下穿式盾构泥水压力对既有隧道的影响分析

相互交叉的隧道近距离施工中，新建隧道施工必然会对既有隧道造成扰动，当盾构开挖面在既有隧道附近推进时，泥水盾构压力舱内泥水压力的变化会对既有隧道变形产生影响。采用三维有限元法，对泥水盾构在既有隧道下方推进时泥水压力与既有隧道变形的关系进行了研究。结果表明，既有隧道的沉降随着泥水压力的减小而逐渐增大，实际施工中，为减小此影响应将泥水压力比控制在0．8-1．0之内。     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

基于PFC的盾构穿越既有隧道稳定性分析

新建隧道近距离穿越既有地铁隧道时,不但会诱发地表沉降,并且对既有地铁隧道也将产生不利影响。针对盾构近距离下穿既有隧道施工,构建二维颗粒流数值模型,研究新建盾构隧道近距离下穿既有隧道开挖面破坏形态、支护力与开挖位移关系、纵向地表变形及既有隧道周围土压力分布模式。研究表明:盾构开挖面支护压力随着开挖面位移的增加呈现先增加后减小的趋势,由于既有隧道的存在,开挖面逐渐远离既有隧道时,盾构开挖面支护压力较开挖面逐渐接近既有隧道时大。最大地表纵向沉降值出现在距离既有隧道中心2D范围内,随着盾构推进,新建隧道管片上方土压力表现为平缓增加的趋势,当远离既有隧道时,隧道上方水平土压力整体逐渐增加,盾构开挖面前方区域沿深度方向的土压力呈显著的非线性分布。研究成果可为今后此类施工提供理论依据和指导。     

大直径盾构下穿运营地铁变形控制研究

基于直径15 m级泥水盾构穿越轨道交通运营地铁施工,针对上海地区软土地层土体力学性质较差、地层成拱能力较低的特点,研究大直径盾构下穿运营地铁变形控制,为今后类似工程的设计与施工提供参考。在国内外学者研究成果的基础上,依托具体的工程实例,综合考虑在建隧道与既有隧道之间的动态相互作用,从盾构正面泥水平衡压力、泥水质量、推进速度、管片拼装、同步注浆和盾构姿态控制等方面综合考虑,对大直径盾构下穿运营地铁变形控制进行研究。     

超大直径盾构推进引起周围土体变形和土水压力变化分析

本文以上海市中环线上中路越江隧道Φ14.87m超大直径隧道工程为背景,阐述了超大直径气压平衡泥水盾构推进施工过程中,不同施工工况条件下周围土体的土压力、水压力和土体位移等参数的变化过程,分析了超大直径泥水盾构在软土地区施工时,盾构施工对周围土体的影响规律,给出了不同断面上土体的沉降历时曲线,为今后同类工程施工提供了有益的借鉴.     

大直径泥水盾构近距离穿越桥桩影响分析

为了确保大直径泥水盾构安全顺利穿越桥桩,避免桥梁桩基的过量变形,依托天津站—天津西站地下直径线工程,分析了泥水盾构近距离穿越时对桩基的影响。通过数值模拟及对现场监测数据的分析,明确了泥水盾构近距离穿越桥桩时桩基的变形规律以及重要的影响因素。研究结果表明:大直径泥水盾构近距离穿越桥桩,桩基竖向变形为隆起;盾构开挖范围内桩基横向水平变形最大,主要向盾构隧道所在一侧发生偏移。桩基变形有别于土压平衡盾构其主要原因为泥浆、同步注浆的影响,数值模拟应重点考虑隧道周围液体的影响。盾构近距离施工时应综合考虑泥浆的浓度、流动性以及合理增加同步注浆的压力。     

新建盾构隧道施工对近接平行隧道的影响分析

针对软土地层中浅埋大直径盾构隧道施工对既有近距离平行隧道的影响,以上海人民路越江隧道工程为背景,采用三维有限差分数值分析方法对南线隧道施工引起北线隧道的变形和洞周土压力的变化规律进行了研究。数值模拟结果表明新建隧道施工会使既有隧道侧向受压,引起既有隧道拱腰部位产生较大的压缩变形,拱顶及仰拱部位产生较大的张拉变形。新建隧道掘进过程中,既有隧道周围土压力经历增加、减小和趋于稳定三个状态。将数值计算结果与现场实测资料进行对比分析,表明计算值与实测值基本一致。此外,数值计算还有效弥补了现场实测在土体位移分布和土体塑性区形成方面的不足,计算结果表明受新建隧道施工影响,既有隧道周围地层位移和塑性区范围都有增加。研究结果可以为浅埋大直径近距离越江盾构隧道的设计和施工提供参考。     

浅埋盾构隧道上跨既有运营隧道施工影响分析

以青岛地铁6号线为背景,基于Abaqus建立了三维有限元计算模型,研究了盾构隧道对既有隧道的影响.研究结果表明,对于盾构施工上跨既有隧道,在上跨区域的既有隧道顶部会产生竖向沉降,构施工至相应监测管片处既有隧道顶部会产生较明显的沉降增量,待施工继续进行这一增量也逐渐减小,即盾构施工所产生的扰动也相应减小.     

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。     

双圆隧道盾构推进对周围环境影响的现场监测

结合中国第一条双圆隧道工程施工,对双圆隧道盾构推进对周围环境影响的现场监测方法进行了论述.文章以双圆盾构隧道区间施工为实例给出了双圆盾构推进过程中周围土体的变形、土压力、水压力变化的监测方法与测点布置方案,据此监测方案,可以详细监测与分析盾构推进过程中周围土体的地表变形、深层土体变形及土体中的土压力、水压力的变化,从而揭示盾构推进对周围的土体环境的扰动影响规律.     

泥水盾构用泥浆浆液的流变性能研究

用预水化法配制泥浆浆液,通过测量泥浆浆液的漏斗粘度、滤失量和流变性能研究了膨润土含量和CMC掺量对泥浆性能的影响。结果表明:低固含量时,随着膨润土含量的增加,泥浆的漏斗粘度、表观粘度和塑性粘度显著提高,滤失量逐渐降低;而当固含量较高时,随着膨润土含量的增加泥浆的滤失量、粘度等性能趋于稳定。随着CMC掺量的提高,泥浆粘度和抗滤失性能得到明显提高。综合考虑膨润土含量和CMC掺量的影响,当膨润土和CMC配比为3 000:1时泥浆粘度大,泥浆滤失量小,较易形成薄而致密的泥膜,综合性能最佳。     

用于泥水盾构隧道的聚合物正电胶泥浆研究

通过试验发现聚合物和正电胶(MMH)作为处理剂具有抑制粘土分散、稳定砂土和改善泥浆特性等效果,据此经主要原材料优选试验、造浆率试验、抗污染试验及分散岩屑回收率试验研发了聚合物正电胶泥浆(PMS).在上海复兴东路泥水盾构隧道工程中的应用结果表明:PMS能生成孔隙小、致密性高且厚度大的泥膜,具有良好的实用性及应用前景.     

泥水平衡盾构新型不分散泥水材料试验研究

鉴于目前大多采用的分散泥水体系有废弃泥浆排放量大、浆液指标控制难、新浆材料用量大等不足,在室内试验与现场试验的基础上,开发了新型配方的不分散泥水材料.新配置的泥水材料具有不分散性、触变性、抑制性、携带性等特点,各个配方在工程相关的要求上表现良好,泥浆回收率可达90%以上;新型材料泥浆对携带细小颗粒作用明显,试验数据证明理论上的泥水网状结构是存在的;经过循环后,泥水黏度值基本不变.     

东北地区冬期泥水盾构施工泥水循环系统处理技术

工程施工地区位于我国高寒地带,具有冬期温度低、持续时间长的特点。结合泥水平衡盾构施工工艺要求,通过大量调研和现场实践,对泥水循环系统采用了合理有效的保温措施,并以现场试验为保障,保证了冬期施工的顺利进行。以长长吉松花江盾构工程为例,详细阐述了在东北低温气候条件下泥水平衡盾构泥水循环及设备保温处理技术。     

泥水加压平衡盾构泥水处理系统的研究与应用

泥水加压平衡盾构是20世纪70年代开发应用的密闭式盾构掘进机,它具有自动化程度高、开挖面稳定、掘进速度快等优点,成为当今国际上一种先进的盾构,并在日本、英国、德国等国家得到广泛的工程应用,比较典型的是日本东京湾道路工程9.2km双线隧道,就采用了8台φ14.14m泥水加压盾构。1 国内外泥水加压平衡盾构的泥水处理技术现状1.1 国外     

泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量

泥水盾构掘进过程中,由于泥水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透特性以及泥水的流体力学性质,导致泥浆向开挖地层渗透,逐渐形成泥膜。泥膜不但起到“止水”的效果,而且本身也具有一定的力学性质。本文以过滤模型为基础,假设泥膜为弹性介质,利用弹性模量的定义,求解出了泥膜的弹性模量。随着开挖面的掘削,泥膜随着时间不断的形成,其弹性模量也随着时间发生变化。泥膜弹性模量的求解使得泥水盾构正面稳定的判断更加的准确,盾构施工参数的控制更加科学。     

复杂地层泥水盾构泥浆及渣土综合处理施工技术

为解决由于黏土或含泥量大的地层造浆能力强,泥水盾构掘进产生废弃泥浆量大及砂层或含砂率高的地层中渣土富含的砂石资源存在浪费,利用不充分的问题,本文以新白广城际白云机场隧道段工程为例,通过重点介绍工艺流程、材料设备投入及操作要点,分析"盾构弃浆代替膨润土用于同步注浆+压滤机泥浆处理+洗砂机筛分渣土"综合处理工艺在盾构泥浆零外运及盾构渣土资源利用上的处理效果.     

大型泥水盾构泥水材料体系及其调控技术

结合上海人民路越江双线隧道工程实际,探讨了不同泥水材料体系对掘进土层适应性问题,同时自主开发出提高粘度和砂性土层适应性更强的新型高效泥水材料。详细介绍了针对不同土层属性相适应泥水材料体系调控方法:两线隧道浆液调配法、补充工程废浆(黏土粉)法、黏土粉新浆匹配法。     

泥浆的有效静液压力及在泥浆护壁中的作用

泥皮质量是防渗墙施工中泥浆护壁效果的关键,目前泥浆的配制主要依据工程类比经验,为了揭示泥皮质量与支撑槽壁的静液压力间的关系,研究了泥皮在防渗性能试验中的形成规律,建立了泥皮形成参数与槽壁稳定性之间关系式。研究表明,当泥皮有效护壁抗力强度达到0.125 MPa,开挖速度小于0.5 m/h时,能有效保证卵石层成槽稳定性。