地面出入式盾构法隧道施工同步注浆工程应用研究EI北大核心CSCD

传统的盾构隧道施工方法带来了现场附近大量拆迁及路面交通拥堵,施工过程中风险增大等诸多问题。研究新型地面出入式盾构法隧道(GPST)施工技术,结合南京机场线工程,对施工过程中土压力、孔隙水压力、水平位移、分层沉降等数据进行现场监测,并针对浅覆土、超浅覆土、负覆土3种不同工况,分别分析各监测结果变化的原因,并提出合理、有效的注浆参数。结果表明:土压力受盾构推进影响明显的范围与覆土深度有关;盾构到达负覆土右侧底部管片受同步注浆压力影响最大;0.5D覆土下孔隙水压力在切口到达前3环产生明显的影响,而-0.3D覆土下孔隙水压力受影响很不明显;3种工况下土体水平位移规律不明显,当注浆参数合适,可以显著减小因盾构推进引起的纵向位移;在负覆土、超浅覆土施工期间,土体左、右两侧分层沉降并不均匀。实际工程的现场试验监测结果为今后其他类似实际工程的应用提供参考性建议。     

软土地区浅埋小间距施工大直径泥水平衡盾构的实测分析

上海人民路隧道采用了大直径泥水盾构在软土中施工,其中有较长区段的覆土小于0.5D且两隧道之间的净距为0.35～0.49D,为掌控软土层浅埋小间距泥水盾构相互影响因素,对此区段盾构施工现场进行监测,如:深层土体水平位移,地表沉降、先建隧道位移,作用于先建隧道结构的土压力及盾构的施工参数,同步注浆量,泥水压力等。通过分析这些现场监测数据,总结了软土地区浅埋小间距施工大直径泥水盾构的特性。     

双圆盾构隧道施工土体扰动特性及实测分析

以上海轨道交通6^#线双圆盾构区间隧道工程为背景，通过动态监测双圆盾构施工引起土体分层沉降、水平位移、孔隙水压变化、海鸥块背土挤土现象，总结归纳双圆盾构掘进土体扰动的基本规律，提出了双圆盾构施工土体扰动的区域性、时段性特征。     

富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道地表沉降因素分析

本文以广州轨道交通十四号线一期工程为背景,进行富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道地表沉降因素分析。利用限元软件MidasNX建立盾构隧道开挖三维有限元模型,模型中综合考虑土体分层、土体的非线性、盾构的顶推力、盾构管片、盾构壁厚等因素,对盾构隧道开挖过程进行了数值模拟,研究盾构隧道施工对地表变形的影响,并对不同覆土厚度、注浆压力、注浆层厚度、掘进压力等主要施工因素进行了模拟分析,探讨了在富水超厚砂卵石层浅埋泥水盾构隧道中,以上因素与地表沉降变形关联的规律和原因,旨在起到优化设计、指导施工的作用。     

软土地层急曲线盾构隧道施工扰动位移仿真模拟

针对软土地层急曲线盾构隧道施工扰动位移及其预测控制问题,采用FEM仿真模拟分析研究。结果表明：急曲线盾构隧道施工工程中,盾构进入及离开曲线段时土体施工扰动位移显著增大,与直线盾构隧道施工相比,曲线盾构尤其应注意扰动位移的变化特征;土体损失率对急曲线盾构隧道施工扰动位移影响显著,施工过程总体峰值位移与土体损失率呈幂指数非线性关系;隧道顶板土体沉降与注浆压力呈反比例线性关系,在合理范围内增大注浆压力对抑制隧道顶板沉降乃至上覆土体沉降有显著作用。     

近距离三线并行盾构隧道施工实测分析

针对上海某地铁近距离三线并行盾构区间隧道的施工影响进行现场监测分析研究.总结归纳盾构施,工对周围深层土体水平位移、深层土体沉降、孔隙水压力的基本影响规律.根据已建隧道的位移、沉降历时曲线和收敛特性,得出了盾构推进对近距离并行已建隧道的施工影响特点.研究结果可为后续类似工程的设计与施工积累经验.     

地面出入式盾构法隧道技术(GPST)施工变形监测与分析研究

以南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场段TA01-2标工程为背景,应用地面出入式盾构法隧道技术(GPST),在负覆土、浅覆土工况下针对隧道管片和周围土层进行监测。监测结果表明:地面出入段隧道变形控制在0.4%以内,盾构超浅覆土区段掘进与浅覆土工况下的发展趋势相一致。通过分析获得负覆土工况下稳定后的横断面地表变形曲线分布规律。研究结果为盾构施工过程的参数优化提供依据,使盾构施工对周围土体的影响处于可控状态。     

盾构下穿机场土体掘进环境控制技术

文章以成都地铁10号线双流机场2航站楼站～双流西站盾构区间工程为依托,通过有限元分析,得到了盾构掘进过程中注浆量与掘进速率对土体沉降的影响规律。结果表明:土体测点的沉降值随着盾构机掘进距离的增加而增大,但掘进过程中沉降趋势不同;土体距掘进隧道竖直距离越近,受盾构掘进影响越大;随着注浆量的增加,在一定程度上能控制隧道周边一定范围内的沉降;盾构机在监测断面B前后9 m范围内掘进时,横向分层沉降受掘进施工影响较大;不同注浆量隧道监测断面同一时刻横向沉降数值变化不大;随着掘进速率的增加,隧道附近土体的分层沉降会随着增大;后行隧道掘进过程中产生的土体分层沉降与横向分层沉降均大于先行隧道。     

盾尾同步注浆引起周围土体侧向抬升现象分析

通过结合实际盾构隧道周围土体位移的现场监测数据,进一步验证了盾构掘进中盾尾同步注浆时周围土体存在侧向抬升现象,并进行了探讨和分析其成因及机理。结果表明,该现象不仅受盾尾注浆压力的影响,也受注浆量的影响。为了保障盾构工程的正常进行,该现象应当在工程实践中得到足够的重视并采用有效措施进行监测和预防。     

考虑施工过程的盾构隧道沉降数值分析

 地铁隧道施工引起的地面沉降已成为我国城市地面沉降的主要根源之一,威胁着地铁沿线附近建筑物和地铁隧道上方地下管线的安全,因此,准确预测盾构隧道施工引起的沉降对维护地铁施工安全至关重要。基于K. M. Lee等提出的等效地层损失参数法,利用数值分析方法研究注浆压力和掌子面推力这2个重要参数对盾构隧道施工沉降的影响规律。并在此基础上将注浆压力对于隧道上覆土体的重力及掌子面推力对土体侧向静止土压力进行归一化处理,提出可以考虑施工因素对隧道沉降的计算方法。算例与数值计算结果的对比,证实提出的修正计算方法的有效性。     

地铁隧道下穿历史风貌建筑影响的实测与分析

两座历史风貌建筑物紧邻地铁车站,并且盾构在其下方穿越,需对建筑物的变形进行严格控制。对建筑物的保护,针对性提出地面袖阀管注浆加固、车站基坑盖挖逆作法、地连墙截断承压水、冻结、车站内水平注浆加固、优化盾构机掘进参数等施工方案及措施。通过对基坑开挖与降水、端头加固、盾构掘进等阶段的监测数据进行分析,研究了不同施工阶段对建筑物变形影响的规律及特点,实测结果表明：合理的盾构掘进参数能够将建筑物的沉降控制在较小范围内;冻结孔施工、地下水通过冻结区盾尾间隙进入刀盘前方等均可引起建筑物的显著沉降;建筑物基础与隧道之间存在淤泥质土层时,在淤泥质土层下方进行注浆不能对自重较大的建筑物进行有效抬升,但对自重较小建筑物的抬升则有一定的效果,但注浆在淤泥质土层中引起孔压的消散可导致建筑物在后期产生沉降;盾构机进入冻结体前应做好全断面注浆止水,切断前后水力联系,盾构机掘进困难时,不应随意增大盾构推力。     

广州地铁五号线员科区间建筑物加固设计

广州地铁五号线员科区间隧道采用盾构法施工,员村站东端隧道两侧建筑物较多,盾构机掘进前需要对区间隧道上方的建筑物进行加固处理,根据建筑物的基础型式选择了袖阀管注浆加固,并提出在盾构机通过建筑物时为减少建筑物内部的差异沉降,根据现场实时监测结果及时对建筑物注入双液浆进行加固,以确保建筑物的沉降差在控制范围内。     

盾构隧道下穿高速公路加宽区管桩施工技术

以郑州地铁3号线出入场线-新柳路站盾构施工为工程背景。研究小半径、大纵坡、浅覆土盾构隧道下穿高速公路加宽区管桩的施工技术。本文将盾构下穿高速公路加宽区分为三个过程,即盾构机达到管桩前、盾构机下穿管桩过程中和盾构机穿过管桩后进行研究。在盾构机到达管桩前设试推段,以确定适当的土仓压力、掘进速度和同步注浆参数;在盾构下穿管桩过程中调整适当的推进方向和姿态控制、管片拼装、注浆参数和防渗措施;以及对盾构穿过管桩后的监测及加固措施等进行研究,有效地保证了隧道的成型效果及盾构施工的顺利进行。     

既有桩基对盾构施工参数的影响研究

盾构隧道施工邻近桥梁桩基已成为目前研究的热点问题。针对盾构施工参数取值在工程中的应用价值,利用三维弹塑性有限元分析了桩基引起地层的竖向附加应力,反推出了Geedes式中的桩端阻力、桩侧阻力分担桩顶荷载的比例系数与桩长的数学表达式,并将Geedes竖向附加应力影响范围与Randolph提出的影响半径对比分析后,给出了桩基影响区域和非影响区域的界定半径;基于支护压力、注浆压力的理论取值范围及单位长度上土体损失量等于沉降槽面积的条件,利用三维弹塑性有限元进行计算分析,给出了支护压力、注浆压力在桩基非影响区域内的建议取值和土体损失的计算表达式;基于桩基非影响区域内盾构施工参数的建议取值及桩基对地层产生的附加应力,给出了桩基影响区域内盾构施工参数建议取值的数学表达式。研究结果表明:工作面的土压力阻力选取工作面静止土压力合力,注浆压力选取1.1倍的隧道埋深处水土压力时,对地层的扰动较小。     

盾构工程渠箱下端头水平加固技术

盾构工程在始发和到达施工中需要进行端头加固,如果市政渠箱妨碍了地面加固,则盾构工程可能面临涌水涌砂的风险。文中介绍了水平注浆工法,该工法有效加固端头土体,既保护了市政渠箱,也保证了盾构安全到达。     

盾构隧道施工引起的工后地面沉降研究

 对盾构施工引起的隧道轴线上方土体超孔隙水压力和工后地面沉降进行研究,提出盾构隧道施工引起的土体应力释放率计算方法。基于Henkel 超孔隙水压力理论,推导与隧道衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力值。假定与衬砌相邻的各点具有相同的应力释放率,得到隧道拱顶处土体的超孔隙水压力计算方法。运用应力传递理论,提出隧道轴线上方土体的超孔隙水压力分布模式。假定压缩层厚度为隧道覆土厚度,采用太沙基一维固结理论,得到隧道轴线上方地面工后固结沉降理论计算公式。算例分析结果表明,该方法的预测值与实测值非常吻合。     

大直径越江盾构隧道各向异性渗流应力耦合分析

 上海长江隧道的直径和一次连续掘进距离迄今均为世界之最。隧道平均覆土9.0 m,最浅覆土仅6.8 m。为控制高水头下浅覆土中特大径盾构推进时管片的上浮,采用单液同步注浆工艺。用能够考虑土体渗透系数随应力状态变化的弹塑性各向异性渗流应力耦合模型,对上海越江隧道东线江中段的施工过程进行数值分析。结合实测数据,揭示盾构推进时管片上浮量和管片外侧孔隙水压力的变化规律,研究变形稳定后管片外侧及拱顶正上方各点孔隙水压力的分布状况,分析不同水深时地下水渗流对地表沉降和管片受力的影响。研究结果表明,目前采用的单液同步注浆材料及工艺能很好控制管片的上浮,管片变形稳定时壁后各点孔隙水压力与静水压力比值随深度增加而增大,水的作用使管片受力趋于均匀,但应注意高水位引起的高孔隙水压力对管片受力带来的消极影响。     

盾构施工中注浆压力波动对邻近桩基影响的研究

盾构隧道施工中,沿着掘进方向土体参数存在空间变异性,需要不断调整注浆压力,以保证地应力稳定。这导致在施工过程中注浆压力会围绕设计压力值曲线波动。因此,在模拟盾构隧道掘进施工过程中应该考虑注浆压力参数的波动性对邻近受荷桩基的影响。针对这一问题,结合太原地铁2号线“学府街站—长风街站”盾构区间工程案例,考虑了注浆压力参数的不确定性,用数值模拟方法分析了地铁隧道盾构施工对邻近受荷桩基附加响应的影响。结果表明:考虑注浆压力波动性的盾构施工对邻近受荷桩基附加弯矩的影响较大,对附加轴力的影响相对较小;对附加弯矩的影响大的区域在地表以下0~30 m范围内(约2.5倍隧道埋深),对附加轴力影响较大的区域在隧道埋深附近。通过卡方检验发现,当300组注浆压力满足正态分布时,受其影响后的受荷桩基的附加轴力和附加弯矩也服从正态分布。     

土质隧道有荷载浅埋暗挖段综合注浆预加固技术

本文介绍了综合注浆预加固技术在城市有荷载浅埋暗挖隧道施工中的应用 ,根据现场土质试验对文献 [3]建设的经验公式进行了适用范围的扩展。通过应力检测结果验证了该技术在实际施工应用中具有可操作性强 ,预加固效果显著 ,能有效控制洞顶的沉降量 ,确保隧道施工及地表建筑物的安全