邻近建筑物盾构施工地面沉降数值分析

在建筑物密集的城区,盾构施工使周围一定范围内的既有建筑物受到影响。在考虑建筑物基础形式的不同的情况下,采用二维有限元方法对邻近不同位置建筑物工况下的盾构隧道施工进行了模拟和分析。研究表明,建筑物轴线到隧道轴线的水平距离和建筑物基础形式是影响邻近建筑物工况下隧道开挖引起地面沉降的重要因素,建筑物的存在会增大隧道开挖引起的地面沉降,建筑物对隧道开挖引起的地面沉降的影响存在一个影响范围,超过该范围时建筑物的影响可忽略不计     

盾构施工引起土体三维变形的计算方法研究

对随机介质理论中参数? 的取值进行研究,提出了适用于不同土层的参数计算公式;隧道周围土体移动采用更加符合实际的椭圆形非等量径向移动模式。在此基础上,对随机介质理论进行修正,提出了适用于地表及土体内部各点位移和变形的计算公式。结合工程实例,通过与实测值、施成华等方法及Loganathan等方法计算结果进行对比分析表明,方法计算得到的结果与实测数据较吻合。     

盾构姿态测量原理的比较研究及精度分析

对国内外盾构姿态自动测量系统进行了比较和总结,对盾构姿态的参数和姿态测量的原理进行了梳理,提出了盾构中心坐标偏差和切线偏差的计算方法,并对地铁盾构施工过程中,各个阶段的施工测量精度进行了具体分析和总结。     

地铁盾构隧道下穿运营线路的形变分析

地铁修建过程中穿越运营地铁线路时,需动态监测结构和轨道的安全状态。本文以深圳地铁某区间盾构隧道穿越过程为例,利用测量机器人（TS30）,以2 h/次的频率对隧道、道床监测点进行全程观测。断面数据分析表明：①9号线右线、左线穿越垂距1.80 m的左线过程,叠加应力使得2个主断面及之间断面的水平收敛增加,而穿越垂距6.0 m的右线,水平收敛最大值为0.82 mm,可忽略穿越过程及叠加应力对断面水平收敛的影响;②9号线右线单独穿越后,最大沉降点在正交断面（7-1和7-2）,而左线穿越过程,受叠加应力的影响在第四和五阶段最大下沉点转移至两个正交断面间（6-1和6-2）;③穿越过程均表现为从刀盘到达隧道边界至穿越结束期间对各点沉降影响较大,这期间应增大监测频率至0.5 h/次;④整个穿越过程应重点监测断面3-1-9-1,即30 m的核心影响区域,其余断面最大沉降不超过3 mm。     

盾构隧道横断面地震响应分析

随着盾构法在隧道施工中越来越广泛的应用,盾构隧道横断面抗震性能的研究日益受到业界关注。以武汉长江隧道为例,对土体采用D-P本构模型,盾构隧道结构采用梁-弹簧模型,建立盾构隧道横断面二维模型进行动力有限元计算,该模型顶部采用自由边界,侧面采用自由场边界,底部采用静态边界。选用0.1g的天津波和场地人工波作为激励,研究了盾构隧道结构的加速度、变形和内力响应。结果表明：盾构隧道的拱顶与拱底的加速度响应大于隧道左侧、右侧;隧道拱底的绝对位移响应最大;地震作用对隧道衬砌结构的内力增量较为明显。目前的隧道结构设计可以满足结构抗震性能要求。     

盾构隧道实测土压力分布规律及影响因素研究

以大量现场实测土压力为基础,分析了影响盾构隧道衬砌土压力的一些主要因素,总结出不同地层地铁盾构隧道长期稳定土压力的分布规律,并探讨了盾构施工期土压力随时空的变化情况。研究得出,地下水位高低对稳定土压力大小及分布影响较大;作用在管片上的长期土压力大小与地层衬砌刚度系数有关,当地层衬砌刚度系数为1.5时,管片竖向及水平土压力都较小;盾构施工期临时荷载对管片土压力影响不可忽视,无论是黏土地层还是砂土地层,大的注浆压力及注浆率将导致作用在管片上的稳定土压力分布不均;管片土压力可按时空分为4个阶段,拼装阶段、同步注浆阶段、浆液凝固阶段及后期稳定阶段,其中同步注浆阶段管片周边最大土压力为稳定阶段的2～3倍。     

砂土地层泥水盾构泥膜形成时间及泥浆压力转化率的试验研究

泥水盾构施工中,维持开挖面稳定的关键是要在开挖面及时形成微渗透的泥膜,才能将泥浆压力转化为有效应力来平衡开挖面的土压力。开挖面处的泥膜是动态泥膜,所以泥膜的形成时间是影响泥膜能否有效支护开挖面稳定的重要因素。利用自行设计的泥膜形成时间测量试验装置,在3种地层中,利用5种泥浆开展泥浆渗透成膜试验,研究泥膜的形成时间及相关规律。研究表明,在泥皮型渗透中泥膜的形成时间一般为10 s左右,泥浆性质及粒径对泥膜的形成时间有重要影响。讨论了国内外部分大型泥水盾构泥膜形成时间,发现泥膜从破坏到形成、再到破坏的时间间隔为5～20 s不等,因此,在实际施工中需要调整泥浆性质,使泥膜形成时间小于泥膜从破坏到再破坏的时间。     

引入盾构技术开发利用深层地热能

探索分析引入盾构技术直接开发利用基础地热能的可行性。地热梯度及地热资源的分布特点揭示,只要有足够的深度就能获得足够的地温。传统的地热勘查和地热开发技术受到多种因素制约,使地热资源的开发利用受到了极大的限制,引入盾构技术开发利用深部基础地热资源,将是一种颠覆性和革命性的地热开发技术。本文通过分析地热资源的分布特征,结合盾构技术的特点,探索一种广泛利用基础地热能的技术、方法和可能性。     

高水压大断面盾构隧道管片衬砌结构静力学行为模型试验研究

以武汉长江隧道工程为背景,采用盾构隧道-地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,完成了在不同水土压力场作用下的管片衬砌结构力学特征相似模型试验,最后对盾构隧道管片衬砌结构的静力学行为特征的试验结果进行了重点分析。分析表明,9等分块力学性能优于9+1分块;宜将错缝180°的错缝拼装方式作为武汉工程首选拼装方案;对于大幅宽管片,幅宽中央受环间螺栓剪力影响较小,而幅宽边缘则较大。     

盾构隧道工程测量检测

阐述了盾构工作原理,分析了竖井定向的主要误差来源,以忠武输气管线红花套长江穿越盾构隧道工程为实例,运用GPS、精密工程测量、陀螺仪定向等工程测量检测方法,保证了忠武输气管线红花套长江穿越盾构隧道的贯通。