考虑参数空间变异性的盾构隧道施工地层变形综合可靠度分析

依托厦门地区典型风化花岗岩地层的盾构隧道工程,针对多层土双线盾构隧道施工地层变形问题,以岩土体参数的空间变异性为切入点,基于随机场理论,采用蒙特卡洛法与有限差分法模拟计算相结合的方法,开展盾构隧道施工地层变形响应的可靠度分析。以土体弹性模量E的空间变异性为研究重点,系统研究土体弹性模量的竖向、水平波动距离(θ_z,θ_x)对地层变形可靠度指标的影响。结果表明:随机分析所得最大地层变形(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的可靠度指标随着土体弹性模量波动距离的增大而降低;随着最大地层变形允许值的增大,地层变形可靠度指标也相应提高。在此基础上,借助熵理论客观确定各地层变形指标(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的权重系数,结合可靠度设计方法和工程风险分析理论,开展地层变形综合可靠度分析及控制指标体系的研究,提出适合厦门地区的盾构隧道施工地层变形控制指标体系。     

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。     

盾构停推对土体扰动影响的分析

盾构掘进将对周围土体产生扰动,因此盾构施工将不可避免地导致地面沉降。相较于盾构正常推进时,盾构停推会引起更大的地面沉降,这与土体受到较大扰动有关。结合上海某公路隧道盾构施工实例,分别分析了地面沉降和超孔隙水压力在盾构停推前后的历时波动曲线。分析结果表明,盾构停推阶段周围土体超孔隙水压力的消散程度与土体扰动程度是相对应的;土体受到盾构施工扰动时,孔隙水压力反应灵敏,而地面沉降存在一定的滞后性。     

厦门地铁隧道变形控制指标的确定方法

依托厦门风化花岗岩地层的盾构隧道工程,以土体参数的空间变异性为切入点,针对当前隧道变形控制指标体系存在的针对性不足、科学性不够及适用性不强等问题,结合现场监测数据的统计分析和基于随机场理论的可靠度分析,提出了厦门轨道交通隧道工程变形控制指标的综合确定方法。结果表明:厦门典型风化花岗岩地层中,盾构隧道施工引起最大地表沉降的统计平均值为-13.50 mm,监测数据的95%分位数约为-32.42 mm;根据可靠度分析,最大地表沉降服从标准正态或对数正态分布形式,随机计算所得最大地表沉降的95%分位数为-35.43 mm。从安全角度出发,建议将-35.0 mm作为厦门典型风化花岗岩地层盾构隧道施工地表沉降的控制值。     

浅覆土大纵坡盾构施工技术

针对武汉地铁11号线生物园站~光谷四路站盾构区间隧道浅覆土、大纵坡等疑难问题,采取了地面土体加固、洞内注浆加固、控制盾构的推力、推进速度、盾构姿态等措施及技术参数控制,实现了科学、合理、安全快速掘进,减少地质超挖量、有效避免地面沉降产生,实现盾构安全、快速施工~([1-2])。     

全断面砂层土压平衡盾构掘进渣土改良技术试验研究

针对西安地区全断面砂层特点,以膨润土与黄土等土体改良材料,对各类砂土进行了土体改良试验,研究土压平衡盾构砂层施工渣土改良材料配比参数,并结合西安地铁二号线一期工程运动公园站～北客站盾构隧道下穿全断面砂层工程实例对试验结果进行了验证。试验结果及工程实践表明:膨润土与黄土混合泥浆对各类砂层渣土具有较好的改良效果,提高了砂层渣土流塑性,解决了土压平衡盾构在西安地区全断面砂层中出土不畅、土压难以建立等施工难题,为同类工程积累了经验。更多还原     

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。     

连续小曲率盾构掘进过程中管片及周边土体状态研究

随着城市开发进程,小曲率盾构的应用已是社会发展的需要,为开展小曲率盾构施工中盾构管片及周边土体状态研究,采用midas GTS NX建立连续小曲率盾构数值模型,以准确的实现盾构掘进的施工过程。根据研究分析表明：盾构掘进通过连续小曲率拐点后,掘进管片中的最大轴力和弯矩值均突然降低;盾构的掘进直接影响掘进段正上方地表变形,地表变形最大处位于进洞口处;曲线隧道对盾构两侧土体有明显的整体偏移影响,而在连续小曲率拐点处的双重曲率的耦合作用下,隧道凸出侧土体的变形更大,表现出来的位移变化规律更为复杂。     

监控量测技术在盾构穿越复合地层中的应用

地铁工程盾构施工中,因穿越的地质环境不同,施工风险也会有所不同。复合地层由人工填土、黏土、卵石土,中风化砂岩等多种地质组成,受盾构施工干扰大,易沉降、塌方,是盾构施工风险管控的难点。因此只有及时发现沉降规律,准确预判沉降趋势,才能合理调整盾构施工参数,正确指导施工。本文以成都地铁18号线海福盾构区间为例,阐述了地铁盾构隧道穿越复合地层时,如何利用监控量测技术指导盾构施工,达到安全穿越目的。     

大型地下洞室盾构掘进施工特性分析

随着地下工程技术的快速发展,盾构施工的应用越来越广泛。在总结大量文献的基础上,对国内外盾构施工技术存在的重点问题进行了分析总结,进一步综述了盾构超前预测、地质条件适用性、刀盘转速、土体改良等特性,在分析的基础上提出了一些建议和展望,为今后盾构掘进施工技术提供借鉴。     

重庆地铁盾构隧道地表沉降分析

近年我国盾构隧道修建数量随着需求不断增加,周围土体在盾构隧道施工时会受到一定程度的扰动,为了保证开挖时周围土体的稳定,地表沉降的研究是有必要的。针对重庆轨道交通27号线盾构隧道,利用ABAQUS有限元分析软件对盾构隧道施工模拟,结合数值模拟结果对影响地表沉降的因素进行讨论,总结关于不同地表埋深、等代层厚度、注浆层弹性模量这3个因素对地表沉降的影响规律,表明埋深深度越深,土体扰动越小,地表沉降值越小;等代层的厚度越厚,盾尾的缝隙填充越密实,地表沉降值越小;注浆层弹性模量越大,说明盾构施工注浆越及时,地表沉降值越小。     

支护力对盾构隧道地表沉降影响的模型与验证

影响盾构隧道施工过程中地表沉降的因素多种多样,不仅有土体性质的影响,还有施工参数的作用.对盾构施工引起的地表沉降规律和支护力对地表沉降的影响问题,首先基于Sagaseta的地层损失模型,在考虑盾构机径向支护力的条件下,改进了土体损失的理论模型;其次,结合土舱压力、土体与盾构机之间的摩擦力的Mindlin位移解,计算了沈...     

特定沉降阶段的盾构隧道地表沉降研究

以某电力盾构隧道土压平衡盾构掘进施工为背景,提出了特定阶段的地表沉降预测公式.考虑注浆压力、盾构机与土体摩擦力、开挖面推力等因素,利用数值仿真软件进行模拟盾构开挖数值试验.综合现场实测数据、公式计算结果、数值模拟结果对土体横向变形和纵向变形规律进行了研究.结果表明:土体横向沉降变形呈现"U"形分布,随着土体深度的增加,...     

地铁盾构法施工技术经济与控制技术分析

盾构法隧道施工是一种在地面下暗挖建造隧道的施工方法,利用盾构作为开挖地下土体及支护土体和拼装隧道衬砌的机具,从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。盾构法建造隧道,其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。尽管如此,与国外还是存在着不小的差距,从施工角度来看,中外盾构技术的差距表现在:国外的盾构工法种类多且全,国内的工法比较单一;断面多样化、高速施工、近邻施     

区间盾构隧道曲线始发施工技术

以深圳地铁7号线工程黄木岗站至八卦岭站区间左线盾构施工为背景,阐述区间盾构隧道曲线始发施工技术。通过在电脑上反复模拟,确定盾构采用割线始发方式。黄木岗站至八卦岭站区间左线采用割线始发,其成型隧道轴线最大偏差在50mm内。     

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。     

盾构隧道壁后注浆压力对地表沉降的影响分析

为直观了解盾构隧道施工过程中壁后注浆压力对土体变形的影响,分析盾构隧道注浆压力大小对管片上浮的影响,保证在隧道施工过程中采用合理的注浆压力,控制地表变形量。采用FLAC3D软件对上海某越江隧道施工过程进行了数值模拟,分析注浆压力对管片上浮的影响。结果表明:在不同注浆压力及不同分布形式情况下,土体受扰动程度差异较大;当注浆浆液充填等待层后,随着注浆浆液逐渐硬化,盾构隧道管片会逐渐形成上浮趋势,上浮量与注浆压力有关,当注浆压力控制在0.2～0.3MPa时,地表变形量可以得到有效控制,所以施工中应该值得注意。同时也为今后的盾构隧道数值模拟与现场施工提供参考。     

大直径盾构姿态上漂原因分析及防范措施

以成都轨道交通18号线工程土建4标兴隆站～天府新站盾构区间大直径盾构泥岩地层施工为例,通过研究盾构推进过程中盾构姿态上漂的关键因素、解决方案及预防措施,为盾构姿态控制提供了理论依据,对保证盾构掘进姿态可控、高效施工具有一定的指导意义。     

连续曲线盾构施工姿态控制

在当今的城市地铁施工建设中,因对效率、环保、安全等的高要求,地铁建设已经普及了盾构法。盾构掘进中的姿态控制是盾构施工的最重要环节,它直接关系到隧道的成型质量,以武汉市轨道交通11号线东段工程光谷四路站~光谷五路站区间右线的盾构施工为例简要分析盾构机在连续曲线隧道施工中的姿态控制。     

叠线盾构隧道下穿准高速铁路站场轨道群施工技术

城市轨道交通盾构下穿既有高速铁路隧道施工时,钢轨间会出现差异性沉降,特别是当隧道中心线方向和既有高铁线中心线之间存在较大夹角时,钢轨的前后和左右下方的土体沉降量是不同的,增加了钢轨间的不平顺~([1])。结合深圳地铁7号线笋洪区间盾构下穿广深准高速铁路~([2])施工实践,归纳总结盾构下穿铁路施工技术。