盾构施工过程中地层变形的机理分析及控制措施

研究了隧道盾构掘进施工引起的土体应力状态改变及土层变形、沉降的原因和机理,提出了控制土体变形的技术措施.对盾构施工工程有一定的指导意义.     

盾构隧道下穿铁路影响分析

盾构隧道下穿既有铁路时,路基土体用高压旋喷桩加固后,能够减少隧道结构与其周围土体之间的刚度差异,均匀土层应力分布,增加土体抗力,并可有效地控制盾构穿越时所引起的地面变形.结合工程实例,对盾构隧道下穿既有铁路地基加固的设计方案进行阐述,并提出相关工程措施,以确保盾构施工过程中铁路列车行车安全.     

曲线盾构隧道施工中土体损失和施工荷载引起地层沉降的理论解析（英文）

目的:盾构掘进引起施工期土体变形的关键影响因素是施工荷载和土体损失。结合曲线盾构隧道施工特点,本文旨在推导由土体损失及施工荷载(开挖面附加推力、盾壳与土体间摩擦力和盾尾注浆压力等)引起的地层竖向变形的计算公式,并研究隧道曲率半径对地层沉降的影响。创新点:1.通过建立曲线盾构隧道掘进模型,推导出三维土体损失引起土体变形的理论公式;2.通过改写Mindlin解,提出作用在空间曲面上的面分布力引起土体变形的理论公式。方法:1.基于半无限体中任意单位空隙变形引起土体变形的镜像法原理,并根据实际三维空间域的积分思想,分别对盾尾处及开挖面处土体损失引起的土体竖向变形进行推导计算;2.基于改写的Mindlin解,推导并计算曲线盾构隧道施工时各施工荷载引起的土体竖向变形;3.与现场监测、数值模拟及已有文献的结果进行对比,验证所提方法的可靠性。结论:1.盾尾整合间隙、摩擦力、注浆压力和开挖面附加推力引起的曲线隧道轴线上方土体的竖向变形曲线不再像直线隧道一样关于隧道轴线对称。2.由于曲线盾构隧道掘进时超挖的需要,各影响因素下总的地表沉降值及横向沉降槽范围都比直线隧道大。3.随着土体深度的增大,各影响因素引起的土体竖向变形的峰值有所增大;总的沉降峰值和偏移量均随隧道曲率半径的减小而增大。     

盾构施工过程中地层变形的机理分析及控制措施

研究了隧道盾构掘进施工引起的土体应力状态改变及土层变形、沉降的原因和机理，提出了控制土体变形的技术措施。对盾构施工工程有一定的指导意义。     

浅谈泡沫技术在土压平衡盾构中的应用

土压平衡盾构是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一.但是盾构在穿越流塑性差、含水量高、渗透系数大的砂性土层时,存在土体受扰动发生液化,推进速度慢、刀盘形成"干饼"等一些技术难题.使用泡沫不仅有利于保持开挖面土压力平衡,而且机械负荷及刀盘扭矩能够明显减少,解决施工难题,并保证开挖面的稳定和砂性流塑的优点.     

壁后注浆对盾构管片及地表变形的影响分析

盾构法施工过程中不可避免的会对盾构管片及地表产生变形影响.以合肥地铁长江西路段某区间隧道施工工程为背景,建立了模拟隧道开挖的三维力学模型,利用MIDAS(GTS)软件进行数值模拟,分析了盾构施工中注浆对地表及管片变形的影响.结果表明盾构注浆对管片和地表的变形均有一定的影响,施工过程中需要加以控制.     

盾构开挖顶推力对下平行隧道影响的数值分析

以滨海软土地层中盾构隧道平行上穿既有隧道为背景,通过数值仿真软件对开挖动态过程进行了精细化模拟,研究盾构隧道施工顶推力对周边地层及其内部既有隧道受力变形的影响。结果表明,在新建隧道上穿施工过程中,开挖扰动对地层的影响范围主要集中在距离开挖面-1.0~1.5D区域内(D为盾构隧道外径),扰动效果以新建隧道轴线为中心呈环状向外扩散,盾构顶推力从0.1MPa增至0.4MPa时,地表变形及1.0D范围内地层压力均增大20%以上;新建隧道平行上穿既有隧道过程中,既有隧道断面变形从横向鼓曲变为竖向拉伸,且整体出现上浮现象,顶推力达0.3MPa后,既有隧道拱底和拱顶隆起速度增加,以拱底为基准,顶推力自0.1MPa增加至0.4MPa时,隧道上浮量增大34.2%;施工过程中除保证常规地表变形监测外,对于近接平行上穿施工还需加强对既有隧道竖向变形的监控,必要时采取结构加固措施和施工参数综合调整办法,以降低开挖扰动对周边地层和结构物的影响。     

盾构施工参数对地层变形的影响

以南宁地铁一号线南湖段下穿隧道为工程背景,建立隧道开挖的三维有限元模型,通过数值分析,得到盾构施工过程中地层变形的分布规律,讨论盾构施工过程中注浆压力对地表沉降、水平位移及拱顶位移的影响,分析掌子面压力对地表隆起的影响规律。研究结果表明,注浆压力对地表变形会产生明显的影响,随着注浆压力的增大,地表沉降及水平位移明显减小。当掌子面压力大于0.1 MPa时,会引起掌子面前方土体产生向上的位移,地表隆起量随掌子面压力的增加而增大。     

盾构隧道近接施工地表沉降研究

近距离交叠隧道施工作为一种近接施工问题,会引起复杂的地层效应.两隧道中间的土体变化规律是交叠隧道近接施工研究中最值得关注的问题,对于地面沉降量的总体控制具有重要意义.结合广州地铁5号线动物园站~杨箕站盾构区间工程,运用有限元分析软件,对近距离交叠隧道近接施工常见的三种形态(水平、斜45°平行和重叠)进行仿真运算,分析不同形态下隧道施工引发的土层位移与地表沉降.经实践检验,所得结果对于工程的顺利开展具有指导意义,也可为同类工程所借鉴     

盾构机下穿既有铁路引起的地表沉降分析

盾构机对于隧道开挖具有重要意义,而盾构过程中引起的地表沉降具有重大危害,因此必须监测.以罗汉山2#竖井～福州火车站站区间采用矿山法加盾构法施工为例,采用数值模拟和现场监测对盾构过程中沉降进行监测.监测结果表明:沉降点累计最大沉降值为-7.12mm;日隆沉最大值为+4.23mm,均在地表沉降范围之内,建筑物监测点累计隆沉最大点累计沉降值为-9.39mm;日隆沉最大点隆沉为-3.29mm,盾构掘进的过程中,地面沉降主要发生在刀盘位置及盾尾的位置,盾构机掘进过程中对土体的扰动范围基本与隧道埋深相当.     

改性水玻璃浆液在粉细砂地层中注浆加固的应用

在合肥轨道交通2号线土建T J04标段的东一环路站到铜陵路站区间采用盾构接收施工的背景下,对复杂环境下采用改性水玻璃来注浆加固端头土体的关键技术进行阐释,准确分析盾构机在粉细砂层迸洞和出洞的注意事项和关键要点,这有利于施工人员针对性的施工,确保盾构机顺利进出洞.同时,这还能有效控制其对周边土质的影响,不致影响周边建筑的...     

双护盾掘进机施工模拟

双护盾掘进机是一种高速、安全、自动化的隧洞工程施工机械,在实际工程中得到了广泛的应用。通过对其循环施工过程的深入研究,建立了双护盾掘进机循环运行网络模拟模型。采用循环运行网络理论,结合计算机模拟技术,开发了双护盾掘进机施工模拟程序。对一个工程实例进行了模拟分析,得到了此施工方案的施工净工期、净成本、掘进机掘进效率。     

Surface settlement caused by twin-parallel shield tunnelling in sandy cobble strata

City metro tunnels are usually constructed as twin-parallel tunnels and their adjacent construction may lead to surface deformation, affecting the surface environment and the safety of the tunnels. Due to its strong dispersion, sandy cobble strata can be easily disturbed by shield tunneling. Based on the project of the Chengdu Metro Line 1, field and model tests were carried out to study the surface settlement caused by shield tunneling in sandy cobble strata by measuring surface settlement curves, ground loss ratios and construction influence zones. The discrete element method (DEM) was used to study the factors affecting the formation of ground arches in sandy cobble strata at the microscopic level. Results show that the shape of the surface settlement curve in sandy cobble strata is different from that in soft soil. The buried depth and clear spacing of the two tunnels had a significant impact on the formation of ground arches.     

列车荷载对下穿盾构隧道影响的模型试验

为研究地面线路运营对下穿盾构隧道结构的影响规律,基于相似比理论建立室内大型试验模型,模拟上部列车荷载作用下土层及其内部盾构隧道结构的受力变形过程,总结变形规律。结果表明,模型试验能够较好地反映外部荷载影响下土层以及内部盾构隧道结构的受力和变形特性;地表列车荷载在土层传递过程中,同一层面上沿地面线路方向的土压力大于两侧土压力,远离线路的地层受列车荷载影响相对较小,同一竖向截面土压力变化量由上至下逐渐减小,即外部荷载对浅层土的影响明显大于深层土;盾构隧道在地表列车行驶过程中,环向出现背车面受拉迎车面受压的受力特性,呈斜向压扁,纵向应变从中间交叉点向盾构隧道两侧逐渐减小,呈下凹压弯;盾构隧道埋深越小,受地表荷载影响越显著,增大一倍埋深对应纵向应变最大值减小约44.5%。     

砂性土地基深层搅拌桩施工要点及注意事项

在分析深层搅拌桩复合地基适用条件的基础上，结合某深层搅拌桩工程，侧重论述了砂性土深层搅拌桩施工要点和施工中的注意事项。     

盾构法隧道施工各阶段监理工作要点综述

随着盾构技术在隧道工程施工中的广泛应用,对盾构法施工实施监理也显得越来越重要。文中阐述了盾构施工各阶段的监理工作中监理工程师应熟悉和掌握的质量控制重点。     

二灰土底基层的质量通病及防治措施

就如何保证二灰土施工质量，防治质量通病的发生，以宁靖盐高速公路二期工程为例，介绍了二灰土路拌法施工工艺、质量控制要点及防治措施，这些措施在该工程质量控制过程中取得了良好的效果。     

Mechanical behavior of segment rebar of shield tunnel in construction stage

In this paper, a 3D finite element （FE） program ADINA was applied to analyzing a tunnel with 9 segment tings. The loads acting on these segment tings included the squeezing action of tail brush of shield machine under attitude deflection, the jacking forces, the grouting pressure and the soil pressure. The analyses focused on the rebar stress in two statuses： （1） normal construction status without shield machine squeezing; （2） squeezing action induced by shield machine under attitude deflection. The analyses indicated that the rebar stress was evidently affected by the construction loads. In different construction status, the rebar stress ranges from -80 MPa to 50 MPa, and the rebar is in elastic status. Even some cracks appear on segments, the stress of segment rebar is still at a low level. It is helpful to incorporate a certain quantity of steel fiber to improve the anti-crack and shock resistance performance.     

软土基坑复合土钉支护的数值分析与工程应用

从复合土钉支护在软土基坑中应用阐述了复合土钉支护的作用机理,采用有限元数值模拟方法对基坑开挖与复合土钉支护的施工全过程分别进行了分析,通过工程实例的计算进一步验证了复合土钉支护在控制软土基坑位移上的可行性,并且得到了令人满意的结果.