大断面矩形顶管隧道施工引起的地面沉降分析

针对郑州市下穿中州大道的双线矩形顶管隧道,通过现场实测对双线隧道施工过程中地面沉降变化规律和分布特征进行分析。研究结果表明:大、小矩形顶管隧道施工对地面沉降的影响范围分别为大、小顶管隧道宽度的1. 4倍和1. 5倍,对刀盘前方土体的扰动范围分别为大、小顶管隧道宽度的1. 3倍和3. 0倍;管节脱离矩形顶管机尾7 d后地面沉降趋于稳定;倒锥形壳体锥度设置过大、前后壳铰接处漏浆和土仓压力设置不合理是诱发地面沉降的关键因素。     

软土富水地区矩形过街地道盾构顶管法施工关键技术

以杭州市大学路～庆春路矩形断面过街人行地道工程为例,首先介绍了工程概况、盾构顶管法的特点以及关键工艺流程;紧接着对进出洞口加固与止水、盾构机的顶进施工、同步注浆和二次注浆、置换注浆、监控量测等施工关键技术做了阐述;最后提出了施工过程中应注意的问题。工程实践表明,在软土富水地区,矩形断面过街地道采用的盾构顶管法施工技术是成功的,可为类似工程提供参考。     

软土地区地铁出入口矩形顶管法施工技术探讨

天津地铁红旗南路站新建 B 号出入口采用矩形顶管法施工,以验证在天津地区富含地下水的软土地质条件下,采用大断面矩形顶管设备穿越复杂市政管线及交通主干道路的可行性。文章就该工程的重难点问题,以及施工过程中出现的风险问题进行阐述并提出相应的技术措施,以期为后续地铁新线建设提供借鉴。     

浅埋矩形顶管施工对临近管线与地表的影响研究

矩形顶管施工引起的地表变形特征与圆形顶管或盾构隧道存在显著差异。为了明确浅埋矩形顶管施工过程中的地表沉降特征以及顶管施工对下方既有盾构隧道的影响,根据现场矩形顶管施工监测结果,分析矩形顶管施工过程中地表的变形规律,以及顶管下方既有盾构隧道的变形情况。传统的Peck公式适用于圆形顶管或圆形盾构隧道,因此采用改进的Peck公式来描述矩形顶管引起的地表变形特征;根据现场监测分析顶管施工引起的地表变形、管线变形和下卧隧道沉降规律。研究表明：改进的Peck公式相比于传统的Peck公式可以准确描述矩形顶管施工引起的地表变形规律;顶管施工引起地表和上方管线的沉降规律是一致的,但与下卧隧道的变形规律存在显著差别。     

顶管施工对相邻平行管线的影响研究

顶管施工是继盾构施工后逐步发展起来的一种地下顶管施工方法,顶管顶进施工会对周围的土体造成扰动并对临近管线产生影响,施工时应控制穿越过程中的地面隆起与顶管顶进的路线与变形,避免危及行车安全及周围建筑物。文章建立顶管-平行管线-土体情况下的 ABAQUS 模型,对平行管线水平与竖向位移大小进行研究,探讨顶管顶进过程中对地下管线的影响;同时对控制变形的措施进行探讨,以保证顶管顶进施工过程中无不良影响。     

超浅埋大直径管幕下穿特级火车站微扰动施工关键技术研究

太原市迎泽大街下穿火车站通道工程采用新管幕法施工,为国内首例大直径管幕下穿运营火车站的工程。工程地质及周边环境复杂,为减小对周边土体及站内轨道、雨棚、站台等周边环境的影响,保证车站正常运营,管幕施工时必须采用微扰动施工技术。以该工程为背景,采取数值模拟计算管幕施工对周边土体及重要建筑的影响,预估施工风险。对管幕施工中顶管掘进机选型、管节结构与密封、顶管精度控制、顶进参数控制、膨润土触变泥浆、障碍物处理、触变泥浆置换等关键技术进行了研究及应用,经实践证明管幕施工对地层及周边环境的扰动较小,满足车站正常运营要求,也进一步加快了新管幕法的推广应用。     

地铁停车线段大断面顶管工法的 论证与实践

地铁停车线通常与车站一起采用明挖工法施工,而随着城市基础设施不断开发和完善,明挖方案因 施工占地大等问题,对周边环境影响越来越大。针对此问题,以福州地铁某区间为例,结合地铁停车配线选 型优化和施工工法比选论证,提出单停车线段区间采用矩形单洞双线顶管方案;并结合地铁各相关专业需求 和受力分析,确定外宽高为 10.8 m×7.5 m 的类矩形超大断面顶管。该方案已通过工程实践：顶管总长约 190 m, 覆土埋深约 10 m,平均月掘进长度约 54 m;顶管顶进施工过程最大顶力约 4 890 t;与理论最大顶力基本一 致;隧道纵向地表累计变形为–17～2 mm。上述论证与实践以期为超大断面顶管隧道的工程设计和施工提供 参考。     

软土地区大截面矩形顶管工法研究

以上海市轨道交通9号线一期工程七宝站两条矩形顶营过街通道工程为背景,全面论述了大截面矩形顶管的施工机械、工艺流程、施工参数控制等.对施工中容易发生的问题进行分析和研究,并提出了大截面矩形顶管的未来发展和研究方向.     

复杂工程条件下浅埋矩形大断面顶管关键技术与应用研究

南京地铁3号线新庄站3号出入口通道采用大断面矩形顶管施工技术,在复杂地质及环境条件下施工难度大。顶管施工区段主要处于淤泥质黏土、粉土及冲积-洪积粉细砂地层,地下水丰富且承压水头高,在掘进中易产生排土不畅或造成砂层固结以及顶管进出洞施工风险较高等问题,对周边建(构)筑物及管线保护要求高,交通疏解难度大且管线迁改工期长。通过周密的现场调查研究,在顶管机选型、顶进参数与姿态控制、渣土改良、环境监测等方面采取一系列科学有效的关键技术措施,逐一攻克各个工程技术难点,确保工程的如期贯通。     

双圆盾构隧道施工力学行为三维数值模拟

结合上海轨道交通M6线双圆盾构区间隧道工程,应用有限差分程序FLAC3D分析双圆盾构隧道施工力学行为,对双圆盾构施工扰动引起的土体位移场特性进行监测与数值模拟对比分析.分析表明,数值模拟结果与监测值基本吻合.双圆盾构施工扰动土体位移场特性与单圆盾构类似,但影响范围、量值更大.对于深层土体,计算所得的最大沉降、隆起值分别为-0.042 m、0.08 m,对于浅覆土地层,隧道开挖后,易出现整体上浮现象,隆起值达0.03 m.双圆盾构施工扰动所引起的深层沉降、侧向位移还需要进一步研究.所得结论为进一步研究异形盾构施工环境土工影响提供参考.     

异形盾构工法研究现状及其应用

针对异形盾构工法的国内外研究现状,从模型试验研究、施工扰动土体位移特征和衬砌结构受力特征等方面进行阐述,并从土体扰动机理、地面沉降控制技术和防止盾构机旋转技术、异形盾构在深埋地铁车站中的应用等4个方面进行分析。分析异形盾构施工控制技术及其应用,介绍异形盾构工法在过街通道、地铁隧道和城市隧道中的应用实例,对其研究动向及应用前景作进一步展望。     

超大直径顶管工程周边环境保护技术研究

本文结合上海市污水治理白龙港片区南线东段直径4 m钢筋混凝土顶管施工,重点对超大直径曲线顶管工程的主要施工过程中关于周边环境保护的相关技术,在防止周边土体沉降造成的地表环境破坏及减少泥浆排放对土体造成污染的方面的运用进行阐述。     

多因素影响下顶管施工引起土体变形计算研究

为解决圆形顶管施工穿越特殊地层(如下穿切割塑料排水板)时引起地层变形的影响分析等问题,考虑刀盘挤土效应产生的正面附加压力、顶管与土体之间非均匀分布的侧向摩擦力,因塑料排水管的切削而不能忽略的顶管机刀盘的正面摩擦力引起的地层变形,基于Mindlin解得到在顶管施工阶段地表竖向位移计算公式;最后结合顶管工程项目实例验证计算方法的合理性,并与实测结果对比。分析结果表明:考虑多因素共同影响的地表沉降曲线与现场实测值较为吻合,能够反映顶管顶进过程中纵向地表沉降规律,总体表现为先隆起后沉降。沉降最大值位于开挖面后方8 m左右处;隆起最大值位于开挖面前方5 m左右处。在本文所考虑的影响因素中,影响程度最大的是顶管刀盘的正面附加推力,在沉降变形最大值中占比约为80%,在隆起变形最大值中占比约为56%。选取不同断面分析对比不同深度处土体沉降情况,沉降突变及差异主要表现在顶管轴线两侧12 m范围内。沉降槽曲线近似服从正态分布,不同土层深度的土体沉降最大值均位于顶管轴线正下方。在土体深层沉降中,随着与顶管轴线距离的增加,曲线不再满足随着深度的增加沉降值增大,反而在距离轴线4~6 m远处出现反转,直至随着深度的增加沉降值反而减小。     

低渗透性地层隧道超前加固改进研究

研究目的:武汉地铁二号线施工过程中穿越渗透性较差的黏土或黏土夹碎石地层时,应用常规的"超前注浆小导管"加固技术,存在加固效果不明显和施工难度大的问题。为了解决这一问题,采用型钢支护代替超前锚杆或钢管进行超前支护,并通过应用离散元法对比矩形和圆形断面型钢的成拱效果,建议采用矩形断面型钢,为类似工程积累经验。研究结论:通过研究得出:(1)对于相同宽度和间距的矩形和圆形断面型钢而言,矩形型钢具有更好的成拱效果,能承受更高的土体荷载;(2)从抗弯性能和价格上来说,矩形截面型钢都优于圆形钢管;(3)在地层渗透系数较小、注浆效果较差的情况下,可以用矩形断面型钢来代替超前注浆小导管进行超前支护;(4)该研究成果可应用于隧道超前支护的设计。     

上海软土地层地下通道矩形顶管施工技术

针对上海轨道交通六号线浦电路车站3号出入口及地下通道工程矩形顶管推进施工实例进行分析研究,介绍软土地层顶管法顶管出洞、正常顶进、顶管进洞等阶段施工技术,可为类似软土地层顶管法工程施工提供参考.     

锦屏高地应力下特大异形断面隧洞扩挖技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞群施工为背景,对多洞交叉形成特大异形断面隧洞施工技术进行研究。在对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析的基础上,结合隧洞施工理论及方法,提出了适合于锦屏特大异形断面的"从上至下,主攻节点"的二次扩挖方法,给出了3#施工节点分五步开挖的施工顺序,确定了与隧洞围岩和断面条件及施工方法相适应的支护结构及参数,为锦屏二级水电站多洞交叉口困难地段施工提供了指导依据,从而为实现隧洞群工程顺利施工奠定了基础。     

高地应力下特大异形断面隧洞塌方处理技术

针对高地应力下的锦屏二级水电站隧洞群施工中容易发生的塌方问题,对多洞交叉等难点地段塌方处理技术进行研究.通过对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析,结合隧洞施工理论及方法,得出对锦屏隧洞群施工过程塌方的影响因素主要有地质、断面条件、开挖方法和施工顺序等方面,提出了适合于锦屏特大异形断面"先固结塌方体、再低强度开挖,后加强支护"的总体处理方案,确定了塌方地段低强度开挖的控制爆破技术参数,给出了塌方地段开挖后的加强支护措施.实践表明,研究出的高地应力下施工塌方处理技术可满足工程实际需要.     

既有线下穿箱涵工程对周围环境影响的研究

研究目的:在实际施工中,如何控制箱涵下穿施工对周围地层的扰动影响,是快速、安全进行箱涵顶进施工的关键.某超大断面、施工技术难度很高的箱涵顶进工程,在施工期间为不中断既有公路线的正常通行,采用了管棚支护下箱涵下穿技术.本文通过对其现场测试数据的整理和分析,总结箱涵顶进对周围环境的扰动影响规律.研究结论:(1) 在与箱涵的中心标高一致处,掌子面正前方的深层土体发生最大的水平位移;(2) 通过监测土体与涵壁的接触压力,可以分析顶进过程中注浆及箱涵顶力的作用效果;(3) 采取修正箱涵顶力,可以保证箱涵沿着设计线路顶进;(4) 孔隙水压力是评价箱涵顶进对土层扰动的灵敏准确的指标.     

大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性

研究目的:在盾构始发阶段,由于覆土浅、地层自稳能力差,地层扰动引起的危害已成为不可忽视的问题。基于此,本文以京张高铁清华园隧道工程为背景,依据始发段实际加固方案及现场监测得到的始发段掘进参数,采用有限差分法建立三维泥水平衡盾构隧道数值模型,通过分析始发施工过程中隧道周边地表土体位移,并与现场实测进行对比,研究大直径盾构浅覆土始发段地层位移变化特征。研究结论:(1)数值计算与现场监测结果得到的土体位移规律基本一致,验证了本文盾构法施工数值模拟计算方法的工程实用价值;(2)由于始发竖井端头进行了高压旋喷桩加固,相应的地表沉降明显得到控制改善,印证了加固方案的有效性;(3)得到了大直径泥水盾构浅覆土始发土体变形规律:隧道轴线上方土体的沉降位移最大,为20 mm,两侧逐渐减小,两端呈现轻微上拱趋势,隧道周围土体有向洞室挤人运动的趋势;(4)该研究成果可为类似大直径盾构浅覆土始发工程提供参考。     

矩形顶管法在城市轨道交通中的应用与设计方法

结合矩形顶管法在上海等软土地区城市轨道交通出入口通道设计施工中的应用实践,介绍了矩形顶管法的平面布置、工作井设置、顶管管节设计等关键点的设计方法,可为我国各大城市的轨道交通类似工程的设计及施工提供参考。