浅埋大断面软岩隧道施工影响下建筑物 安全性控制的试验研究

 厦门机场路一期工程在大跨、浅埋及复杂地质等工程条件下穿越地表密集的建筑物群,受隧道施工影响的建筑物多达90余栋。在隧道施工过程中,既要保证新建隧道结构的安全,同时还要保证地表既有结构的安全,而后者显得更加重要。隧道施工面临着全风化花岗岩遇水软化、隧道结构整体沉降、地层大变形、建筑物差异沉降及裂缝控制等诸多难题。在对该工程特点和控制方案系统分析的基础上,为保证控制方案的可靠性,对拟拆迁的104#和105#楼房进行试验研究,通过施工过程的注浆抬升和变形监测结果,论述地层沉降、建筑物沉降及裂缝产生、发展随隧道开挖的变化规律,并提出优化洞内施工与地面注浆抬升建筑物相结合方案,控制围岩大变形和有效保护建筑物的工程措施。试验数据表明,将核心控制指标—建筑物差异沉降量控制在20 mm以内可保证建筑物的安全;地表注浆与洞内注浆相结合可实现对建筑物的抬升,并有效地减小建筑物的差异沉降并控制裂缝的发展。研究结果为机场路隧道后续穿越重点建筑物的施工提供了技术支撑和安全保障,也为今后类似工程的设计、施工和研究提供了有益的借鉴和参考。     

浅埋大跨隧道下穿建筑物的安全影响研究

厦门市梧村隧道为软岩浅埋大跨隧道,施工影响区域内楼房密集,在隧道施工过程中开展数值模拟与现场监测相结合的研究工作.根据有限元计算和现场监测成果,结合施工措施对隧道施工过程中楼房的安全运行情况进行全面深入的研究.研究成果表明:采用全断面帷幕注浆对提高全风化花岗岩强度具有一定的效果,但对上方楼房的上抬作用很小;采用地面注浆抬升措施控制楼房下沉效果明显,楼房的累计沉降值大多在30 mm以内,满足设计要求;由于注浆设备数量不足,地面注浆没能达到全面均匀抬升楼房的效果,楼房不均匀沉降状态的反复波动催生新裂缝出现并使原有裂缝表现活跃;隧道下穿楼房的CRD法施工开挖顺序宜为CRD1→CRD2→CRD3→CRD4,这对控制楼房沉降有一定的效果.     

隧道施工下穿建筑物注浆抬升机制及预测研究

 在分析建筑物沉降恢复特点的基础上研究注浆抬升机制,提出地层充填密实、止浆围护形成、抬升力形成及建筑物结构抬升的四阶段作用模式,并相应总结建筑物稳定抬升的施工技术要点。采用数值模拟方法对厦门市成功大道工程隧道穿越104#,105#试验楼注浆抬升进行预测分析,得到建筑物单次抬升量为2.1～3.7 mm,且不同抬升力和围护刚度对抬升效果具有显著影响,适当增大抬升力和围护刚度对抬升有利,但其作用有限。工程现场试验结果表明,注浆抬升是反复对地层劈裂–充填–再劈裂的过程,当注浆压力达到0.7～1.0 MPa时楼房即开始出现明显抬升,且单次最大抬升量为2.2～3.1 mm,这与数值分析预测结果基本吻合。所得结论有助于科学认识城市隧道及地下工程安全性控制的内涵,并可为类似工程提供一定的参考和借鉴。     

盾构并行穿越施工及补偿注浆对既有隧道的影响分析

线叠交盾构隧道在地下空间内布置形式繁多,土体-隧道间相互作用机制复杂。针对多线叠交盾构上穿这种典型穿越施工形式,以宁波轨道交通5号线左右线并行上穿既有宁波轨道交通2号线工程为背景,形成两层隧道四线叠交的特殊工况,通过构建三维弹塑性有限差分动态模型,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,研究盾构上穿施工对地表沉降和既有隧道竖向变形的影响,以及二次补偿注浆压力和注浆范围对地表沉降和既有隧道变形的修复作用。研究结果表明：上穿施工穿越段区间,由于开挖导致的地层扰动,地表沉降较大;既有隧道结构沉降呈现上浮趋势,双线的沉降规律存在时间差异,并且由于隧道刚度对土体的约束作用,使最终变形趋向于对称分布;既有隧道的水平收敛值较小,主要在新建隧道的施工阶段发生变化;二次补偿注浆压力控制在0.3～0.4 MPa的范围之内,此时的地表沉降和隧道结构沉降控制比较理想;随着补偿注浆范围的扩大,对于地表沉降以及隧道结构沉降的控制效果在不断减小;在穿越段的基础上向两侧延伸2D～5D(D为盾构开挖直径)的距离进行二次补偿注浆,对地表和既有隧道结构沉降的控制效果最佳。     

盾构穿越引起运营隧道沉降的注浆控制研究

新建地铁盾构隧道穿越施工,容易导致被穿越运营隧道的不均匀沉降变形,从而引起道床与管片脱开、隧道纵缝张开、隧道渗漏水等情况。运营隧道的过大差异沉降,如不及时控制,任其发展,将严重影响地铁的运营安全。通过上海轨道交通2号线区间隧道由于新建11号线盾构施工引起的差异沉降注浆控制研究,探讨软土地区地铁隧道结构沉降变形的控制措施,对其施工措施和注浆效果的进一步分析总结,可以为今后其他线路区间隧道结构整治提供参考。     

深圳轨道交通L5深民区间矿山法隧道半断面注浆加固施工技术

本文根据深圳轨道交通深圳北站至民治站区间矿山法隧道工程的周边环境、隧道埋置深度、工程地质及水文地质、隧道断面尺寸等相关数据参数,详细介绍该区间隧道半断面深孔注浆控制地表下沉,安全穿越15层房屋的施工技术。     

既有地铁注浆抬升合理位置的确定

由于施工的扰动,新建地铁穿越既有地铁时,会对既有地铁产生影响。当影响达到一定程度时,除了影响结构的使用安全外,甚至会威胁列车的运营安全性。为了提高工程的安全性或者减小施工的难度,通常在施工过程中或者工后对既有地铁进行注浆抬升,恢复其高程与差异沉降。但是注浆抬升会使既有结构产生应力集中,这对既有结构不利。针对既有结构的注浆抬升建立模型进行分析,提出在弱化位置注浆的理念。模型计算结果说明弱化位置注浆减小了沉降的同时,产生一定的应力集中。对北京地铁5号线崇文门穿越工程中既有地铁实际注浆情况进行分析,注浆方案减小了沉降,但也产生了比较大的应力集中。监测数据表明,注浆抬升效果显著,提高了既有地铁的安全性。     

厦门机场路隧道施工对砌体结构建筑物的影响分析

 隧道施工必然会使地表产生变形,从而对地表建筑物产生不利影响。针对厦门机场路梧村山隧道施工实际,通过现场监测和有限元模拟计算,分析隧道施工对地表砌体结构建筑物的影响。研究表明：掌子面CRD1～4开挖期间对建筑物的沉降影响最大;施工紧凑时隧道开挖对建筑物的影响小,反之影响大;施工过程中应严格控制注浆压力和注浆量,注浆速度宜慢不宜快,以保证建筑物整体均匀抬升;不均匀沉降作用下建筑物底层反应最明显,且抵抗下凹变形的能力比抵抗上凸变形的强;裂缝主要分布于底层纵墙的门窗洞口处,且沿纵墙沉降较小侧向较大侧斜向上升,裂缝开展随不均匀沉降的增大而加剧,反之则减缓。     

浅埋软弱围岩隧道施工方案数值模拟研究

以宁安高速某隧道穿越浅埋软弱围岩地段工程为例,采用FLAC3D建立了三维模型,分别计算了预留核心土、上下台阶开挖、预注浆等工况下围岩稳定性及变形情况,并在数值模拟的基础上进行了现场监控量测,指出拱顶沉降在安全可控范围之内,全断面注浆结合上下台阶预留核心土开挖方案较好的控制了浅埋软弱的围岩变形。     

富水软塑性地层热力隧道下穿危旧房屋施工技术

结合具体工程项目,分析了在富水软塑性地层隧道下穿危旧房屋施工的难点和风险,在对原设计地层预加固措施的合理性进行检验的基础上,提出了地层预加固措施新方案。施工沉降监测及分析表明,施工中5个重要阶段的地面沉降和墙体沉降均控制在允许值之内,每个阶段房屋沉降偏斜率和最大差异沉降均小于允许值。事实说明,在富水软塑状粉质黏土条件下,穿越危旧房屋采用双重管超前深孔注浆配合水平大管棚超前预支护,可有效地控制地表和建筑物变形,能成功地保护地表房屋的安全。     

某隧道过建筑物水平旋喷桩施工技术

由旋喷桩的基础上开发出来的水平旋喷桩施工技术,能够较多地运用到隧道和地下工程软弱围岩和过建筑物的工程中。介绍了水平旋喷桩在热力隧道过建筑物的应用,通过参数选择,机械配套、钻孔旋喷施工,达到加固围岩的目的,安全顺利的开挖通过,并采用监控量测等保证措施,具有一定的应用价值。     

密集建筑群下大断面隧道施工反馈分析及安全性控制研究

 厦门梧村隧道施工影响区域内建筑物密集,具有超浅埋、大跨度、工艺复杂、工序繁多、地面建筑物保护要求高等高风险特征,在隧道施工过程中研究并实施复杂地质情况和周边环境条件下隧道的动态反馈分析方法。现场监测内容有建筑物及地表沉降、建筑物裂缝、建筑物倾斜、隧道拱顶沉降、隧道围岩收敛、土体深部位移、土体分层沉降、爆破震动、地下水位等,对重要建筑物还采用静力水准仪进行自动化监测。在对梧村隧道进行施工反馈分析过程中,按照ISO9001质量认证体系要求建立一个完善、高效的运作体系,根据城市隧道工程修建经验以及梧村隧道前期研究成果,对隧道施工对周边环境以及隧道自身结构的影响进行监测,除采取常规监测手段外,以建筑物不均匀沉降自动化监测、监测信息管理和预测预报系统、局域网和广域网进行监测信息反馈、桌面报警系统和电子显示板等预警设施等先进技术来开展施工反馈分析工作,使梧村隧道施工反馈分析工作具有鲜明的信息化特色。     

地铁盾构隧道穿越桩基建筑物的安全，陛分析

在地铁建设过程中,不可避免地会对周边环境产生影响。特别是当地铁区间盾构隧道上部存在既有建筑物时,必须考虑盾构隧道施工对上部建筑物的影响,包括地表沉降、桩基承栽性状的改变等。本文以地铁盾构穿越某九层住宅楼安全性评估为例,利用工程分析方法和有限元分析法,针对隧道盾构施工通过该住宅楼时,桩体的承载力和竖直位移、水平位移以及地表的沉降进行分析,探讨盾构截桩施工的安全性。     

大管棚超前注浆预支护在地下工程与隧道工程中的应用

大管棚超前注浆预支护(以下简称大管棚)作为地下工程与隧道工程暗挖法施工的一种超前支护手段,在公路和铁路建设中逐渐得到广泛的应用。如隧道内地质条件差,围岩松散,自稳能力差;隧道穿越地表高层建筑物,既有公路或铁路时埋深浅,而此时又因为种种原因不能采用明挖法施工;大跨度隧道(如车站隧道及三车道以上隧道)和小净距隧道的施工;隧道施工中出现的坍塌等等情况时可考虑采用大管棚施工。     

软土地区盾构法隧道施工三维数值模拟

本文采用三维有限元方法,考虑软土的固结作用和隧道开挖与周边建筑物变形的相互作用,对隧道施工的全过程进行数值模拟,分析盾构法隧道施工对周边建筑物的影响。数值计算结果表明:在考虑流固耦合的条件下,盾构法隧道开挖时3~4倍洞径范围内的土体变形可能会超过土体位移的规范规定值,施工中应加强该距离范围内的土体和周边建筑物的监测;盾构法仅对开挖掌子面处附近局部区域的孔隙水压力有影响,说明软土地区盾构法隧道施工对地下水的扰动很小;通过监测数据与计算值的对比分析可以得出,典型监测点的变形规律与监测规律相同,说明在工程条件相似的软土地区采用数值模拟对盾构法隧道施工进行预测和仿真分析是可行的,具有一定的工程参考价值。     

秀山隧道全断面帷幕注浆固砂止水技术研究

针对秀山隧道水文地质条件较复杂,周围水资源环境要求高的特点,通过采用有利于保护洞顶生态环境、减少后患的帷幕注浆堵水技术,成功地解决了洞内高压涌水、突砂等施工难题。     

渝怀铁路增建二线新圆梁山隧道穿越2号溶洞工法研究

既有圆梁山隧道2号充填溶洞施工发生多次涌水涌泥,对工程建设造成极大影响;新圆梁山隧道位于既有隧道右侧30m,为既有平导扩挖。为了降低施工风险,施工时需对围岩进行预支护,通过几种工法对比分析,最终确定采用水平旋喷法对掌子面进行加固,确保安全。     

潛盾隧道通過社區下方之建物保護

介紹在粘土層中進行曲線雙隧道穿越建物下方之中和線案例。為避免施工引致地表變形過大損及鄰產,原規劃於潛盾隧道周缘以高壓噴射灌漿工法施作一地盤改良環,以截斷沈陷槽向外傳播,達到抑減沈陷之目的。惟因隧道係在建物下方,灌漿工作僅能採斜灌方式施工,經以單管、雙重管及三重管工法進行現場試灌,試灌結果顯示取樣率最低,實際成環效果並不理想;正式施工時初採HDD水平式灌漿,惟在施作第2個孔灌漿樁時發生施工點上方民房地坪隆起,故中止改良工作;在審慎評估潛盾施工程序與施工控制技術後,決定採嚴謹之潛盾施工品質配合背填灌漿後之二次注入灌漿工法,加上密集之監測管控方式施工,確實可以克服軟弱地層條件並有效將隧道施工引致之沈陷降至最低,達到建物保護目的。