基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析

为确保盾构始发与到达的顺利进行,避免施工过程中发生端头土体失稳,引发地表沉陷、塌方等工程事故,基于土体强度与稳定性的基本理论,作者就如何确定端头土体纵向加固范围和建立砂土复合地层端头滑动模型进行了研究.在具体分析了现有端头加固理论模型的优缺点后,提出一种基于强度理论的荷载等效模型和基于稳定性理论的砂性土端头滑动模型.该...     

杭州地铁盾构穿越群桩基础施工中的土体加固方法研究

盾构机在穿越桥梁群桩基础路段时,对土体产生扰动,极易引起桩基位移,危及桥梁上部通行和地铁隧道施工安全。杭州地铁一号线采用二次注浆+钢花管注浆加固的方式,使浆液充分填充盾构尾端土体孔隙,土体稳定性提高,通过现场试验,靠近隧道桩基的横向位移减小20%以上,地表沉降量平均减少6.1mm,有效保证了桥梁结构和地铁施工安全。     

水平旋喷桩施工引起周围土体变形分析

水平旋喷桩施工期间,大量高压流体注入土层,引起土层内部产生较大的膨胀作用,致使周围一定区域的土体发生变形。水平旋喷桩施工引起土体变形可以归结为压力膨胀和体积膨胀共同作用的问题。依托单根水平旋喷桩施工的现场实例,建立了水平旋喷桩施工引起土体变形的数值模型。将水平旋喷桩施工引起的土体变形问题简化为圆孔的膨胀问题,可以统筹考虑注浆压力和注浆流量的影响。首先需要确定注浆压力的影响半径和注浆流量引起的体积膨胀比,然后可以通过数值模型计算膨胀引起的土体变形。数值分析结果与现场实测值的对比表明,当注浆压力影响半径为成桩半径的6倍时,数值计算结果与现场实测值吻合较好。     

钢管预加固措施对隧洞围岩变形的影响分析

隧道洞口段埋深浅,围岩松散,自稳能力较差,开挖后洞内及地表均出现多条裂缝。经方案比选,采用钢花管对洞顶及两侧部分的地表和隧道地基与拱脚部位进行注浆加固。在注浆加固施工的过程中,隧洞内也同时开挖,几种工序的施工扰动产生叠加,势必对隧道的稳定及安全产生影响。结合工程实践,对洞内开挖及地表注浆工况并结合隧道监测数据进行分析,得出一些初步结论。     

盾构法隧道施工引起土体位移与应力的镜像分析方法

盾构法隧道施工会引起隧道周围一定范围土体的位移,对土体位移进行较为准确地分析,对于控制隧道周围土体位移量和减小过大位移对既有建筑物及管线带来的危害十分重要。隧道周围土体的位移是由地层损失引起的,并且与注浆量有很大关系。根据地层损失与注浆量的空间分布规律,应用镜像方法原理,对盾构法隧道推进产生的土体位移与应力进行空间分析,得到隧道周围土体的位移与应力分布,计算结果与天津地铁施工过程的现场实测结果对比表明,该方法行之有效。     

盾构超近距离侧穿铁路桥桩保护方案探讨

郑州地铁某盾构区间超近距离侧穿铁路桥梁桩基,受地面空间及隧道与桥桩间净距限制,无法采用隔离桩等常规保护措施.结合工程实际情况提出“盾构通过范围内土体注浆加固”、“桥梁承台加固”以及“注浆+承台加固”三种措施,利用数值模拟手段,对盾构侧穿施工期间,不同保护方案下桥桩的变形规律进行了分析研究.研究结果表明,采用“盾构通过范围内土体注浆加固+承台加固”措施,可使桥面最大沉降值减少约45%,且可减少桥面横桥向不均匀沉降及桥桩水平位移,在很大程度上减少盾构隧道施工对铁路桥梁的不利影响.      

大型过江隧道盾构始发冻结施工技术

南京市纬三路过江通道盾构直径达14.93 m,盾构始发段地质条件复杂,地下水丰富,盾构始发风险巨大。为确保始发安全,盾构始发加固采取三轴水泥搅拌桩加垂直冻结相结合方法,有效防范了施工风险。详细介绍了该隧道盾构工程中始发端冻结施工技术。     

地铁盾构侧穿既有铁路桥梁技术措施研究

依托地铁盾构侧穿既有铁路桥梁的工程实例,对盾构施工对铁路桥梁的影响进行了分析,介绍了不同规程、规范对铁路桥梁沉降的管理规定,采用三维有限元计算了在有无复合锚杆桩加固条件下盾构穿越铁路桥梁的沉降情况,并提出了控制沉降的技术措施:首先对铁路桥桩周围土体设置复合锚杆桩加固,以加强铁路桥桩周围土体的整体性,并对桥桩起到隔离保护作用;其次在盾构隧道设计上采用加强性管片,并增加施工预留注浆孔;最后应优化施工参数,加强监测和采用科学合理的信息化施工。     

高压旋喷桩与倾斜锚固桩在加固岩溶强烈发育地基中的应用

以中国人民银行怀化分行营业大楼为例,探讨高压旋喷注浆技术和倾斜锚固技术在加固岩溶强烈发育地基中应用的基本工艺,该工程基础原设计为冲击成孔嵌岩灌注桩,因岩基中溶洞发育,在中南部还存在一个深度超过100m的大型溶槽,岩面起伏极大,施工和成桩困难、进度极慢,造价较高,针对上述实际情况,为减小施工难度,加快施工进度,降低造价,改用高压旋喷桩加固土体地基及倾斜锚固桩处理大型溶槽,并取得了良好的效果.     

卵砾石含水层高压旋喷注浆止水帷幕技术

高压旋喷桩主要适用于淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、黄土和碎石土等地层，在卵砾石地层或动水条件下的应用较少。我国某露天矿在施工旋喷桩止水帷幕的过程中，采用RJP工法进行帷幕施工，成功将高压旋喷注浆技术应用于卵砾石含水层中，通过试桩和筛分试验将卵砾石层特征对桩径大小的影响进行了分析研究，结果表明，RJP工法在卵砾石含水层中成桩效果良好、质量可靠，其桩径大小与卵砾石颗粒大小及含砂量有关。围井试验结果显示，高压旋喷桩帷幕墙完整，止水效果显著。研究成果表明高压旋喷注浆技术可在卵砾石含水层的加固和止水领域进行推广应用。      

隔离桩及盾构近接施工对高铁桩基的影响分析

针对饱和砂土地区盾构隧道超近接高铁桥墩摩擦桩的工程问题,采用钻孔灌注桩及高压旋喷桩组合隔断隧桩间位移。分别对钻孔灌注桩、高压旋喷桩及盾构上下行线近接高铁桥梁桩基引起的高铁桩基的变形及变位开展现场试验,对现场实测数据及规律进行分析。结果表明,钻孔灌注桩施工使高铁桥墩产生沉降,占施工过程最大沉降量的 75%～125%;高压旋喷桩施工导致桥墩产生隆起,占施工过程最大沉降量的-50%,旋喷桩施工完成后将持续一段时间;盾构施工对高铁桥墩竖向变形产生影响,距离高铁桩基越近影响越大,同时累计沉降跟盾构施工控制有较大关系。     

盾构隧道施工土体扰动范围研究

盾构隧道施工,隧道周边土体应力场发生改变,临近隧道土体因应力扰动出现塑性区,塑性区的分布范围与注浆压力、注浆量等注浆参数密切相关。塑性区被认为是施工扰动比较严重的区域,为分析盾构施工扰动范围,基于小孔扩张理论研究了注浆压力、注浆量对土体扰动塑性区的影响,推导了塑性区与注浆压力和注浆量之间的函数关系。在定义扰动评价标准基础上,提出应用有限元计算盾构施工塑性区和扰动范围的一种简捷实用的数值方法。最后采用静力触探现场测试盾构施工扰动范围,并与理论公式及有限元方法进行比较,理论公式、有限元及现场测试三者取得了较为一致的结果,验证了推荐方法的有效性。其研究结果可对盾构施工注浆参数的正确选择提供理论支持。     

考虑渗流影响的盾构出洞灾害机制研究

对盾构出洞口涌水、涌砂灾害问题作了分析,建立了地下水绕加固土体下卧层及井壁间隙渗流计算模型,利用半承压含水层渗流理论对一算例进行研究,结果表明,假定在井外加固土体完全隔水情况下,洞门涌土灾害的发生与否受到土体加固范围、井外地下水位及井壁间隙宽度等因素影响;土体加固长度的增加对工程安全有利,但成本较高;土体加固深度应根据具体工况经计算后确定,过深并不合理;井壁与加固土体之间的间隙控制也是工程安全进行的关键。各因素相互制约,需综合考虑工程安全性、经济性和工期等来确定合理的施工参数。     

考虑注浆材料流变的隧道施工土层变形计算

在盾构隧道施工过程中背后注浆是必不可少的,注浆材料在逐步卸载的压力作用下由流动状态变化到固体状态,注浆材料的变形特性将与恒载作用有区别。针对南京地铁1号线实际工程盾构隧道施工注浆材料,进行了卸载条件和恒载条件下注浆材料的流变试验,得到了非线性流变的试验曲线和拟合的流变方程;在半无限空间圆孔扩张位移理论解和注浆材料的流变试验结果的基础上,推求得到隧道所在土层的位移解,确定了位移的影响范围,讨论了地表沉降计算结果的合理性,初步建议确定隧道施工应保护区域的确定原则。     

盾构隧道监测土压力匹配误差分析

盾构隧道施工中采用了特殊的工艺——壁后注浆,包裹了隧道表面预埋设的土压力计,壁后注浆对土压力计的包裹将影响其监测结果的可靠性。在注浆体力学试验基础上,建立能考虑注浆体固结硬化过程的有限元模型,探讨注浆体层的包裹对土压力计监测结果的影响。注浆体注入盾尾空隙后,终凝前处于流动状态,具有较强调节土压力计部位局部土体不均匀沉降和畸变应力场的能力,监测土压力与实际较为接近,其匹配误差远小于通常地下结构表面监测土压力的匹配误差。     

高压旋喷加劲水泥土桩锚支护技术的应用与探讨

高压旋喷加劲水泥土桩锚是一种新型的、先进的岩土加固与支护技术。结合2个围护桩（SMW工法桩或组合排桩）+高压旋喷加劲水泥土桩锚支护体系在软土深基坑中应用的工程实例,阐明了高压旋喷加劲水泥土桩锚支护技术具有经济性好、施工方便、适应性强等优点,具有较好的综合效益,同时也指出在深厚软土中存在的问题。     

昆明泥炭质土地铁盾构等代层压缩模量试验研究

在城市地铁盾构施工过程中,地表沉降是重要的工程问题之一,不但影响地铁隧道的安全建设,更直接关系到周边紧临建筑物的正常运营。等代层压缩模量是控制地表沉降的关键参数,特别是软弱土层中的地铁盾构。等代层注浆材料与土体的混合比例关系、注浆后的养护时间是直接影响其压缩模量的重要因素。本文依托昆明地铁3号线石咀段泥炭质土层盾构工程,进行注浆材料与泥炭质土的不同比例关系及不同养护时间条件下的压缩模量试验研究。探索泥炭质土层中盾构等代层中浆体与土体的合理比例关系,并提出注浆后何时能达到预期的等代层压缩模量,为泥炭质土地区地铁盾构施工提供参考。     

粉质黏土地层超大直径泥水盾构隧道地表变形与施工参数相关关系研究

本文以粉质黏土地层超大直径泥水盾构隧道为工程背景,分析了地表变形特征随盾构掘进参数的变化规律。并针对粉质黏土地层隧道施工监测数据进行分析,提出了超大直径泥水盾构下穿建构筑物的施工关键控制参数。研究结果表明:不同施工参数对地表变形的影响存在显著差异,注浆量相对最大,刀盘扭矩和贯入度相对次之,刀盘推力、泥水压力、注浆压力和掘进速度相对最小。注浆量对地表变形的影响随隧道埋深的变化而变化,当隧道埋深小于一倍洞径时,注浆量对地表变形影响相对较大;当隧道埋深大于一倍洞径时,注浆量对地表变形影响相对较小。刀盘推力与泥水压力、注浆压力以及水土压力之间存在较好的相关关系。当泥水压力比水土压力约大0.1 MPa,注浆压力比水土压力约大0.3MPa时,盾构下穿建构筑物造成的地表变形相对较小,盾构地质适应性得以显著优化。相关研究成果可为后续粉质黏土地层超大直径盾构隧道地表变形分析和施工参数优化等提供理论依据和技术支撑。     

盾构隧道注浆对既有隧道影响的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,越来越多的新建盾构隧道近距离穿越既有隧道,然而对于盾构隧道近距离穿越既有隧道影响的研究尚不够完善。以上海典型软弱地层为背景,通过离心模型试验,研究了不同注浆率下的盾构上穿越施工对既有隧道以及周围地层的影响。选用排液法在离心场中模拟盾构施工,在不停机状态下成功模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆效应。分析了在不同的注浆率条件下,既有隧道在上穿越施工期和工后长期的位移、周围孔压和纵向应力的变化规律。试验结果表明,新建隧道近距离上穿越既有隧道时,隧道开挖的卸载效应等会导致既有隧道的隆起,但随着注浆率增大,既有隧道的隆起量减小。但过高注浆率对周围土体扰动较大,从而导致工后既有隧道的沉降也越大。