富水砂性地层中地铁盾构下穿铁路施工引起的沉降分析

以富水砂性地质条件下某地铁区间盾构隧道下穿铁路施工工程为背景,研究下穿施工引起地 表沉降的规律。首先对Ｐｅｃｋ方程进行分析,提出地表差异沉降系数的概念,用于表征盾构施工引起的 地表最大差异沉降。然后利用数值模拟方法分析地层损失率、隧道埋深、地层加固等因素对铁路设施沉 降的影响规律。结果表明:地层损失率在０．５％ ～３．０％变化时,减小地层损失可以同时降低地表沉降 及差异沉降,控制地层损失率在１．０％以内,可满足铁路设施变形控制标准;增大隧道埋深可以降低地 表最大沉降量,同时可以降低地表最大差异沉降;对隧道周围土体注浆加固可以显著降低盾构下穿铁 路施工引起的铁路设施沉降。     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

小净距下穿地铁运营线盾构接收施工技术研究

盾构小净距下穿地铁运营线对既有地铁沉降变形影响风险大,盾构接收时施工难度高,如何控制对既有地铁运营线的影响以及保证盾构接收安全是施工的关键.为降低小净距下穿地铁运营线盾构接收施工时的风险,文章基于杭海城际铁路余杭至许村区间,针对盾构在小净距下穿地铁1号线并进行盾构接收施工时存在的沉降控制难度大和盾构接收洞门涌水、涌砂等问题,在工程水文地质条件、既有运营地铁线现状及施工风险分析基础上,通过采用端头井加固、洞内深孔注浆、自动化实时监测以及钢套筒辅助接收等施工技术及控制措施,控制了盾构下穿对既有地铁的沉降影响并保证了既有地铁运营安全,有效地控制了盾构接收的风险,成功完成了下穿运营地铁及盾构接收施工.     

岩石地层小净距曲线隧道斜下穿高铁风险分析

采用三维有限元计算方法,研究大连地铁５号线区间下穿丹大高铁明挖扩大基础桥梁风险情况,模拟盾构施工全过程,对高铁桥梁基础、墩台、轨道沉降、倾斜规律进行预测分析,计算结果显示岩石地层小净距斜交曲线隧道下穿高铁通过控制盾构掘进参数可保障高铁墩台沉降小于０．３ｍｍ、轨道高低不平顺值小于４ｍｍ要求。结合现场施工情况提出了通过建立试验段,收集掘进参数,优化调整盾构土仓压力、推力、转速等措施,实现安全顺利下穿,确保了铁路运营安全。     

WSS深孔注浆加固技术在地铁施工中的应用

WSS深孔注浆加固工艺是目前国内较有效改良软弱复杂地层稳定性的施工工艺,可有效保障地铁区间施工的安全、质量、进度和造价,也是当前各省市盾构下穿房屋建筑物采用的常用加固手段。文章结合广州市轨道交通十八号线和二十二号线工程盾构下穿数个密集房屋建筑群的实践,阐述了盾构下穿密集房屋群的深孔注浆技术,施工结果表明,此注浆方法可有效实现盾构机穿越复杂地层,有效降低因盾构掘进造成的地表房屋沉降,可在类似地质条件下地铁盾构区间隧道深孔注浆施工中推广使用。     

基于徐州地层地铁隧道施工的Peck公式修正

为研究徐州地区地铁隧道施工引起的地表沉降问题,通过对徐州地铁隧道监测得到的实测地 表沉降数据的分析,结合徐州地区的实际地质条件,运用数学分析方法,得到Ｐｅｃｋ公式的两个修正系 数:地表最大沉降修正系数α 和沉降槽宽度修正系数β;将这两个修正系数引入原始Ｐｅｃｋ公式中,使修 正后的Ｐｅｃｋ公式适用于徐州地区地质条件下的研究区段。实测数据研究显示,当地表最大沉降修正系 数α 位于0．5～0．9区间、沉降槽宽度修正系数β 位于0．6～1．0区间时,修正后的Ｐｅｃｋ公式预测曲线可 以更为精确地预测地表沉降。     

上软下硬地层盾构斜穿建筑群“仓-注”联合控制技术下的地表变形规律研究

为研究盾构在上软下硬地层工况下盾构斜穿建筑群的安全稳定性,以深圳地铁14号线四坳区间为工程依托,建立盾构穿越建筑群实际工况的1∶1模型,研究在盾构下穿建筑物过程中在不同土仓压力和注浆加固联合作用下地表沉降的变形规律。通过研究不同土仓压力下的地表变形,对土仓压力进行变量分析,提出在此工况下最佳的土仓压力控制值;并基于施工建议土仓压力值对盾构下穿建筑物的不同加固深度进行研究,得出了保证建筑物稳定的7ｍ最小加固深度,确保建筑物稳定,为同类工程提供施工建议。     

地铁车站基坑和区间隧道近接施工对地面建筑物影响分析

沈阳地铁十号线滂江街站和滂江街站—长安路站区间(后面简称滂长区间)近接某老旧居民楼施工,车站基坑深约25 m,与该楼水平距离10.5 m,区间下穿该楼,竖向距离16 m。车站与区间施工对该建筑物进行多次扰动,形成叠加影响,该建筑物沉降变形风险较大。采用大型有限元软件ABAQUS对车站和区间的施工过程进行模拟分析,对该楼沉降进行预测,为风险工程保护措施提供参考依据。计算结果表明,左线盾构下穿施工引起该楼的沉降占总沉降的大部分,应重点加强左线盾构掘进过程的施工参数控制,确保建筑物沉降控制在允许范围之内。     

研究：盾构下穿铁路施工技术与风险控制

郑州市轨道交通8号线一期工程土建施工01标05工区冬青街站～南流村站区间下穿西到线、北西发线铁路线,盾构下穿铁路线的地层主要是黏质粉土、粉质粘土,埋深17m,区间水位约12m。研究人员根据多年实际施工方案,结合当前盾构下穿铁路施工技术研究内容,开展了盾构下穿铁路施工技术要点与风险控制措施研究。     

盾构隧道下穿铁路群的路基加固及沉降分析

以福州地铁二号线(上洋站—鼓山站区间)为依托工程,盾构隧道下穿段要求施工对铁路两轨造成的沉降差异应控制在5 mm以内,因此有必要通过建立三维有限元模型对盾构隧道下穿引起的铁路路基沉降进行数值分析。通过MIDAS/GTS有限元软件建立数值模型对下穿工况进行模拟,研究总结了铁路轨道走向以及隧道掘进方向地表沉降的规律。数值模拟结果表明,在对地铁下穿段范围内的土体采取注浆加固措施后,盾构隧道施工对既有铁路路基造成的不均匀沉降可以得到有效的控制;同时,计算得到的管片注浆参数及盾构机内土舱压力为相似盾构隧道下穿工程的设计、施工提供了重要的参考依据。     

近距平行双线盾构隧道地表沉降曲线分析

由于盾构隧道的修建过程极易造成周边土体变形,因此,准确预测盾构施工引起的地表沉降是盾构工程亟待解决的难点问题之一.依托西安地铁某区间双线平行隧道工程,采用数值模拟与现场监测的方法,分析了双线平行盾构隧道开挖对地表沉降造成的影响.研究的结果表明:在隧道埋深一定时,随着两隧道间距的增大,沉降曲线的最大沉降值逐渐减小,沉降曲...     

黄土地层盾构隧道长距离下穿湖泊安全性研究

为评价盾构隧道下穿湖泊的施工安全性，依托西安地铁 8号线曲江池西路—曲江池寒窑区间工程，采用多物理场耦合软件建立黄土地层盾构隧道下穿曲江池的隧道开挖模型，并选取四种典型工况从盾构开挖面稳定性、盾构施工地表沉降以及盾构管片结构安全性三个方面进行分析。研究结果表明:随着盾构隧道开挖，围岩塑性区范围逐渐增大呈现“水平椭圆”状，且四种典型工况下未出现贯通盾构开挖面与地表以及贯通左线与右线围岩的塑性区，即盾构施工过程中开挖面相对稳定；四种典型开挖工况下的施工地表沉降量最大值为 20．42ｍｍ，出现于隧道线正上方地表，满足规范要求；管片结构的最大主应力与最大剪应力数值较小，均出现于隧道前半段的拱腰处，盾构管片受力相对安全。研究成果对于保证盾构下穿湖泊安全施工具有重要工程意义，也可为类似工程的建设和运营提供借鉴和参考。     

软流塑地层盾构交叠隧道控制措施研究

为研究在软流塑地层进行盾构交叠施工过程中隧道过度沉降以及突然失稳的控制措施。以南京地铁 5号线三山街站—朝天宫站区间隧道交叠 1号线工程为依托,使用数值模拟的方法,基于软流塑地层盾构施工难点以及盾构交叠施工对地表与既有隧道影响机理,根据控制手段与对象的不同,分别提出三种预加固措施:①内张钢圈法 ＋洞内微扰动注浆 ＋二次注浆加固 ②双层管棚 ＋水泥土搅拌桩 ＋袖阀管注浆加固 ③ＭＪＳ工法加固,对其控制效果进行了对比分析,研究结果表明:三种控制措施的地表最大沉降值分别为 5．11ｍｍ、5．63ｍｍ、8．38ｍｍ,既有隧道最大沉降值分别为 4．01ｍｍ、6．67ｍｍ、8．39ｍｍ,方案①满足交叠工程沉降控制值;最后,结合最优比选方案的盾构交叠施工现场监测数据,进一步研究分析了盾构交叠施工对地表以及既有隧道的实际影响规律,对加固措施的控制效果进行了验证分析,得出了在施工过程中隧道的主要沉降区段和有效的控制措施,为此类研究提供依据,也为工程施工提供参考。     

盾构下穿复杂区间隧道数值模拟及施工关键技术研究

在城市地铁网的建设过程中,经常出现盾构隧道下穿建筑物、小半径曲线及浅覆土等工程施工重难点。为确保盾构机在推进过程中的不间断运行和沿线风险源的安全,结合天津地铁1号线双林站—李楼站盾构区间的施工实践,针对风险源的特点,提出了盾构始发与接收端头加固方案、区间隧道盾构掘进施工方案等详细措施,并运用MIDAS/GTS有限元软件建立了盾构区间—土体—既有上地站的协同作用整体模型,模拟了盾构区间施工过程,得出协同作用整体模型下既有上地站站房及其独立基础应力及位移变化规律,保证盾构隧道下穿过程中各项风险源的安全。研究成果可为今后类似工程提供借鉴和参考。     

复合地层土压平衡盾构施工技术研究

以苏州轨道交通3号线为工程实例,研究土压平衡(EPB)盾构在复合地层中的施工技术。苏州轨道交通3号线何山路站至苏州乐园站区间隧道通过108 m"上软(土)下硬(岩)"的复合地层,工程风险极大,需在设计和施工阶段采取必要的风险控制措施。在设计阶段:通过改变隧道纵坡,缩短复合地层段长度;通过改良TBM刀盘设计,优化机械运行参数,实现盾构机械参数和地层物理参数的匹配;通过对隧道上部松散土体静压注浆加固和在建筑物与隧道间安装隔离桩,控制地层变形和保护邻近建筑物;采用三维数值模拟预测隧道开挖引起的地层变形和建筑物沉降,为工程决策提供依据。在施工阶段:对于软土、复合地层和硬岩段采用不同盾构运行模式和掘进参数;掘进过程采用六个主要参数指标进行控制;采用在盾构机前方开挖竖井进行损坏刀箱、刀具的更换。施工监测显示:实测地表和建筑物沉降与三维有限元预测、Peck经验公式预测结果吻合良好,地表沉降控制在2. 0cm以内,邻近建筑物沉降控制在3 mm以内。工程的顺利实施为国内其他类似复合地层隧道盾构掘进工程提供有益借鉴。     

盾构下穿桥梁引起桥桩沉降变形的数值分析

为了更加准确地分析盾构施工下穿桥梁基础的影响情况,以半洋隧洞引水工程(枫江—半洋段)隧洞下穿甬莞高速桥的实例为依托,采用有限元分析软件数值模拟与现场监测相结合的研究方法,重点分析了盾构施工对地表及桥梁基础结构的沉降变形情况.结果表明:盾构施工会引起地层发生竖向位移,造成地面及桥梁发生沉降变形,桥梁基础越靠近盾构线路,所...     

团九二期输水隧洞近距离下穿北京西郊线技术方案研究

随着市政基础设施建设和城市轨道交通的快速发展，新建隧洞与既有轨道交通线之间的交叉穿越愈发常见。新建工程穿越或并行既有轨道交叉施工，设计施工稍有不慎，不仅影响新建工程安全，还会引起既有轨道交通结构变形进而威胁运行安全。以团九二期输水隧洞施工一标盾构近距离穿越北京有轨电车西郊线为例，该段盾构施工区间土质疏松，地层结构复杂；输水隧洞与西郊线的位置关系由并行靠近到斜向下穿，盾构施工对西郊线的结构变形、运行安全都存在较大的影响。若变形超限，则可能引发车辆倾覆、线路停运等重大安全事故。因此，有必要通过采取一套有效的技术措施和监控手段，使盾构施工能够安全通过该区间段。采用地面复合锚杆隔离桩、盾构机同步注浆、克泥效减阻、洞内二次深孔注浆、地面实时监控量测等多种措施相结合的技术方案，并利用ANSYS有限元分析软件进行施工模拟分析计算，对设计方案和施工措施开展综合分析研究。模拟分析结果表明，采用选定的保护方案，盾构施工期间西郊线轨道的最大竖向位移为2.902 mm,最大横向位移为1.254 mm。通过施工过程中的实际监控量测结果可知，盾构施工期间西郊线轨道的实际最大竖向位移为1.5 mm,最大横向位移为0...     

监控量测技术在盾构穿越复合地层中的应用

地铁工程盾构施工中,因穿越的地质环境不同,施工风险也会有所不同。复合地层由人工填土、黏土、卵石土,中风化砂岩等多种地质组成,受盾构施工干扰大,易沉降、塌方,是盾构施工风险管控的难点。因此只有及时发现沉降规律,准确预判沉降趋势,才能合理调整盾构施工参数,正确指导施工。本文以成都地铁18号线海福盾构区间为例,阐述了地铁盾构隧道穿越复合地层时,如何利用监控量测技术指导盾构施工,达到安全穿越目的。     

多线叠交盾构下穿既有隧道数值模拟分析

针对西安地铁15号线某盾构区间隧道近接正交下穿既有地铁2号线区间隧道施工过程中的重难点问题,采用三维非线性有限元分析方法研究四线叠交的复杂工况,考虑盾构不同注浆压力和土仓压力作用下新建隧道的施工对既有隧道变形影响及地表响应规律,对叠交段采取的袖阀管预注浆加固效果进行验证。研究结果表明：距既有隧道中心线2.0～1.6和1.5～3.0倍洞径范围内,隧道沉降量均随注浆压力和土仓压力增大而减小;新建隧道的先左后右顺序施工会造成既有隧道结构产生二次沉降;叠交段地层预加固可使既有隧道和地表沉降最大值分别减小为未加固时的75%和50%,隧道结构变形趋势由未加固时的“W”形变为加固后的“V”形,且沉降量最大位置也发生改变。研究成果可为多线叠交下穿工程的设计和施工提供借鉴。     

地铁暗挖双连拱隧道下穿既有铁路施工影响分析

西安地铁五号线区间隧道需要下穿既有西康铁路,为确保施工期间铁路的安全运营,在充分进 行线路条件、开挖断面、施工工法等方面比选的基础上拟定了设计方案,提出了辅助工程措施,并采用有 限元程序对地铁双连拱暗挖隧道下穿既有铁路施工过程进行了数值分析。分析结果表明采用大管棚和 小导管注浆超前支护作用下,隧道采用中洞法开挖,并设置临时仰拱的设计方案能有效控制地层及铁路 路基的沉降变形,既有铁路的变形值满足相关保护标准的要求,地铁隧道施工不会影响既有铁路的正常 安全运营。