盾构法施工荷载对小半径曲线隧道管片防水性能的影响研究

为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响,依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段,选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载,采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型,对施工荷载下管片的张开量以及相应张开量下的管片防水性能进行研究,得到施工荷载对管片防水性能的影响。研究结果表明： 1）油缸推力对环缝影响较大,会加大环缝张开量,但对纵缝影响较小; 2）管片间弹性密封垫的防水性能随管片张开量的增加先增大后减小,在张开量为2 mm以及大于6 mm时存在渗水风险; 3）以张开量2 mm为计算控制标准,油缸推力使直线段管片防水性能下降8%,曲线段下降15%; 4）增大螺栓预紧力能略微提高直线段管片的防水性能,但对曲线段管片的防水性能无影响,曲线段整体防水性能较差。     

深圳地铁9号线盾构法隧道管片预埋滑槽设计研究及探讨

为解决地铁隧道机电设备安装阶段打孔对管片结构的损伤问题,以深圳地铁9号线工程为背景,对盾构法隧道管片预埋滑槽设计进行相应的研究和探讨。通过相关的受力计算分析及试验验证,认为在地铁盾构法隧道内设计预埋滑槽的方案是安全可靠的,实施是可行的,可在相同类型工程中加以推广应用,以达到方便施工、易于维护和节能环保的绿色建造目的。     

盾构在推进时隧道管片产生裂缝、碎裂的原因及防治措施

在盾构推进过程中,经常会出现由于各种原因造成管片产生不同程度的裂缝、碎裂现象,进而造成隧道质量问题,甚至影响工程验收和使用寿命。为系统解决这一质量通病,对盾构施工中出现管片产生裂缝、碎裂的原因进行详细的分析、研究,并提出相应的防治措施,来指导施工,减少管片产生裂缝、碎裂现象。通过现场分析并采用相应措施后,管片产生裂缝和碎裂的现象明显减少,收到良好的效果,对类似工程具有重要指导意义。     

汕头海湾隧道超大直径泥水盾构针对性设计及不良地质施工技术

为应对海域环境土-岩-孤石复合地层超大直径泥水盾构施工存在的重难点及风险,以汕头海湾隧道为工程依托,对泥水盾构的刀盘刀具、冲刷系统、主驱动等进行针对性设计以提高设备适应性,并在孤石处理、刀具配置、掘进参数、施工管理等方面采取针对性施工方案。通过采取以上措施,实现了降低刀具损坏、控制管片上浮、提高施工效率的效果,保障盾构安全、快速通过了不良地质地层。     

地铁施工盾构空推过既有矿山法隧道施工组织设计——以广州地铁6号线二期工程为例

以广州地铁6号线二期工程盾构空推过既有暗挖法隧道工程为例,采用矿山法施工初期支护后由盾构空推安装预制管片作为永久二次衬砌;为了有效控制隧道轴线偏差超限、管片错台、渗漏、破损等质量缺陷,采取分阶段制定施工组织措施,通过优化施工工艺、人料机和环境等方面落实质量控制措施,使工程符合《盾构法隧道施工与验收规范》要求。得出以下结论： 1）初期支护和导向平台的前期施工质量和后期超欠挖处理,直接影响隧道轴线偏差; 2）回填料堆放的数量和位置决定空推进度和盾构推力的大小,隧道背后间隙的及时注浆填充,是质量保证的必要条件。通过分析计算此类工程中回填料堆放实测值的110%,同步注浆量达到80%,后期补充注浆以压力控制为主。     

单管双层特长盾构隧道内部结构预制施工技术——以南京纬三路过江盾构隧道工程为例

为解决单管双层特长盾构隧道施工距离长、施工空间有限和工期紧张等问题,结合南京市纬三路过江通道工程,研究双层盾构隧道内部结构构件的预制施工技术,采用结构构件预制与现浇相结合的梁-板-柱结构体系,合理组织施工步序,探索单管双层特长盾构隧道预制内部构件的施工方案。工程实践表明,现浇内部结构立柱及柱基础,预制上层车道板、烟道隔墙板、排烟通道板和逃生通道板,能够满足双层特长盾构隧道施工进度的要求,可大幅提高施工效率,缩短建设工期,节省工程投资。     

海底岩溶盾构隧道勘察、设计及岩溶处理关键技术研究——以大连地铁5号线火梭区间海底隧道为例

海底岩溶隧道勘察、设计难度大,施工风险高。以大连市地铁5号线海底岩溶大直径盾构隧道为研究对象,首次采用“跨孔CT物探+钻探”的海底隧道岩溶勘察方案,通过有限元计算确定海底岩溶隧道加固范围,通过抗浮计算确定岩溶隧道基底加固标准,提出海底岩溶的海面预处理具体实施方案和盾构针对性设计方案,从而形成一整套海底岩溶盾构隧道勘察、设计及岩溶处理方案。     

隧道盾构穿越码头及防洪水工建筑物设计——以上海市轨道交通10号线二期穿越长航局锚地码头相关改造工程为例

以上海市轨道交通10号线二期穿越长航局锚地码头相关改造工程为例,介绍了隧道盾构穿越码头及防洪水工建筑物的设计,通过方案对比分析,论证了改造方案的可靠性及经济性,总结了设计及施工过程中的要点,可为今后同类工程的设计及施工提供参考。     

膨胀土地层泥水盾构停机时开挖面破坏原因及防治措施研究——以扬州瘦西湖隧道工程为例

为解决扬州瘦西湖隧道泥水盾构在膨胀性黏土地层停机时开挖面失稳和地面塌陷的问题,采用膨胀试验和崩解试验,研究下蜀黏土的膨胀特性和崩解特性。利用现场实测资料和数值模拟结果分析和论证膨胀性黏土地层停机时地表塌陷的原因： 泥浆持续渗透引起开挖面前方土体膨胀、崩解和剥落是导致开挖面失稳的原因; 开挖面的失稳过程可以分为4个阶段,分别是泥浆渗透阶段、开挖面前方土体膨胀崩解阶段和开挖面上方土体塌落阶段、塌落发展到地表形成地表塌陷阶段。提出控制盾构掘进参数、多次短停、适当提高泥水支护压力和适当增加泥浆密度、黏度等防止泥水盾构在膨胀性黏土地层停机时开挖面破坏的措施,并指导现场施工,取得较好的应用效果。     

砂卵石地层泥水盾构施工技术难点及控制措施分析——以兰州地铁穿黄隧道工程为例

为解决泥水盾构在砂卵石地层掘进过程中所面临的刀盘结构磨损严重、刀盘开口率调节不便、刀具磨损严重、泥水环流系统堵塞以及泥浆管路磨损严重等工程技术难题,针对兰州地铁穿黄隧道工程富水砂卵石地层条件,提出刀盘结构适应性改进措施、刀具磨损控制措施、环流系统改进措施以及泥浆管路磨损控制措施。研究表明： 1）对刀盘结构进行适应性改进,可有效解决砂卵石地层刀盘结构磨损严重和刀盘开口率调节等问题; 2）将边缘单刃滚刀改为双刃滚刀,导流刀改为撕裂刀,可有效增强盾构刀具的耐磨性能,提高盾构的掘进效率; 3）从碎石系统改进和大漂石、卵石处理2个方面对盾构环流系统进行改进,可有效解决盾构环流系统堵塞的问题; 4）将整体泥浆管路分为3段,相邻管路之间用法兰盘连接,可有效解决泥浆管路局部磨损严重的难题。     

明挖隧道施工期间下方共线地铁盾构区间上浮控制技术——以深圳市桂庙路快速化改造工程为例

深圳市桂庙路快速化改造工程与下卧深圳地铁11号线平面共线长达3 km。为解决上方基坑开挖过程中引起的下方既有地铁运营盾构区间上浮变形问题,在施工期对下卧盾构区间隧道进行长期自动化监测的基础上,结合数值分析计算,确定下卧地铁盾构区间产生上浮变形的原因。在对比分析开挖工况、地质条件、结构施工和开挖范围及长度等因素对盾构隧道上浮变形影响规律的基础上,结合项目施工上浮控制经验,提出三重高压旋喷桩和三轴搅拌桩地层加固、调整结构施工工序并采用分幅施工方案、提前施作竖井+抗浮板+抗拔桩等地铁盾构区间上浮变形控制措施。现场实践表明,竖井+抗浮板+抗拔桩措施对地铁上浮控制十分有效,能够确保基坑施工期间下卧地铁的运营安全。     

铁路隧道深竖井反井法施工技术研究及应用——以当金山隧道为例

为满足特长铁路隧道建设期施工通风和运营期防灾救援的需要,打造立体通风方式,加快隧道施工速度,避免因传统钻爆法带来的安全和环保方面的问题,以敦格铁路当金山隧道竖井为例,通过对施工方法的研究和工程特点的分析,进行方案比选,结合2号竖井的地质条件,改进反井法施工工艺。结果表明： 1）采用气动潜孔锤技术施工导孔与BMC600反井钻机施工扩孔相结合的方式,使用KXP-2D（S）数字罗盘测斜仪进行测斜,成功钻成直径为3.0 m、深度为442 m的深竖井; 2）通过合理控制钻进参数,可以有效控制竖井偏斜,偏斜率仅0.8%,成井速度快、质量好、安全系数高; 3）反井法一次成井施工铁路隧道深竖井完全可行,机械化程度高,充分显示了反井法的优越性和先进性。     

富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工地表沉降分析——以杭州紫之隧道为例

为深入了解富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工引起的地表沉降特征,以杭州紫之隧道北口浅埋暗挖段工程为依托,采用现场监测数据分析与数值模拟计算相结合的方法,分析地下水渗流作用对地表沉降的影响。分析结果表明:1)在地下水渗流作用下,横向和纵向地表沉降槽宽度系数的拟合值均大于文献中对黏土的建议值;2)在隧道施工过程中,地层孔压下降范围逐渐扩大,地下水渗流是沉降槽宽度增加的主要原因;3)地表沉降主要发生在隧道外侧起拱线处、与水平方向成45°+φ/2的斜线之间区域(φ为隧道上覆土层平均内摩擦角)。     

大跨度深埋城市隧道横断面结构形式及应用——以苏州市春申湖隧道为例

以苏州市春申湖快速路工程为研究对象,分析城市快速路系统越来越多采用地下敷设形式的根本原因。结合春申湖隧道工程的工程实践,针对大跨度深埋隧道的具体应用场景,通过对比各种隧道横断面的结构型式、受力特点和适用范围,推荐具有跨越能力大、结构合理、施工方便的折板拱结构,为其他城市大跨度深埋隧道的建设提供参考。     

地震散射技术在盾构隧道海底孤石探测中的应用———以横琴隧道为例

针对珠海横琴海底盾构隧道孤石探测这一工程勘察难点,选用具有高分辨特点的地震散射新技术,通过小排列密集采集方式,进行2 m×1 m 的网格观测,获得轴向间距1 m、横向2 m、垂向0. 5 m 的三维速度结构和地质界面分布。以波速大于2 400 m/ s 为识别基岩与孤石的指标,得到其高程分布;对三维波速结构进行水平、纵向和横向切片,展现基岩与孤石的分布图像。勘探发现 26 处孤石,其中9 处直径超过3 m。通过证实,物探与钻探的吻合率达到90%,平均深度误差在1 m 以内。实际应用结果表明地震散射技术具有采集灵活、分辨率高的特点,特别适合孤石勘探。     

盾构法T接隧道结构受力现场试验研究——以宁波轨道交通3号线联络通道为例

为了了解盾构法T接隧道在施工过程中主隧道外部的荷载以及响应,以国内第一条使用机械法施工的联络通道--宁波轨道交通3号线为背景进行研究。本文通过研究施工过程中的施工工况节点,现场监测主隧道结构的外荷载、收敛变形并计算结构内力,得到在整个施工过程中主隧道的结构响应及其变化规律。通过本文的研究,可以得出以下结论： 1）施工过程可依据外部荷载和结构体系进行划分工况,各工况具有明显的不同响应; 2）始发端和接收端的内力变化主要受到盾构顶力和外部注浆荷载的影响,且主要影响切削侧,切削过程中的内力增量在10%～20%,注浆压力影响的增量部分达到了50%; 3）各环及内支撑轴力增量在200 kN以下,破洞位置导致的轴力损失可以由其余位置共同承担,不需要特殊的破洞阶段超载设计。     

长距离大直径泥水盾构隧道洞内无轨运输优化模型研究——以苏通GIL综合管廊工程为例

在无轨运输方式下,随着隧道掘进距离的增长,洞内车辆调度成为制约盾构高效掘进的关键因素。为优化长距离盾构隧道洞内车辆物料运输流程,提高车辆的运输效率,以苏通GIL综合管廊工程为例,对独头掘进5 468 m的长距离泥水盾构隧道进行物料运输优化,并建立长距离隧道车辆无轨运输优化模型。结果表明： 车辆极限运输长度Lmax和车辆投入数目呈正相关关系,投入6辆双头车可以满足本工程独头掘进5 468 m的运输需求; 车辆最长滞留时间相比于原方案减少131 min。该优化模型可为苏通GIL综合管廊工程洞内物料运输方案提供理论指导,并为类似工程提供参考。     

城市雨水现状与收集、利用前景——以乌鲁木齐市为例

目前乌鲁木齐市雨水没有专门的收集系统,基本上与污水合流,对雨水现状的收集利用没有统一的管理。雨水的收集和利用解决的并不仅仅是水的问题,它还可以减轻日显巨大的自来水的供水压力、路面积水等问题。对水土流失、河水污染等问题也有一定的缓解作用。     

粉土层越江盾构隧道结构受力演化分析和安全评价方法——以苏通GIL综合管廊为例

为了研究粉土层越江盾构隧道结构受力演化过程以及提出对应的隧道结构安全评价方法,依托苏通GIL综合管廊工程,以水陆交界粉土地质区段错缝拼装盾构结构为对象,采用梁单元嵌入方式,建立考虑斜螺栓连接构造的三维仿真计算模型,分析泥砂淤积和淤滩作用下管片结构应力分布与变形裂损发展过程,揭示外力影响下结构力学损伤演化规律;进而结合设计、规范要求及类似工程实例,提炼粉土层隧道结构长期安全变形控制指标,制定基于最不利原则的安全评价分级标准。研究表明： 1）在淤积和淤滩作用下,结构损伤次序均为混凝土达单轴抗压强度、混凝土达三轴抗压强度和钢筋屈服; 2）淤积工况的竖向收敛依次为606、81、1138 mm,淤滩工况的竖向收敛依次为861、1172、1479 mm,淤滩导致的竖向收敛13~15倍于淤积工况收敛,计算数据基本符合工程经验; 3）取便于监测的钢筋应力、螺栓轴力和接缝张开作为长期健康监测变形控制指标,根据结构损伤状态和设计要求,制定4级评价标准。     

基于岩土控制变形工法的公路隧道施工变形分析——以野猪山隧道为例

宁波野猪山公路隧道右线出口段埋深浅、围岩差,采用岩土控制变形工法施工。该工法在我国公路隧道施工中几乎未有使用。本文通过数值模拟和现场监测数据对比分析,得出:1)隧道地表沉降的开挖空间效应约为0.6倍跨径,并据敏感程度划分为沉降敏感区、敏感过渡区、稳定区3个区域;2)隧道拱顶沉降约60%发生在掌子面到达监测断面前,开挖空间效应稍大于单倍跨径;3)隧道掌子面挤出变形呈外凸抛物面形态,建议施工中纤维锚杆的搭接长度设为6 m,并据挤出变形发展速率划分为快速发展、稳定发展、基本稳定3个阶段。