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。     

类矩形盾构壳体与土相互作用下周边地层变形模式

为从地层变形控制能力评价新型类矩形盾构工法的推广价值,依托国内首例类矩形盾构隧道工点试验线,通过有限元模拟判定盾构壳体与土相互作用过程下周边地层的变形规律,并建立了测试项目较为齐全的现场原位试验段,最终构建了类矩形盾构壳体与土相互作用下周边地层变形模式。研究结果表明:垂直于类矩形盾构掘进方向的地层变形可划分为挤土外扩和回弹收缩两阶段,而沿着盾构掘进方向的地层变形受类矩形盾构扁平状壳体背土的影响显著。     

盾构掘进地层变形分析与控制

盾构在城市地铁施工中因穿越城市中心区及重要建(构)筑物,使得地层变形控制成为盾构施工过程中的一个关键问题。从盾构施工过程中地层变形的特点着手,通过地层变形原因分析,并结合北京地铁5号线的工程实践,提出了盾构施工过程中地层变形的控制措施。希望能为盾构施工的同行提供参考。     

盾构掘进地层变形原因分析与施工控制

北京地铁在5号线施工中首次采用盾构法进行地铁区间隧道的掘进,下穿城市中心区域,在这些区域中有很多是老旧城区和中心商业区,对于地层变形和地面沉降的控制要求极为严格,因此很有必要对盾构掘进过程中地层变形和地面沉降的规律进行细致分析,并采取相应的施工方法与技术措施进行控制,以满足盾构施工过程中的环境要求。     

类矩形盾构隧道施工时对周边建筑物的保护

为进一步完善类矩形盾构法隧道的施工保护技术,以宁波轨道交通4号线类矩形盾构区间为工程背景,开展了建筑物保护施工配合研究.经工程实践检验证明,类矩形盾构法隧道施工技术在沿途近距离侧穿老旧建筑的情况下,对周边的地层环境有较好的保护效果,验证了类矩形盾构法隧道工法在城市核心区、老旧城区地下空间诸多限制条件下修建隧道的优越性.     

富水地层盾构施工隧道变形控制技术研究

针对人工智能法、人工神经网络法沉降控制精准度低的问题,研究基于数值模拟法的富水地层盾构施工隧道变形控制技术.分析隧道横向、纵向沉降规律,依据该规律从加固隧道钢圈、设置监测节点来调整试验段施工参数,由此确定下穿指导施工参数.通过下穿施工、同步注浆和二次补压浆步骤实现隧道变形控制.试验结果表明该技术隧道沉降深度低且控制效率高,具有良好控制效果,有利于保证隧道施工人员安全.     

含气地层盾构施工引起的土体变形理论研究

盾构隧道穿越含气地层时,浅层气的存在将会影响地铁的正常施工.为探究其影响,依托某盾构穿越含气地层的实际工程,将放气后的土体变形等效为局部均匀沉降,并考虑挤土效应、土体软化、注浆压力以及土体损失等施工因素,首次提出含气地层盾构施工引起的土体变形理论计算公式.研究表明:理论计算结果与实测数据较为吻合,能较好地反映含气地层盾...     

盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

考虑地层渗透性的盾构隧道施工期管片上浮预测EI北大核心CSCD

地层渗透性影响盾尾同步注浆浆液的凝固,从而影响施工期管片上浮。针对目前施工期管片上浮分析缺乏考虑地层渗透性影响的不足,将同步注浆浆液视为牛顿流体、土层简化为多孔介质,利用渗透力学及流体力学原理,提出渗滤效应下同步注浆浆液固结时间的计算方法;进而将不同地层浆液固结时间、浆液性质及施工掘进速度等因素,表征为管片上浮分析的等效梁模型中的浆液未凝固区长度,对等效梁模型进行改进,建立考虑不同渗透性地层中同步注浆浆液固结特性的管片上浮分析模型,并编制有限元程序对其求解。利用此模型对南宁某含粉砂–圆砾、砂层及粉质黏土等地层的盾构区间施工期管片上浮特性进行分析,结果表明:考虑地层渗透性影响的等效梁模型进一步揭示了地层特性影响管片上浮的作用机制,其计算结果与现场实测数据具有更好的一致性,更适合于不同渗透性地层管片上浮分析。同时得到,地层渗透性越小,同步注浆浆液固结时间越长,盾尾浆液压力消散越慢,管片上浮量值越大。     

类矩形盾构隧道施工对邻近地下管线的影响研究

简化地下管线的三维力学计算模型,利用随机介质理论推导的土体沉降计算公式,得到类矩形盾构隧道施工对垂直交叉地下管线变形、弯矩、应力和应变的计算公式,通过算例分析土质条件、管线埋深和管线直径以及管壁对管线所受极限弯矩的影响。研究结果表明:管线极限弯矩受土质条件的影响较大,砂土中管线所受的最大极限弯矩大于黏土,但黏土中极限弯矩的影响范围更广;随着管线埋深的增加,管隧间距变小,隧道施工对管线的影响变大,管线所受的极限弯矩随之变大;管径和管壁的改变对管线所受极限弯矩有较大影响,管径的缩小造成管线的抗弯刚度减小,导致管线极限弯矩减小。     

复杂地层环境盾构施工引起管线变形实测分析

依托杭州西溪湿地供水管道工程,基于实测数据总结并分析了相关工程中盾构机掌子面位置变化引起管线沉降的变形规律.结果表明:(1)无论是交叉斜穿、侧向并行还是竖向并行,盾构施工各个阶段对周边管线的影响规律总体上保持一致;(2)各特殊地层条件下,受并行盾构施工影响的管线变形程度及波动幅度从大往小依次为:全断面软土地层>软硬不均...     

盾构掘进施工对周边单桩变形影响研究

针对苏州轻轨1号线盾构隧道区间施工情况,采用三维有限元数值模型,研究了盾构隧道施工对周边单桩变形的影响,结果表明:盾构隧道施工过程中,桩身横向位移在隧道中心位置处最大;盾构切削面距离桩体9 m、6 m时,桩身的横向位移较小;随着盾构机进一步掘进,桩身横向位移全部偏向隧道,桩身位移曲线严重弯曲;当盾构切削面越过桩基3 m后,桩身横向位移变化较小,竖向变形沿桩身变化较小;随着盾构机掘进,其值逐渐增大。当桩长增加时,桩底的横向位移、竖向位移均随之减小,桩长对桩身沉降的影响比较明显。盾构正下方穿越单桩时,桩身竖向位移大于沿隧道轴向位移,桩底与盾构顶部的施工安全距离约为3 m。     

复合地层盾构隧道近距离下穿桥基施工控制技术

隧道近距离下穿桥基时,必然会对桥基及周边地层产生扰动,扰动过大时将导致桥梁产生过大不均匀沉降.以青岛地铁某复合地层盾构区间隧道近距离下穿城市公路桥梁为工程背景,通过三维数值模拟研究了盾构隧道掘进过程中桥梁基础的位移与变形特征,分析结果表明在未采取加固措施的情况下桥梁基础变形过大,严重威胁桥梁结构安全.基于此,针对该工程...     

土压平衡盾构在砂卵石地层长距离穿越河流施工关键技术

从盾构机的改造,浆液配比试验,渣土改良等几个方面论述了土压平衡盾构隧道长距离穿越砂卵石地层并穿越河流的施工技术。在试掘进阶段对盾构掘进主要控制参数包括推进速度、刀盘推力、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘转速、注浆参数等进行了调整。在掘进过程中严格按照试掘进阶段的参数执行。实施效果表明,完全达到了刀盘刀具的耐磨性要求,保证了盾构机在砂卵石地层中长距离穿越河流的安全。     

复杂地层中泥水盾构掘进技术

结合西气东输二线长江盾构越江段工程,经过对复杂地质岩性及实际情况研究,系统分析了越江隧道泥水平衡盾构施工的适应性,这将直接决定和影响盾构隧道的施工成本、进度及安全风险。通过对开挖面稳定性控制、掘进参数调整及信息共享的研究,成功解决了在上软下硬地层中的掘进及盾构姿态难控制的难题。     

不同顶推力下盾构施工对地层变形的影响分析

盾构施工参数不当会引起过大的地表沉降与地层变形,造成安全事故与经济损失。本文以广州市轨道交通十八号线万顷沙站～横沥站区间隧道工程为背景,采用MIDAS/GTS NX有限元软件,改变刀盘顶推力参数,研究盾构掘进引起的地表沉降变化以及地层变形规律,并结合实际施工过程分析了土体变形的原因。结果表明：表层土体在盾构施工作用下发生沉降,其形态符合peck提出的沉降曲线;在较小刀盘顶推力下,完成一半掘进环数管片施作时的施工工况地表沉降最小;地表沉降峰值随着刀盘顶推力的增大而减小,但减小的幅度趋于稳定;顶推力的增大能降低掌子面土体的塌陷程度;12000kN刀盘顶推力下地表沉降趋势与现场实测数据基本吻合,说明本次数值模拟结果较为准确,对隧道施工有一定的指导意义。     

溶洞地层盾构施工技术探讨

以广州地铁五号线岩溶地层盾构技术处理措施为例,分析了溶洞的特点和分布特征.采用钻探法和CT法结合的勘察方法,论证了盾构通过岩溶地层的特殊处理办法,结合盾构施工情况对隧道进行检测,结果表明注浆均达到设计效果.最后,总结盾构掘进过程中需要注意的问题,保证施工质量.     

软弱地层盾构穿越老旧民居变形规律分析

老旧浅基础民居安全性较低,盾构穿越会对其造成不利影响。本文以杭州某出入线段盾构穿越老旧民居为背景,分析盾构穿越民居变形规律,探讨盾构穿越民居掘进参数最优区间。结果表明,出入线段无论先下穿后侧穿或先侧穿后下穿,民居竖向位移曲线较一致,且第一次穿越前后变形较小,第二次穿越时变形迅速增大,主要表现为沉降;盾构埋深、注浆参数等对老旧民居变形、倾斜影响较大;地表沉降曲线大致呈漏斗形,出线段施工对地表变形影响较小,入线段施工对出线段地表变形影响较大,对自身上部土体变形影响较小。     

超大矩形盾构适应性设计与施工对策

在分析郑州市中州大道下穿隧道工程地质条件及特点的基础上,对其所采用的两台超大矩形盾构进行了选型分析和适应性设计,并针对该隧道施工可能遇到的工程重难点,从超大断面矩形盾构施工沉降控制等方面提出了应对措施。     

济南复合地层土压平衡盾构掘进效能实测分析#br#

依托济南轨道交通一号线复合地层土压平衡盾构掘进施工,提出一种在盾构机额定配置条件下的分项功耗和施工参数离散性指标双结合的掘进效能评价方法,并据此分析得到刀盘切削、盾构推进和螺机出土效能的变化特征。结果表明：①土压平衡盾构穿越济南复合地层时,盾构掘进总功耗在400~1250kW变化,其中,刀盘切削和盾构推进是盾构掘进功耗的主要组成部分,占总功耗的66%~84%;②刀盘切削的扭矩和转速具有明显的聚集特征,而盾构推进速度和推力分布形态的聚集特征弱于刀盘参数;③螺机出土的转速和扭矩在不同地层中的差异性不大,螺机参数的聚集特征不明显;④由于盾构掘进的分项功耗与其离散性指标不存在必然的联系,盾构施工中可能存在掘进功耗小但施工控制困难的情况,应在盾构选型及施工过程中予以充分考虑。