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。     

土压平衡盾构反扭矩的分析和计算

盾构是土质隧道（洞）全断面开挖的高效、环保、安全、优质的地下工程施工机械,在国内城市地铁建设中已被广泛应用。盾构的始发掘进是盾构施工的关键技术之一,通过对盾构正常掘进和始发掘进的分析,引用土力学的基本原理,建立土压平衡盾构在这两种掘进模式下的力学模型,给出了土压平衡盾构在这两种掘进模式下的阻滞力矩计算公式,并对盾构正常掘进模式下阻滞力矩的构成和作用进行了分析。研究结果表明,正常掘进模式下,洞壁产生的阻滞力矩足以克服盾构刀盘刀具切削土体产生的反扭矩;而盾构在始发掘进时,必须在其托垫与其盾壳间采取防扭转措施。以在施工的某土压平衡盾构隧道工程为例,对所建立的公式进行了应用研究,取得了良好效果,可为土压平衡盾构的设计和应用提供参考。     

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...     

城市盾构隧道水平冻结地层加固的数值分析

冻结地层加固法是一种环境影响小、加固效果好的地层加固方法,人工冻结壁的形成是一个复杂的热-力耦合问题。依托实际盾构隧道始发施工中冻结加固工程,采用有限差分软件Flac3D建立数值模型分析了地铁隧道水平冻结施工中温度场随时间的发展和分布特征,同时采用准热-力耦合的方法,分析了冻结施工中地表冻胀隆起变形规律。分析结果表明：冻结壁模拟交圈时间和设计交圈时间基本一致;冻结壁交圈前,地表冻胀隆起位移速率快,冻结壁交圈之后,地表冻胀变形逐渐趋近稳定。计算结论可供设计和施工参考,提供了一种简便的人工冻结加固施工的数值模拟方法。     

旋喷桩在盾构法隧道端头井洞口土体加固工程中的应用

盾构法隧道在进行盾构机的始发或到达作业时,当既有端头井洞口挡土墙结构凿除后,保证该位置土体在盾构机刀盘贯入或脱离地层前一段时间内的稳定就成了盾构机始发或到达施工的关键。结合工程实例,从高压注浆原理、注浆参数和施工工艺等方面阐述了二重管旋喷桩在盾构法隧道端头井洞口土体加固工程中的应用。再者,针对旋喷桩加固以及与其相关的盾构始发或到达施工技术方面的一些问题也提出了一些建议和看法。     

不良地质环境中基坑边坡加固技术分析及其应用

结合现有边坡加固理论和加固经验,对一紧临道路和8层老楼房且下部有厚度达14 m淤泥软弱土层的基坑边坡进行了复合加固设计。通过对边坡稳定性计算、分析,加固后的边坡满足最小安全系数的要求。按照本设计进行施工后,基坑边坡的变形和周围建筑物的沉降均在安全允许的范围之内,保证了地下室结构部分的顺利施工。所提供的加固技术对同类深基坑支护工程具有重要的参考价值。     

盾构高水位下施工开挖面稳定性分析

盾构在有地下水和无地下水地区开挖有很大的不同,特别是在高水位下施工时,因为渗透力的影响可能会引起工作面的不稳定,而在实际工程中,这种影响很少被考虑,从而低估了盾构施工的风险。本文根据渗流场和温度场的相似性,将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析,并利用ANSYS软件自带的APDL参数化语言开发渗流力计算模块,渗透力首先在流场进行计算,然后将其作为应力边界条件施加于各节点进行应力和变形分析,探讨渗流力的存在对盾构隧道开挖面稳定的影响。基于此,作者提出一种考虑渗流的新的开挖面稳定性分析方法,使盾构水下掘进的设计施工更加合理。     

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。     

西安地铁“先隧后井”法横通道施工控制技术研究

以西安砂卵石和黄土地层中地铁施工为依托,采用数值分析方法和原位监测等手段,针对"先隧后井"法横通道施工期间横通道的开挖方法、地层和既有盾构管片的预加固方案,进行优化分析和评价。结果表明,(1)增加风井横通道的开挖层数会引起地表沉降增大和施工作业空间不足问题,建议采用4层台阶、预留核心土法开挖,上、下台阶长度不宜超过3m;(2)风井横通道外侧砂卵石、黄土地层的注浆厚度不低于2.0 m,加固后地层弹性模量应提高至少0.2倍以上,应配合超前小导管和大管棚超前预支护措施,可以增强横通道开挖期间地层的稳定性和临近盾构管片的安全性;(3)既有管盾构片破除前应放松横通道两侧4～6环管片的联结螺栓,降低横通道开挖引起的盾构管片纵向挤压应力集中效应;(4)横通道垂直穿过既有盾构管片时应采取静力破除法,从上至下垂直分块拆除管片,再进行横通道与盾构区间隧道接口部位混凝土浇筑和钢筋植入施工,并针对接口范围内地层进行WSS注浆加固,进行接头防渗处理。     

深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析

相对于盾构隧道施工的大量需求与快速发展的状况,国内在盾构工法特别是大型深埋盾构隧道施工技术和理论研究方面还存在不足,特别是水压条件下深埋盾构隧道开挖面稳定问题。基于极限分析上限法和水土压力统一参数,对考虑水压影响的均质土深埋隧道开挖面稳定性计算方法进行研究,建立了考虑水压影响的深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式模型,并推导了其极限支护压力计算公式。然后利用土层厚度加权平均法,可将上述方法应用于多层土深埋盾构隧道开挖面稳定性的评价中。最后,以上海长江盾构隧道实际工程为例,采用本文推导的极限分析上限三维对数螺旋破坏模式方法计算并分析其极限支护压力,并将计算结果与前人研究和规范方法计算的结果进行对比分析。通过该研究可改进与完善水压条件下深埋盾构隧道极限支护压力确定方法,从而为考虑水压条件下盾构隧道施工支护压力的合理确定提供理论依据。     

盾构法隧道衬砌施工阶段受力特性的三维有限元模拟

拼装衬砌是盾构隧道主要承重结构,其受力性能的好坏直接影响到隧道安全,因此,正确分析拼装衬砌的受力特征,对于衬砌的合理设计非常重要。而且,施工阶段作用在盾构衬砌的荷载与使用阶段相比存在很大差异。通过运用可以考虑接触问题的三维有限元对连续模型及通、错缝拼装的隧道衬砌在施工阶段的受力性能进行了分析,得出衬砌的应力变形规律,为盾构隧道衬砌的设计提供有益的参考。     

Robust geotechnical design of shield-driven tunnels

This paper presents a fuzzy set-based robust geotechnical design (RGD) methodology for the design of shield-driven tunnels. Here, uncertain geotechnical parameters required for analysis of tunnel performance (referred to herein as the structure safety and serviceability performance of tunnel cross section) are represented as fuzzy sets. Given fuzzy input parameters, the performance of a shield-driven tunnel will be uncertain, which is expressed in this study as a fuzzy factor of safety, according to the analysis of vertex method. Then, the fuzzy factor of safety for a given design is used to evaluate the failure probability and design robustness, which are, in turn, employed in the proposed RGD framework. Note that a design is considered robust if the performance of the shield-driven tunnel is insensitive to the variation of its uncertain geotechnical parameters. Within the RGD framework, each candidate design in the design space is analyzed for its safety state (in terms of failure probability), design robustness, and cost. The goal of the RGD of a shield-driven tunnel is to bring the safety state to an acceptable level, while maximizing the robustness and cost efficiency simultaneously. To this end, a multi-objective optimization is performed and a Pareto front is obtained, which provides a trade-off that may be used to select the most preferred design. Through an illustrative case, the effectiveness and significance of this new robust design methodology is demonstrated.     

盾构隧道与矿山法隧道接合部施工工艺

深圳地铁2号线蛇海区间采用盾构法＋矿山法施工,但由于受地层及周边环境的限制,隧道接合部难以按原设计进行施工。经过研究比对,实际施工时采用了一种新的施工工艺,问题得以顺利解决,可供类似工程参考。     

高速公路顺层路堑边坡优化设计方法

高速公路顺层路堑边坡的稳定与否, 直接影响着公路的运行安全, 因此对该类边坡特点进行总结, 确定其研究方法是一项十分重要的任务.首先对高速公路顺层路堑边坡特点进行了总结, 提出了高速公路顺层路堑边坡从野外调查-稳定评价-开挖坡角确定-加固设计的优化设计路线.在此基础上, 以京珠高速公路大悟县境南段为例, 按照高速公路顺层边坡设计思路: 即在分析工程地质条件的基础上, 采用剩余推力法和Sarma法计算了其稳定性, 对影响边坡的各因素进行了敏感性分析; 并根据计算成果确定了最优设计坡角.在保证边坡总体稳定的前提下, 提出了边坡开挖方案及经济合理的边坡锚喷加固设计方案.结果表明该设计方案对工程建设具有很强的系统性和实用性.      

某近坝库岸堆积体形成机制及稳定性分析

研究表明,近坝堆积体的稳定性对水库的施工和运营影响重大。本文研究的堆积体位于云南某拟建水电站坝址附近,其稳定与否将直接关系到坝址与厂房安全,因此有必要对其稳定性进行分析评价。通过对该堆积体基本地质条件与特征的调查分析,对其形成机制进行了分析,并对其稳定性作了定性和定量评价,为坝址选择、厂房设计、施工等提供了可靠依据。     

土工格室用于岩石边坡植被侵蚀防护的稳定性分析

采用在土工格室内植草的方法对岩石边坡进行冲蚀控制 。 基于对格室破坏模式的实践认识和理论分析,提出了格室稳定分析的计算方法,分析了边坡坡度 、铆钉间距 、格室深度以及土工格栅加筋对格室稳定性的影响 。 对格室在铺设过程中的主要问题进行探讨 , 得出了对设计和施工有一定指导意义的结论。     

A discrete numerical approach for modeling face stability in slurry shield tunnelling in soft soils

In this paper, a numerical simulation method for evaluating tunnelling-induced ground movement is presented. The method involves discrete element simulation of TBM slurry shield advancement and considers explicitly soil excavation from the face, effects of varying face support pressure, and the influence of tunnel cover depth. For the cases studied, it is found that for tunnel cover depths (C/D) between 0.7 and 2.1, ground deformations inducing by the tunnelling can be controlled within a certain extent and tunnel face stability can ensured, provided the support pressure ratio (N) lies between 0.8 and 1.5. The proposed method is reasonably benefited to modeling the face stability in shield-driven tunnels in soft soils.     

基于ANSYS软件的边坡开挖模拟和稳定性评价

将ANSYS程序与岩土工程计算相结合,详细探讨了ANSYS模拟边坡开挖的原理、方法和步骤,并将这一步骤运用到某边坡的稳定性分析中;分别计算出边坡在天然状态和开挖支护工况下的应力场和位移场,对计算结果进行了详细的分析,并对边坡稳定性作出了定性的评价。     

填方边坡稳定性影响因素敏感性分析

以重庆某核电场地填方边坡为例,采用均匀试验设计法安排试验,运用回归分析法对比分析各个因素对边坡稳定性影响的差异,得到各影响因素对填方边坡稳定的敏感性.影响边坡稳定性的主要因素为填料内摩擦角￠、边坡坡度α和地下水水位Hw.根据各影响因素对边坡稳定性的敏感性大小,填方边坡的设计和施工中可采取更具针对性的工程措施.     

咸阳北塬边垃圾土边坡稳定性分析

目的垃圾土边坡作为建筑边坡的治理和利用存在不少难点。以咸阳北塬边垃圾土边坡为例,详细分析了垃圾土稳定性影响因素。方法结合该垃圾土（建筑垃圾和生活垃圾）的物质成分及结构特性,在现场静力触探试验、反算及专家经验等综合分析的基础上,确定了垃圾土的抗剪强度参数。结果采用极限平衡法计算出该垃圾边坡稳定性系数,该稳定性系数与目前该边坡的实际状况基本一致。结论提出了垃圾土边坡稳定性分析方法和失稳后的治理方案,它对下部建筑群的抗滑建设具有重要的指导意义。