上海盾构隧道壁后土体介电常数测试实验

利用探地雷达方法探测盾构隧道壁后注浆注浆分布效果时,盾构管片壁后介质中的电磁波速的确定,是保证探测精度和图形识别的关键技术之一。运用网络分析仪同轴探头法对上海盾构隧道所穿越地层(第三层～第七层)的原状土样进行了介电常数测试实验和含水率实验,得到了这些土样含水率和其在测试频率为0.02～2.0GHz范围内的介电常数,通过计算得到了电磁波在这些土体中的传播速度,分析了其与含水率之间的关系以及随地层深度的变化趋势,为今后探地雷达用于上海地区盾构隧道壁后注浆效果的探测提供了重要的依据。     

顶管管节壁后触变泥浆探地雷达探测研究

采用探地雷达对顶管顶进中管节壁后触变泥浆进行探测,通过对雷达探测图像的数据处理及解译测得触变泥浆的相对介电常数,获得管节壁后触变泥浆套的分布状况。结果表明:管节壁后泥浆套厚度并非均匀一致,但沿顶进方向能够形成致密的泥浆套且其厚度为理论建筑空隙厚度的8~17倍,而实际施工中泥浆套厚度为建筑空隙的6~7倍时即能达到同样的减摩效果,本次雷达探测能够优化顶管施工质量;此外,通过与盾构隧道管片壁后注浆进行对比发现:电磁波在顶管触变泥浆中的传播速度明显小于其在盾构隧道浆液的传播速度,浆液的含水量及水化速度是影响电磁波在介质中传播速度的关键。     

介电常数对探地雷达检测隧道壁注浆效果研究

利用探地雷达方法探测软土盾构隧道盾尾壁后注浆分布效果时,电磁波波速的确定．是保证探测精度以及图形识别的关键技术之一。文章首次利用网络分析仪对影响探地雷达探测精度的壁后注浆材料的介电常数在不同频率下进行了测定,对试验结果进行了正演分析,并与介电常数恒定时的波形进行比较。结果表明针对不同的探地雷达探测频率,采用相应不同的介质介电常数来进行探地雷达探测图像的识别是十分必要的。     

盾构隧道壁后注浆的探地雷达探测模拟试验

针对现阶段软土盾构隧道壁后注浆过程中存在的问题及其可能引起后果的基础上,通过对隧道管片后的探地雷达探测目标的模拟试验研究,充分展示了隧道壁后充填“探测对象”时电磁波的传播规律。结合室内实体管片壁后注浆体和砂层的探地雷达无损探测模拟试验的研究成果,和基于FDTD法的GPR数据二维正演结果,对隧道壁后注浆体的分布形态进行了准确的识别。结果表明:隧道壁后注浆材料的龄期、分布形态以及组成材料配比对GPR探测的剖面图具有显著的影响。试验对探地雷达准确探测和解释盾构隧道盾尾壁后注浆效果具有十分重要的作用。     

富水砂质地层盾构同步注浆成分与渗流分析

文中利用试验手段,制作了6组不同配比的盾构同步注浆浆液,测定每组浆液7d和28d强度指标,利用相关性分析法研究组成浆液成分的各类材料与抗压强度、稠度之间的影响关系。基于多孔介质渗透理论,对隧道开挖过程中的同步注浆过程进行了数值模拟,分析了砂质地基条件下同步注浆的速度场和泥浆流线,为砂质地层盾构同步注浆压力、注浆量控制提供理论指导。     

粉细砂地层泥水盾构渣土回收利用及性能优化

以南京地铁10号线越江盾构隧道工程为依托,采用现场渣土作为同步注浆砂源,通过室内试验测量同步注浆浆液的强度、初凝时间、流动度、稠度、泌水率及渗透性等指标,研究粉细砂地层中泥水盾构渣土作为同步注浆浆液中砂源的可行性,并通过调整配比对浆液性能进行优化.结果表明:粉细砂地层中采用泥水盾构渣土所配置的浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,改变胶砂比、粉灰比,同步注浆浆液性能提高明显.     

隧道壁后注浆体的探地雷达探测模拟试验研究

针对现阶段软土盾构隧道壁后注浆施工过程中存在的问题,通过对隧道管片后的探地雷达探测目标体的模拟试验研究,充分展示了隧道壁后充填“探测对象”时电磁波的传播规律。结合室内实体管片壁后注浆体和砂层的探地雷达无损探测模拟试验的研究成果,和基于射线追踪原理的GPR数据二维正演结果,对隧道壁后注浆体的分布形态进行了准确的识别。结果表明：隧道壁后注浆材料的期龄,分布形态对GPR探测的剖面图具有显著的影响。试验对探地雷达准确探测和解释盾构隧道盾尾壁后注浆效果具有十分重要的作用。     

富水地层盾构隧道同步注浆惰性充填材料配比与试验研究

为解决富水地层盾构同步注浆普通单液浆存在的易冲散、留存率低、凝结时间长、输送离析堵管等问题,依托长春地铁2号线西延线盾构隧道工程,开展富水地层盾构隧道同步注浆惰性充填材料配比与试验研究。为兼顾同步注浆管片壁后的高充填与浆液在管道中的高流动要求,选择低水泥、高骨料的惰性浆液,并研发一种同步注浆专用充填剂,能够有效减小浆液泌水和离析并加快凝结速度,提高壁后充填强度。试验结果表明,浆液泌水率随充填剂掺量TIR的提高呈现先减小后增大的变化规律,1h后泌水率曲线全部位于泌水合理区IV区的浆液满足工程要求。TIR=1.2%为最优掺入比,TIR过大会增加泌水,同时浆液流动性、凝结速度及早期强度也会得到一定的减弱。通过BC1201E型三维数字视频显微系统对不同龄期的试块进行细观分析,结果表明充填剂可提高浆液的均匀性,减小表面细小孔隙,更有利于管片壁后充填。另外新配比浆液保证现场工程盾构顺利通过风险源地段,最大地表沉降最终控制在12mm以内。     

适应类矩形盾构同步注浆工艺的浆液材料研究

类矩形盾构的顶部和底部建筑空隙呈水平状,浆液注入的流淌性、充填率和均匀性都较圆形隧道不利。同时,在大断面工况下,同步注浆易引起地表变形,进而引起隧道变形。本文针对类矩形盾构同步注浆施工特点,对同步注浆材料的性能指标进行了分析与理论研究,并对浆液配比进行了设计与室内实验研究。     

盾构法隧道二次注浆施工工艺研究

通过地铁盾构法隧道二次注浆工程实践,从适用范围、技术要求、浆液配比、注浆压力控制、注浆量、注浆顺序和质量控制等方面详细介绍了深圳地铁二期工程盾构法施工二次注浆施工技术,对今后盾构施工进行二次注浆有很好的参考作用。     

Application of ground penetrating radar in grouting evaluation for shield tunnel construction

Uniformity and quality of the grout behind the lining segments have a great influence on the long-term settlement in shield tunnel construction in soft soil areas. In order to evaluate the effectiveness of the grouting treatment before the tunnel operation, a nondestructive testing method using ground penetrating radar (GPR) was proposed to detect the grout thickness behind the lining segments of metro lines in Shanghai, China. GPR has shown to be a viable approach due to the facts that: (1) the detecting objects (concrete segments, grout and soil) were in the depth of one meter or less; (2) dielectric parameters of all the materials can be obtained from the laboratory; (3) the contrasts in the dielectric properties among these three materials were large enough; (4) only the boundary between the grout and the soil needed to be found since the concrete segments had a known even thickness of 0.35 m. Three GPR frequencies 250 MHz, 500 MHz and 1 GHz were used in the field tests in Shanghai Metro line 9. The results showed that the 250 MHz GPR had a low resolution while the 1 GHz GPR had a shallow detecting depth. Frequency at 500 MHz showed the most promising results. These tests results demonstrated that nondestructive geophysics techniques such as GPR detection can be used to mitigate the risks of long-term ground settlement, a critical issue of shield tunnel construction in soft soil areas such as Shanghai.     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

非水反应型材料灌浆堵漏模型研究

灌浆是解决工程渗漏问题的重要技术手段,堵漏材料是灌浆技术的核心。水泥浆液、水泥膏浆、速凝膏浆、改性沥青、低热沥青等非水反应型浆液是最常用的堵漏材料。根据浆液流变性质、在宽大孔(裂)隙中的扩散方式和封堵机理以及灌浆工艺参数建立了非水反应型灌浆材料的堵漏模型,对不同浆液在不同开度、不同流速地层的堵漏效率和堵漏效果进行了计算分析,可以为非水反应型浆液在堵漏工程中的选择使用提供依据。     

基于探地雷达检测原理的隧道二衬拱顶带模注浆材料配制技术研究

结合探地雷达检测的原理,研究了影响探地雷达检测效果的关键注浆材料性能指标,并初步研究了注浆材料配合比参数、注浆材料用减水剂与膨胀剂的种类及掺量对注浆材料关键性能的影响。结果表明,注浆材料的介电常数及注浆材料的填充密实性是影响探地雷达检测结果的关键性能。水胶比是影响注浆材料介电常数的关键参数。注浆材料的填充密实性能受流动度和膨胀率双重指标的影响,减水剂与膨胀剂的种类及掺量影响注浆材料的流动度和膨胀率,进而影响注浆材料的填充密实性能。