软土地层盾构隧道处置方案研究

台州属典型的软土地区,广泛分布厚层状软土,隧道主要位于流塑状淤泥和软塑、局部流塑黏土层中。在该类土层中修建隧道易出现施工期沉降及工后长期沉降大的问题。在参考国内软土地区相关工程经验的基础上,提出针对台州软土盾构隧道的不同处置方案,并进行技术、经济比较,以期为后续工程及类似工程的设计、施工提供参考和借鉴。     

川藏铁路季节性冻土区粗颗粒土边坡温度场特征

以川藏铁路新都桥季节性冻土区粗颗粒土边坡为研究对象,通过建立边坡非稳态相变温度场的数学模型,并结合现场监测,分析边坡冻融界面变化规律、温度场分布特征及边坡不同部位的温度场分布特征。结果表明:新都桥地区粗颗粒土边坡最大冻结深度在0.8~1.0 m,且地表以下2 m范围内温度梯度随时间变化最为剧烈;边坡非恒温层范围内温度场随大气温度变化呈正弦规律变化,且从地表至地下4 m温度变化相对滞后0~3个月;此外,边坡不同部位最大冻结深度约有0~30 cm的差异。     

天津地铁某地下站深基坑岩土工程勘察分析及评价

天津地区地层为一套陆相与海相交互沉积的冲海积地层,地质条件较差,一般7~15m多分布厚层的软土;同时,天津地区地下水位较高,存在微承压水,对地下工程影响较大。天津地铁地下车站一般埋深15~17m,最大埋深30m,一般采用明挖法施工,因此,基坑开挖深度范围内分布有厚层的软土,并受微承压水的影响。所以,对深基坑岩土工程勘察进行分析与评价,对基坑设计及施工尤为重要。通过对某地下站勘察资料的整理及分析,对场区的工程地质条件及存在的问题进行分析与评价,提出措施及建议,为深基坑设计和施工提供丰富的依据,并在施工完成的地铁站中得到验证。     

厦门岛内花岗岩球状风化特征分析及其工程地质问题

为了研究厦门岛内花岗岩球状风化体的分布特征,采用了综合分析和统计分析方法。依据区域构造、水文条件、地形地貌及矿物成分,分析球状风化体的平面分布规律;通过对球状风化体埋深、高程和竖直厚度等统计数据,分析了其在地下的竖直分布规律。得到了如下结论:厦门岛中部筼筜湖断陷平原边缘和北部殿前、高崎到钟宅一带球状风化体最为发育,仙岳山到安兜一带和东南部球状风化体不发育,其它地区零星发育;球状风化体主要以微风化为主,主要发育于全风化和散体状强风化带中,球状风化体埋深呈正态分布,埋深集中在地面下10～20 m范围内,厚度主要分布在0. 1～5. 0 m之间。另外,总结了球状风化体发育区地铁施工遇到的工程地质问题,并提出了工程处理措施,可为类似工程提供经验借鉴。     

苏北平原河网化地区水文计算探讨

苏北平原河网化地区水文计算探讨铁道部第四勘测设计院三处刘奎申苏北平原河网化地区，地势平坦，河渠纵横，形成网状分布，而且水流平缓，很多河流受闸门控制调节，各河道间无明显汇水分界，所以不能用通常使用的水文计算办法推求水位、流量等水文要素。在满足设计要求的...     

京广铁路K1241处路基岩溶塌陷成因分析

武汉市江夏区乌龙泉附近京沪铁路K1240 800~K1241 500段,碳酸盐岩受淮阳“山”字型构造的影响,岩层破碎,发育垂直状宽张节理,岩溶发育。由于受铁路附近 8口水井强抽水的影响,产生了地表塌陷。从地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件以及岩溶发育特征等方面,对产生地表塌陷的原因进行了分析评价,提出了整治工程措施。     

盾构法地铁隧道施工引起的地表变形分析

以南京地铁1号线许府巷—南京站区间隧道为背景,结合现场监测数据及各项掘进参数设置,对土压平衡盾构在富水饱和粉土、粉砂夹细砂、粉细砂地层中掘进引起的地表变形过程和分布规律进行分析,并使用有限差分法程序FLAC3D对考虑盾构施工工序、地下水位、土仓压力和注浆等因素的地表变形进行模拟计算分析。实测分析结果表明地表变形特征为:沉降速率大,测点最大沉降速率在-12~-15 mm.d-1之间;地层稳定快,盾尾脱出2~3 d后地层即趋于稳定;影响范围小,盾构掘进对隧道纵向地表的扰动在刀盘前方约10 m至盾尾后方16~20 m的范围内,横向地表沉降主要分布在隧道中心线两侧各5~7 m的范围内,地表距中心线20 m以外几乎不受影响。模拟计算地表沉降分布结果与实测数据基本吻合。     

雅万高铁动车段软土物理力学特征

印度尼西亚万隆地区的软土由湖积火山灰形成。为了查明该软土对雅加达至万隆高速铁路(雅万高铁)动车段路堤工程的影响,采用现场调查、地质钻探、原位及室内试验等综合勘探手段,研究了软土的分布及物理力学特征。研究发现:该软土为黏土矿物构成的结构性土,具有含水率高、密度小、孔隙比大、液限高、有机质含量高、竖向分层显著等特点; 60 m深范围内均为中-高压缩性土,其中5～19 m、26～42 m深度处物理力学指标较差;液性指数、压缩模量、内聚力和内摩擦角与标贯击数之间具有明显的线性相关性,天然密度与含水率之间具有明显的幂函数关系;雨季期间土体强度较旱季明显弱化。     

长螺旋钻CFG桩施工质量控制技术

正1CFG桩检测武广高速铁路中铁一局集团有限公司管段施工的100个路基工点中有74个工点地基要加固,其中34个工点采用CFG桩处理,总长度974km,间距1.5～2m,正三角形布置,加固土层主要硬塑、软塑粉质黏土,加固范围及工程数量极大。     

高速铁路深厚软土地基物理力学特性分析及沉降控制

为研究东北地区高速铁路软土地基路基物理力学特性及其沉降控制方法,通过物性参数试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验以及固结试验等,并结合工后沉降检算,提出适用于该片区的地基加固手段。研究表明:(1)研究区域软弱夹层分布在地表8 m以下,厚度为4~8 m,液性指数随深度逐渐下降,在14 m处降至最低;(2)0~8 m深度范围内,无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量等指标随深度变大逐渐下降,深度8 m以下,强度指标随深度加深不断上升,在14 m深度处达到峰值;(3)桩长为8~16 m时,工后沉降随着CFG桩长增大线性降低,桩长增至16 m时,工后沉降降幅约为70%,为该区域最优桩长。     

季节性冻土区铁路路基含水率变化特征研究

季节性冻土区路基冻害一直是困扰铁路工程建设和运营的核心问题。针对兰新铁路西段路基冻害严重的问题,探讨不同工程措施对路基冻融循环过程中含水率变化的影响,以及含水率对路基冻结深度及冻胀变形的影响规律。研究结果表明,季节性冻结对兰新铁路西段路基含水率影响的范围在0.4~0.8m,影响深度有限;“隔一挖一”、“隔三挖一”等工程措施能够有效降低路基含水率和冻胀量:含水率降低2%~5%,冻胀变形减少50%~70%。     

黔桂线车河站斜坡软土成因及治理措施

研究目的：位于山前缓坡上的车河站横穿21条自然沟，施工开挖及试填筑时发现大部分沟内分布斜坡软土，需查明其成因、范围、厚度及工程性质，为设计提供依据。 研究方法：参考我院设计的内昆线、水柏线等铁路项目山区斜坡软土研究结论，采用试抗、钻探、静探、轻型动探及试验等综合勘探手段进行研究。 研究结果：车河站共有16条沟内分布斜坡软土，厚度差异较大，共同特点是土质软、成分杂、分布和性质不均匀，且夹有较多碎块石。最后选择了强夯碎石墩对基础进行复合地基加固。 研究结论：地层结构造就了特别的水文地质环境，从而为形成山前缓坡沟槽软土创造条件。治理包括排水、地基置换及挡护3个方面。从施工结果看，采用强夯置换法处理车河站斜坡软土操作容易，效果明显。     

大断面富水复合地层铁路隧道施工关键技术

干庆隧道穿越复合地层。复合地层以饱和粉质黏土为主,间夹粉细砂或砂类土、圆砾类土及半胶结状砂层,组成无规律,结合性能弱,黏聚力低,自稳能力极差,可借鉴成功经验少,施工难度大。为解决施工遇到的技术难题,以干庆隧道为研究背景,通过分析施工影响因素,提出解决措施。为解决富水地层地下水对施工的影响,采用地表大口径深井群井降低地下水位技术、超前短距离管棚快速预注浆预加固围岩。为解决大断面及复合地层施工中的安全风险,加快施工进度,采用多台阶划小施工单元进行开挖、旋喷桩加固拱脚及液压破碎锤精准开挖技术。采用以上技术措施后,该隧道安全快速地通过了富水、复合围岩软弱地层,平均月进尺达30 m,最高达42 m,取得了较好效果。     

云桂高速铁路南盘江特大桥5号拱座边坡岩体卸荷带特征分析

云桂高速铁路南盘江特大桥为主跨416 m的上承式钢管混凝土拱桥,为云桂高速铁路的控制性工程之一。通过工程地质测绘、钻探及平硐勘探等方法和手段,查明特大桥5号拱座边坡岩体的卸荷性状,并在现场平板静力载荷试验的基础上,确定5号拱座基础的承载力,为特大桥的设计和施工提供可靠的地质参数。分析表明:南盘江特大桥5号拱座边坡岩体强卸荷带水平发育深度18~25 m,弱卸荷带水平发育深度26~43 m。边坡岩体具有卸荷带与风化带同时共存的双层地质结构特征。边坡岩体卸荷带发育的深度与边坡形态相关,且受地层岩性和地质构造影响严重。根据现场平板静力载荷试验及相关规范,确定5号拱座基础其基本承载力σ0处于742~867 k Pa。     

淤泥质土封闭作用下侧压力试验研究

天然软土上覆的硬壳层对其下的软土具有封闭作用,会改变其下软土层侧压力分布及传递规律。为探究封闭作用下淤泥质土侧向土压力特性,通过模拟3种不同工况的室内试验,研究含水率、加载方式、硬壳层完整性对侧压力竖向分布规律,侧压力系数及横向传递特性的影响。试验结果表明:侧向土压力沿深度呈上段抛物线、下段近似直线的半抛物线形分布,其半抛物线趋势受含水率、荷载等级的影响;侧压力系数在一定范围内随深度增加,之后趋于稳定,受含水率影响不大。该结果证明,封闭状态下淤泥质土侧向受荷性能具有类似流体的性质,从工程安全角度考虑,设计时可将封闭状态下淤泥质土侧压力系数取为1。同时,硬壳层完整性对淤泥土中应力传递具有一定影响。     

地铁列车作用下软黏土的动力响应试验研究

土体动力特性的研究对地铁列车荷载作用下软黏土地基变形的控制具有重要意义,通过对广州地铁饱和软黏土进行动三轴试验,研究土体的动强度、动应力-动应变关系和动模量特性。结果表明:(1)在循环荷载作用下,该软黏土的动强度低于45 kPa;稳定型和破坏型的ε_d-N曲线变化规律不一致;(2)在同一动应力幅值作用下,当动应变低于动应变极限值时,频率对动骨干曲线的影响较小;(3)其他条件相同时,在振动中期,频率对动弹性模量的影响较小;在振动后期,动弹性模量的衰减程度随频率的增大而增大;土体动弹性模量随动应力幅值的增大而增大;(4)最后通过Hardin-Drnevich模型验证本文基于实验数据得到的新的归一化的试验参数是合理的,且新模型参数可为该地区同类地铁工程的软黏土动力特性研究提供参考。     

浙赣线提速路基基床承载力评估及加固措施

首先根据路基不同深度处的动应力衰减规律和浙赣线既有路基状况,提出了路床土强度控制条件为:基床表层0~0.3m和0.3~0.6m应分别满足160kPa和110kPa的承载力要求,并采用轻型动力触探(N10)对基床土承载力进行了检测和评估,结果表明,不满足基床土强度控制条件地段约占非改线全段的20%。其次,根据基床土承载力检测结果和基床土填料情况,提出了土工布封闭结合土工格室、换填的加固方法,而换填厚度取决于承载力大小和选取用的格室高度,为浙赣线200km/h提速改造提供了依据。     

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。     

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。