大直径泥水平衡盾构穿越构筑物变形控制技术

盾构隧道在国内已发展多年,其中由大直径盾构穿越江、河、湖、海的盾构隧道以使用泥水平衡盾构机为主.随着地下空间的利用率日益提高,诸多地下工程建设不可避免要与已有的地面或临近建构筑物互相影响.依托某越江隧道新建工程盾构始发穿越建构筑物工况进行分析,施工过程中通过调整盾构施工参数以降低对建构筑物的影响.根据工程实施前的验算、...     

软土地层盾构隧道施工引起的地面隆陷研究

 基于Mindlin解,经数值积分求得盾构掘进时切口附加推力、盾壳对周围土体的摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面竖向位移,并以杭州庆春路过江隧道盾构施工引起的地面实测位移对其进行验证。分析结果表明,基于Mindlin解求得的切口附加推力、盾壳摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面位移,与地层损失沉降叠加,可用来预测盾构掘进引起的纵向地面隆陷;盾尾同步注浆所致横断面地面隆起符合高斯分布,考虑注浆所致地面隆起后的修正Peck公式,可预测盾构掘进所致地面隆起,并提高地面沉降参数反分析的精度。     

软土地层小直径长距离泥水平衡盾构泥水处理选择及应用

为明确软土地层中小直径泥水平衡盾构泥水处理工艺选择的关键指标,从小直径长距离泥水平衡盾构特点与软土地层的地质特性出发,对泥水处理工艺选择的相关指标进行了分析。结合实际工程中应用的效果,对泥水指标控制方法和配套管理技术进行了完善。该技术对小直径长距离泥水平衡盾构泥水处理技术具有很好的指导意义。     

大直径泥水盾构工地组装技术浅析

在盾构施工的工程中,盾构的组装是盾构施工的前提条件.大直径盾构(开挖直径8～12m)的组装因其分块数量多、重量大等问题的存在,与常规直径相比有很大不同,存在很多自己的特点.文章结合杭州博奥隧道盾构的组装情况对大直径泥水盾构的工地组装流程,组装过程中的关键技术等问题进行研究,希望对此类大直径盾构的工地组装具有指导意义.     

强透水地层大直径泥水盾构安全始发施工技术研究

文章以武汉地铁8号线越江隧道工程为例,针对工程地质条件复杂,始发施工技术难度高的特点,研究了一种强透水地层大直径泥水盾构安全始发施工技术方案,给出了始发施工流程,并提出了始发施工的质量控制措施。该方法解决了始发洞门加固体坍塌、渗漏、始发密封失效渗漏等诸多难题,保证了盾构始发的安全可靠。     

复合地层中超大直径泥水盾构掘进引起地表沉降的3D数值模拟分析

超大直径泥水盾构具有对复杂地质条件良好的适应性而作为穿越各类地下通道的施工方法,在掘进过程中引起地表沉降是需采取措施加以控制的。结合深圳妈湾跨海通道工程,利用ABAQUS 3D有限元软件模拟超大直径泥水盾构掘进过程,并利用现场实测数据验证模型沉降数据的合理性。数值模拟结果发现,超大直径泥水盾构对地表沉降的影响可分为5个阶段,其中第II阶段和第III阶段为主要阶段,地表沉降占比达60%;另外,模拟发现软、硬地层分界面变化对地表沉降具有显著影响,使最大地表沉降增加111%。数值模拟计算可为后续施工沉降预测及控制提供依据。     

复合地层大直径盾构掘进参数研究

为了揭示盾构掘进参数（总推力、螺旋输送机转速、掘进速度、土舱压力等）之间的本质,依托成都轨道交通19号线,采用理论分析方法通过构建控制盾构开挖面稳定的数学物理状态模型,推导EPB盾构掘进时的静力平衡方程和盾构渣土质量守恒方程,进而获得大直径盾构穿越砂卵石–泥岩复合地层过程中分别处于延迟推进、土压力平衡以及超前推进等状态下的总平衡方程,并由此提出了适合成都轨道交通19号线砂卵石–泥岩复合地层大直径盾构掘进参数的取值范围。现场监测结果表明,依据总平衡方程所确定的复合地层大直径盾构掘进参数既可保证大直径盾构高速度掘进,也可有效控制受影响区域内的地表和既有建（构）筑物的沉降变形。研究成果可为类似复合地层大直径盾构的掘进参数选取提供理论参考。     

大直径泥水盾构盾尾变形修复可行性分析及过程

为解决盾尾底部变形问题,本文详细分析造成变形的原因,制定修复方案并使用有限元模拟验证方案可行性。通过修复方案表明：（1）盾尾开窗清理异物并加热盾尾钢板千斤顶复位的修复方式可行;（2）在加热700℃的条件下,使用千斤顶即可将最大变形量为19.9cm的外板恢复原位且反力架可以承受150t的反力;（3）随着现有盾构机尺寸增大,大型金属加工件不可避免存在应力集中问题,在今后的盾构机生产制造过程中宜加强关注。     

大直径泥水平衡盾构长距离穿越长江上软下硬复合地层施工技术

文章总结了盾构长距离穿越上软下硬地层的施工技术,从刀盘刀具配置、掘进参数控制、管片拼装、同步注浆等方面提出了大直径泥水盾构穿越上软下硬地层中的掘进技术控制,对复合地层大直径泥水盾构穿越技术提供技术参考。     

浅谈大直径泥水盾构始发主要风险及预防措施

本文结合工程实际,对大直径泥水盾构始发过程中存在的主要风险和原因进行分析和总结.在盾构始发过程中采用提前筹划、精密计算、过程管控、动态调整等管理方法,根据各主要风险制定预防措施,确保了始发的圆满完成,为类似工程提供参考.     

基于时空关系的盾构开挖地表沉降规律

基于武汉地铁四号线某区间隧道盾构开挖引起的地表沉降数据分析,考虑地表沉降的时空关系,将地表沉降划分为无影响阶段、前期沉降阶段、通过阶段、盾尾空隙沉降阶段、工后沉降阶段,并给出了各个阶段的大致范围及其地表沉降占总沉降的比值。通过对Mindlin解引入时间参数,针对不同阶段地表沉降影响因素进行分析,在前影响距离范围内,盾构机与土体的摩擦力和地层损失对地表沉降的影响占优,在后影响距离范围内,地层损失对地表沉降起到了绝对的控制作用,前期沉降阶段的土层隆起与正面附加推力、摩擦力有关,而正面附加推力、摩擦力和注浆压力导致了工后沉降阶段的土体回弹,由此获得了实时地表沉降预测的理论公式。研究结果表明:理论预测值与实测值能较好的吻合,该公式能够较为准确地实时预测地表沉降。     

一种大直径扩底桩的沉降计算实用方法

根据大直径扩底桩桩端应力的分布特征,利用Mindlin基本解推导了扩底桩桩端沉降计算公式,并给出了沉降影响系数。公式中桩端持力层土体的变形模量用深层平板静力载荷试验测定,但深层载荷试验有时难以实现。为此根据收集的扩底桩工程实测沉降和原型扩底桩静载试验结果,建立了工程中常用的压缩模量与变形模量间的关系,并给出了两者的换算关系。大量的工程实测表明,得出的扩底桩沉降计算公式是实用的。     

基于Mindlin应力解的大直径灌注桩单桩沉降计算

对某公路桥梁灌注桩进行了静载试验和内力测试,采用考虑桩径影响的Mindlin应力解进行了桩基沉降的数值计算,同时侧摩阻力分布形式采用矩形荷载简化和三角形荷载简化,按分层总和法计算桩端沉降,计算结果表明,采用考虑桩径影响的Mind-lin应力解计算大直径灌注桩单桩沉降的方法具有较好的适用性。     

不同施工工况下双圆盾构引起的土体沉降研究

采用随机介质理论,推导出双圆盾构隧道施工时正常工况和旋转工况下由于土体损失引起的土体沉降计算公式。算例分析表明：本文方法地面沉降预测结果与实测值比较吻合;旋转工况下双圆盾构隧道施工引起的土体沉降曲线呈不对称,最大沉降值出现在向下旋转一侧,能较好的解释实测地面沉降曲线不对称的原因。在相同土体损失率时,与正常工况相比,旋转工况产生的最大沉降量变小,但沉降槽宽度变大。两者引起的土体沉降沿深度变化规律也有区别。     

盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究

近年来,越来越多的盾构隧道穿越建筑密集区、重点建筑保护区和沉降敏感区,地面沉降的科学预测和合理控制成为亟待解决的问题。地层损失是盾构施工引起地表沉降的主要原因。利用离心模型试验对盾构隧道的地层损失进行了模拟,研究了地层损失与施工期及工后地表沉降的关系。通过量测、分析隧道纵向沉降、纵向应变、隧道周围土压力和超孔隙水压力的变化,研究了隧道的纵向沉降特性。     

软土隧道盾构法施工引起的纵向地面变形预测

假定土体不排水,利用弹性力学的Mindlin解,推导了正面附加推力和盾壳与土体之间的摩擦力引起的纵向地面变形计算公式,结合土体损失引起的地面变形计算公式,得到盾构施工引起的总的纵向地面变形计算公式,该方法适用于施工阶段。与两个工程实例进行了对比,本文方法计算得到的结果与实测数据较吻合。算例分析表明,正面附加推力引起开挖面前方地面隆起,后方地面沉降,以开挖面为轴线呈反对称分布,在正常施工时产生的地面变形较小;盾壳与土体之间的摩擦力引起的地面变形较大,分布规律与正面附加推力相似,但轴线位于盾构中间部位;土质参数对地面变形影响较大。     

大直径泥水盾构机刀盘扭矩计算方法研究

在分析泥水加压平衡式盾构机刀盘扭矩组成部分的基础上,结合土力学的基础知识,建立了数学模型,对刀盘扭矩组成部分进行了分析,从而建立了刀盘扭矩的计算公式,并通过实例进行了计算验证。     

软土地层盾构隧道长期沉降与施工因素初探

软土地层中地铁盾构隧道长期沉降与隧道的结构安全和地铁日常运营息息相关,受到工程界的重视。通过收集分析国内外典型软土地区盾构隧道长期沉降实例,指出施工扰动和管片漏水是长期沉降的最主要因素。然后结合苏州地铁的地表沉降监测数据,分析了盾构隧道施工期沉降的主要因素。最后在地铁隧道基底沉降实测数据的基础上,利用常用的数学模型,预测该隧道的长期沉降量。实测数据分析表明:由切口土压力、盾构外壳与地层的摩擦和盾尾注浆引起的施工扰动是引起地铁盾构隧道施工期沉降的主要原因,常用的数学模型能够大致地模拟地铁盾构隧道的长期沉降。     

Ground movements due to the construction of cut-and-cover structures and slurry shield tunnel of the Cairo Metro

This paper presents an evaluation of the settlement prediction techniques used to estimate the surface settlements associated with the construction of the Greater Cairo Metro Line 2. The construction of the Cairo Metro involved the construction of cut-and-cover underground stations and bored tunneling. A typical underground station was executed using top-down construction technique. The twenty two meters excavation was carried inside a watertight box with 50-m-deep diaphragm walls to form the sides and a 7-m thick grouted plug at the bottom. Tunneling was performed using a slurry shield tunnel boring machine, TBM, having an internal diameter of 9.48 m. This analysis is the first step in view of enhancing the procedures of settlement prediction and appraising potential damages to overlying structures and utilities for the future construction of the twin road tunnels in the historical urban environment of Al Azhar area and Khan El Khalily market in Cairo.     

穿越地表建筑物浅埋隧道开挖引起的地表沉降

采用解析法研究穿越地表建筑物浅埋隧道开挖对地表沉降的影响,推导出了穿越地表建筑物浅埋隧道施工引起的地表沉降公式,依托广州地铁五号线右线区庄区间隧道穿越地表建筑物工程实例,验证了此方法的可行性,可为类似穿越已有建筑物隧道工程提供一定指导。