盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究

壁后注浆是盾构施工的关键工序.壁后注浆体的变形及力学性质变化直接影响到土体的应力释放、地层位移及作用在管片上的土压力大小.利用自制壁后注浆单元体模型试验装置,研究不同的注浆压力、注浆材料及围岩土质条件对注浆体变形及注浆压力消散的影响规律.较高的注浆压力有利于减小围岩的应力释放量,加快浆体排水速率.在砂性土地层中,浆体变形和浆体压力消散较粘性地层快,说明土质条件对地层位移和围岩应力释放影响较大.     

盾构隧道同步注浆引起的地表变形分析

壁后注浆是盾构隧道施工的关键环节,对控制地表变形影响显著。为建立同步注浆引起的地表变形计算理论,在分析同步注浆对隧道周围土体的作用机理的基础上,将同步注浆对地层的压力效应概化为半无限弹性体中的柱形孔扩张问题,采用镜像法导出了同步注浆引起地表变形的计算式。通过一具体实例,分析了影响同步注浆引起地表变形的因素,结果表明：同步注浆引起的地表变形值受注浆压力、隧道埋深、隧道开挖半径、初始水土压力、土体弹性模量、泊松比等因素影响。     

软土盾构隧道横向大变形侧向注浆控制机理研究

注浆是治理软土盾构隧道横向变形等隧道病害经常采用的方法。提出了采用注浆引起的土体体积应变模拟隧道注浆效果的方法,并利用上海地铁隧道注浆加固实践验证了该方法的合理性。利用该方法,以注浆引起的隧道横向收敛、接头张开和错台变化为指标,分析了隧道侧向注浆对隧道横向变形的影响规律,揭示了注浆对隧道横向变形的作用机理;研究了注浆量和注浆范围对注浆加固效果的影响规律。研究发现,注浆能有效改善隧道横向收敛、减小接头张开量。在注浆初期,注浆对隧道横向变形的影响以管片转动为主,该阶段隧道接头张开量减小显著,而隧道收敛减小则相对缓慢;随注浆量的增加,注浆引起的管片运动以刚体平动位移为主,该阶段隧道横向收敛显著减小,但注浆引起的接头错台量和隧道侧向位移则不断增加。最后,以上海地铁隧道为背景,对注浆量和注浆加固范围提出了优化建议。     

小间距双线盾构隧道壁后注浆对地表及围岩变形的FLAC^3D数值模拟

以北京地铁10号线11标段南小街8号楼变线段为例,用FLAC3D程序进行了不同注浆压力下地表沉降及围岩变形的数值模拟研究,在地表的允许沉降范围内,提出了合理的注浆压力及相应的措施.     

盾构隧道管片壁后同步注浆的机理与方法探讨

盾构隧道施工过程中,管片脱离盾尾会导致岩土体和管片外壳之间形成类似环形柱状的建筑空隙,扰动隧道围岩,从而引起上方地表沉降或隆起。该文结合盾构隧道开挖引起地表变形的过程、注浆填充沉降阶段浆体与岩土体的作用机理,以某土压平衡式盾构在泥岩砂岩互层地区施工为工程实例,详细论述隧道盾构管片壁后同步注浆的具体方法,旨在为同步注浆填充建筑空隙控制地表变形和保障周边环境安全提供相应的理论支撑。     

盾构隧道同步注浆壁后空洞缺陷对地表沉降和结构变形影响分析

盾构隧道施工过程中,由于地层特性差异以及同步注浆工艺的影响,容易导致管片壁后同步注浆空洞的产生,此类缺陷对盾构隧道周围地层沉降及管片受力影响显著。文章依托工程实际,采用数值模拟方法分析了不同位置的空洞缺陷对地表沉降及管片变形的影响。结果表明:壁后注浆空洞无缺陷时,最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值分别为4.98 mm、4.44 mm、-5.32 mm,而在出现空洞缺陷的情况中,拱顶的最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值均为最小,分别为10.78 mm、13.52 mm、-16.23 mm,因此说明当出现空洞缺陷时,地表沉降和管片变形会受到很大不利影响。当空洞缺陷出现在隧道拱腰时,是所有空洞缺陷中引发地表沉降变形和盾构结构变形最大的情况,最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值分别为18.81 mm、20.07 mm、-22.21 mm,比拱顶位置引起的变形分别大13.83 mm、15.63 mm、-16.89 mm。所以空洞缺陷位置出现在拱腰时对于结构力学特性和地表沉降最为不利。故在盾构隧道注浆施工过程中,应尽量保证隧道拱腰位置的壁后注浆填充率,使地表沉降及管片变形达到相应工程要求。     

盾构隧道同步注浆技术

随着近年来大量盾构隧道工程的兴建，盾构隧道各项施工技术也逐步趋于成熟和完善。本文结合工程实际，就盾构隧道同步注浆技术有针对性地进行探讨，介绍盾构隧道同步注浆技术。     

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。     

盾构隧道壁后注浆固结装置研发及试验研究

鉴于标准固结试验研究壁后注浆体固结特性的局限性,分析总结了现有固结装置的不足之处,设计发明的分段式有机玻璃柱-气压活塞式固结装置,能够实现20 cm的壁后注浆体厚度和不同地层排水条件的模拟;特制橡胶活塞能够有效解决组装过程中气体滞留问题,保证浆体各部分固结排水程度一致;加压系统最高可保证0.8 MPa固结压力的施加,压力精度达0.01 MPa;数据采集系统可以自动采集浆体及地层内的孔压消散情况,准确反应浆体的固结排水程度。改进的气压活塞式固结装置,不仅可以研究浆体固结排水及浆液扩散过程,还可以进行不同浆液与地层的匹配性、固结试样的无侧限抗压强度和弹性模量等力学参数的测试,实验结果可以为壁后注浆施工工艺的优化提供数据支撑。     

盾构隧道纵向变形性态研究分析

随着城市地铁和市政工程建设的发展 ,由于软土隧道发生过量的不均匀纵向变形对隧道内力、变形及正常运营的影响日渐突出。本文以盾构法隧道为基础 ,结合工程实例 ,对软土盾构隧道纵向变形和结构性态进行讨论 ,介绍了盾构隧道纵向变形的影响因素 ,重点分析了土性不均匀与荷载变化两大主要因素对隧道纵向变形的影响 ,最后给出了具有一定指导意义的结论。     

注浆纠偏隧道水平位移的数值模拟

为研究影响注浆效果的影响因素,以天津市某基坑工程为背景,在既有隧道与基坑之间的场地开展原位注浆试验,同时利用大型有限元模拟软件PLAXIS模拟注浆过程,研究了注浆距离、注浆量、注浆深度、基坑开挖以及多孔同时注浆对注浆效果的影响。另外,对比分析了基坑周边有隧道和基坑周边无隧道2种情况下隧道与土体的变形规律。结果表明:采用注浆法控制隧道变形时,协调选择注浆量与注浆距离才能达到较高的注浆效率,注浆量应根据基坑开挖情况及隧道位移情况及时调整,同时后续需要在相同或相近位置进行重复注浆补偿隧道位移恢复值,才能使隧道变形得到整体控制; 当注浆范围顶部埋深与隧道轴线埋深相同时,隧道的水平位移恢复值最大,为注浆深度的确定提供了参考; 基坑开挖后注浆纠偏隧道位移的效果相较于无基坑情况时出现一定程度的削弱,并且注浆量越大,注浆效果削弱越明显; 根据注浆影响范围布置注浆孔,充分利用多孔注浆的叠加效应能够使隧道变形得到均匀控制。     

盾构隧道同步注浆技术

随着近年来大量盾构隧道工程的兴建 ,盾构隧道各项施工技术也逐步趋于成熟和完善。本文结合工程实际 ,就盾构隧道同步注浆技术有针对性地进行探讨     

盾构近距离下穿对已运营隧道的变形分析

以西藏南路隧道下穿轨道交通8号线工程实例,分析了隧道施工过程中运营隧道的变形情况。根据实测数据对新建隧道下穿运营隧道时运营隧道的变形特点进行了分析,对运营隧道的变形性状进行了总结,给出了其中的变形规律。盾构隧道近距离下穿对运营隧道影响明显,隧道变形与盾构类型、地质条件、注浆施工控制及线路姿态调整等紧密相关。     

上海运营地铁盾构隧道收敛变形规律研究

以上海运营地铁盾构隧道为研究背景,建立了包括收敛变形、结构型式、赋存地层、隧道埋深以及运营时间等关键样本元素在内的上海地铁盾构隧道收敛变形数据库,样本总数超过58 000个。分析了不同样本元素对于盾构隧道收敛变形的影响规律,在相同条件下,单圆错缝盾构隧道收敛变形小于单圆通缝隧道,当隧道同样赋存于淤泥质粘性土中时,该特征相对明显。此外,赋存于砂性土单圆通缝盾构隧道的收敛变形相对小于粘性土,2-3地层样本隧道收敛状况明显好于44地层样本,砂性土地层有助于控制盾构隧道收敛变形;根据2011年至2015年长期收敛变形监测数据统计,盾构隧道收敛逐年存在微幅增加的现象。     

盾构穿越引起的既有盾构隧道纵向变形研究

研究既有隧道在新建隧道穿越时产生的响应,提出一种能准确预测既有隧道位移的计算方法。采用目前国内较为先进的转动错台模型,在考虑施工因素的附加荷载作用下,运用最小势能原理对既有盾构隧道在新建隧道穿越时的结构变形进行了分析预测。并分别选取了3个工程实例对新建隧道在不同穿越工况下本文方法的预测准确性进行了验证。研究结果表明:本文方法计算值与实测值较为吻合,能计算出既有隧道的竖向位移、环间的错台量、转角和剪切力,进而判断既有隧道结构的安全状态;既有隧道发生沉降时管片以错台变形为主,转动变形占比较小(约30%)。     

盾构穿越引起运营隧道沉降的注浆控制研究

新建地铁盾构隧道穿越施工,容易导致被穿越运营隧道的不均匀沉降变形,从而引起道床与管片脱开、隧道纵缝张开、隧道渗漏水等情况。运营隧道的过大差异沉降,如不及时控制,任其发展,将严重影响地铁的运营安全。通过上海轨道交通2号线区间隧道由于新建11号线盾构施工引起的差异沉降注浆控制研究,探讨软土地区地铁隧道结构沉降变形的控制措施,对其施工措施和注浆效果的进一步分析总结,可以为今后其他线路区间隧道结构整治提供参考。     

盾构近距离上穿越对已运营隧道的影响分析

上海市轨道交通8号线穿越2号线区间采用φ6340mm土压平衡式盾构推进.基于现有的理论性成果,根据现场实测数据,对盾构穿越(上穿越)时,已运营隧道变形情况进行分析.证明盾构上穿越对下部隧道产生以隆起变形为主的影响,隆起变形呈抛物线,二次穿越中隧道变形具有叠合效应的规律,运营隧道变形在盾构脱离影响线前无明显变化,之后明显增大,且盾构脱离后变形仍继续发展,通过钢砂加荷使得已运营隧道变形趋于稳定.