地面出入式盾构法隧道施工同步注浆工程应用研究

 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。     

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。     

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。     

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。     

平行隧道盾构施工对土体变形的影响分析

采用有限差分软件FLAC^3D,建立盾构隧道的三维数值模型,研究平行盾构隧道施工引起的地表沉降和土体水平变形规律。比较了单、双孔隧道施工地表沉降的特点,分析了平行盾构隧道施工的同步性、掌子面距离、注浆时间和土舱压力等对土体变形的影响,研究结果对实际工程具有一定的参考意义。     

盾构隧道壁后注浆压力对土体变形影响分析

采用FLAC3D软件对隧道施工过程及注浆压力进行数值模拟计算,分析注浆压力对土体变形的影响,通过分析得出:采用不同注浆压力进行充填壁后空隙时,盾构隧道壁后土体变形差异较大;当壁后注浆压力控制在0.2 MPa时,盾构隧道壁后土体变形量较小,地表沉降可以得到一定控制。     

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。     

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。     

软土层中类矩形盾构掘进施工引起地层竖向变形实测与分析

 类矩形盾构断面形状、机械配置与圆形盾构的差异必然引起地层变形规律有所不同,以国内首例软土层中类矩形盾构地铁隧道工程为背景,依据现场实测地表变形、土体分层沉降数据,分析类矩形盾构隧道施工引起地层竖向变形的基本规律,并结合变形机制对施工控制提出建议。结果表明：类矩形盾构施工引起地表沉降最大值约50 mm,开挖面前方影响范围约20 m;地表竖向位移随时间发展呈现出缓慢沉降(隆起)、急剧隆起、快速沉降、平稳沉降4个阶段,沉降主要发生在盾构通过后,由软土地层受扰动后固结引起。地层竖向变形主要受土仓压力、盾尾注浆、盾构姿态等因素的影响,其中,盾构掘进姿态控制是盾构两侧土体竖向位移方向相反的主要原因,盾构姿态对周围地层变形影响比单圆盾构更显著。     

注浆施工过程对既有桩基变形影响的有限元模拟研究

隧道下穿建筑物时,注浆加固过程可能会对建筑物桩基产生不利影响。文中依托深圳某盾构隧道下穿建筑物注浆加固项目,通过PLAXIS 3D有限元软件模拟了袖阀管注浆过程对桩基产生的影响。结果表明桩的水平位移随注浆压力增大而增大,但桩的竖向位移随注浆压力增大而减小;注浆过程对土体扰动后,建筑物周边棱角处出现最大沉降,其值为2.5mm,桩的最大沉降为2.32mm。     

盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策

从盾构开挖面平衡状态及隧道水底抗浮平衡条件着手，推导了土压平衡盾构开挖工作面水土压力与密封舱内压力动态平衡公式，得到了盾构穿越水底浅覆土保持土体及隧道稳定所需的最小覆土厚度。结合南京地铁南北线一期工程，提出超浅覆土情况下水底隧道盾构施工应采取的工程对策。并介绍了南京地铁试验段工程采取的措施及取得的效果。相关结论可供水底隧道、地铁区间隧道浅覆土进出洞盾构施工参考。     

顶管施工土体扰动的实测分析研究

对福州某工程顶管施工期间地表位移、土体位移及孔隙水压力进行了现场监测,并根据实测结果分析研究了顶管施工的土体扰动特性。结果表明,顶管施工引起的地表位移可分为顶管到达前沉降、施工扰动沉降、管土间隙沉降及土体固结沉降四个阶段;土体位移(相对地表)在顶管机头距离监测断面5m范围内达到最大,而孔隙水压力变化比土体位移变化要及时,可通过监测孔隙水压力对施工引起的土层移动作出超前预测。     

小曲率半径转弯隧道盾构施工扰动实测分析

 受规划及已建结构物的制约,小曲率半径转弯盾构隧道的应用越来越广,小曲率半径转弯隧道盾构施工对紧邻土体扰动有待研究。以广州220 kV犀牛站电缆隧道工程为背景,通过动态监测小曲率半径段转弯盾构施工引起土体分层沉降、水平位移、孔隙水压力的变化,分析小曲率半径转弯隧道盾构掘进对紧邻土体的扰动规律。分析结果表明小曲率半径隧道转弯段盾构掘进过程中,隧道侧边土体沉降及水平位移与直线段隧道有显著不同,且会增加对周边环境的扰动,应引起足够重视。隧道转弯段外侧土体的沉降规律与直线段隧道不同,在盾体挤压作用下竖向离隧道较近的土层不是沉降最大的,甚至可能产生隆起。转弯段土体的深层水平位移由两部分位移的叠加而成：一是盾体通过过程中,由于盾体挤压作用而产生的向外远离隧道的位移;二是由于盾体转弯造成不对称变形,转弯外侧挤压向隧道外位移,转弯内侧卸载向隧道内位移。     

复杂地层盾构施工信息化及扰动位移控制

以北京地铁十号线麦子店西路站～亮马河站地铁区间隧道工程为背景,针对砾石层等复杂地层孔隙及渗透率大、盾构施工过程注浆压力及注浆量等参数控制困难、土体位移和地表沉降预测及控制困难等相关技术和理论问题,通过模型试验、数值模拟、现场实测等综合方法,对土压平衡及壁后注浆方案优化、施工参数优化等问题进行系统的研究,利用现场监测数据,调整施工方案及参数,实时反馈。从而在确保该工程安全、优质、高效的同时,为今后复杂地层条件下,盾构隧道的施工、地面环境的保护提供理论指导和依据。     

大直径泥水盾构施工微扰动现场监测研究

盾构隧道施工产生的土体扰动会影响土体强度并使土体产生变形,引起地表沉降。以江阴市澄江西路隧道工程为依托,采用非开挖方法埋设水平测斜管形成沉降监测剖面来实时监测施工面上覆土体变形,进而对盾构隧道施工微扰动进行现场监测研究。数据分析表明,水平测斜监测与施工监测地表沉降的数据符合性较好,可作为类似项目的测试手段。     

软土地层盾构隧道浅埋施工对地层应力场的扰动影响

盾构隧道施工必将引起周围地层的应力场扰动。利用数值方法建立了盾构隧道动态开挖模型,依托厦门地铁区间隧道浅埋施工工程,分析了盾构开挖过程对软土地层应力场的扰动规律,并进一步研究了隧道埋深对扰动效果的影响。结果表明,盾构隧道开挖对隧道侧面水平土压力和上方竖向土压力影响显著,尤其是盾尾注浆的挤压作用使土压力大幅增加,而后伴随注浆压力消散逐渐降低至稳定状态;增大隧道埋深对侧面水平土压力变化规律影响不大,但上方竖向土压力变化量显著减小,即深埋情况下地层抵抗扰动影响的能力有所提高;距离开挖空间越近,地层应力场受盾构施工扰动影响越明显,主要影响范围集中在隧道周围1.0D区域,浅埋开挖时引起地层土压力变化率较大,因此应加强浅埋施工近距地层的稳定性。