穿越施工中稍有不慎都可能引发巨大的安全事故。穿越施工对地层及相邻隧道结构扰动的因素众多,机理复杂。本文归纳了国内目前类似施工的控制指标,对该类工程的研究现状、变形机理及影响因素进行了探讨。     

软土地铁盾构隧道环缝张开可靠度分析

软土地铁盾构隧道运营后,受各种内外部因素影响,隧道产生较大的不均匀沉降,进而产生不同程度的环缝张开,严重影响运营安全。在综合考虑隧道衬砌几何尺寸、纵向曲率半径及沿隧道纵向抗压抗拉刚度比基础上,同时考虑认识不确定性及随机不确定性,通过区间Monte Carlo抽样模拟计算环缝张开的失效概率区间。讨论了环缝失效概率随不同纵向曲率半径及衬砌环沿隧道纵向不同抗压抗拉刚度比的变化情况,定量化的得到两者在一定失效概率区间下的控制范围。为地铁运营养护决策的制定、优化结构和防水设计提供依据。     

软土地层盾构隧道施工期监测分析

通过对施工期现场的跟踪监测以及数据分析,对沿海软土地层下大直径泥水平衡盾构施工过程中开挖面距离及不同施工步序对地下水位、地表沉降、隧道整体变形等的影响进行研究,对部分监测数据进行分析及对比,得出相互之间的关系及沉降变化特征。其中地表沉降研究主要针对开挖面距离对地表沉降的影响以及实际沉降槽形状与理论结果的分析对比;隧道整体变形研究主要包括成环隧道沉降与开挖面距离的关系以及洞周收敛的变化规律。从分析结果可见:此工程泥水平衡盾构隧道在施工过程中的地表沉降以及隧道整体变形基本符合过往研究结果,其存在的差异性本文也从理论及现场实际情况两方面予以分析。以期对未来类似工程提供参考意见。     

地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术

随着城市基础设施的持续建设,地铁轨道交通呈现快速发展的趋势,但受原先城市规划的制约,新的地铁隧道在施工中将不可避免地会部分穿越既有建(构)筑物的基础。本文以深圳地铁五号线盾构区间某立交桥为例,对桩基托换设计、施工工艺及其关键工作等做了详细论述,为在复杂施工环境和地质条件下进行既有桥梁桩基托换和承载力转换积累了宝贵的经验。     

地下水对软土盾构隧道施工的影响规律分析

潜水和承压水是地铁软土区间盾构隧道施工过程中的主要危险源,为研究潜水水位变化和承压水水压变化对区间隧道施工的影响,采用FLAC3D软件,选用修正剑桥模型,对不同潜水水位和承压水头作用下盾构隧道的地表沉降、衬砌内力等进行分析。研究结果表明,当隧道洞身全部位于地下水中时:(1)潜水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约50%;盾构隧道最大地表沉降与潜水水位呈线性关系;(2)承压水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约10%,盾构隧道最大地表沉降与承压水头不成线性关系,随着承压水头的增大,地表最大沉降的增长速率越来越大;(3)潜水水位从-6.8 m变化到-2.8 m及承压水头从8 m变化到12 m的过程中,隧道衬砌管片弯矩和轴力随着潜水水位的升高或承压水头的增大而逐渐减小。     

地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术

随着城市基础设施的持续建设,地铁轨道交通呈现快速发展的趋势,但受原先城市规划的制约,新的地铁隧道在施工中将不可避免地会部分穿越既有建（构）筑物的基础。结合上海轨道交通某线路区间隧道穿越公路桥梁桩基的案例,详细介绍了桩基托换的设计要求、施工方案和主要的施工工艺流程,其方法和设计思想可为将来类似工程的设计和施工提供一定的借鉴和指导作用。     

软土地层中双圆盾构法隧道的抗震分析

目前对于上海双圆盾构法隧道的抗震问题 ,尚没有成熟的方法可供利用。本文结合上海地区典型软土室内动力试验研究成果 ,采用考虑土 -结构相互作用的软土地层中地下建筑物抗震稳定分析方法 ,研究了隧道 -土体体系二维地震反应 ,并应用梁单元有限元模型研究了隧道的纵向地震反应。计算结果包括 :地震引起的隧道周围软土孔隙水应力比、震陷、动剪应力比 ,以及隧道结构的动剪应力、轴力、剪力、弯矩等。最终从地震影响角度对该隧道的优劣作了初步评价 ,为工程决策提供了重要参考依据 ,所得结论可为软土隧道抗震设计提供参考依据。