双圆盾构隧道施工过程中管片力学性状的原位测试

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在盾构隧道施工工程中,经常会发生管片破碎现象。管片破碎不仅会引起隧道渗水、漏浆,而且会影响到隧道的使用性能,因此隧道施工过程中管片破碎原因分析及防治是个比较重要的事情。

随着电力电缆隧道直径逐渐加大、埋深逐渐加深,在施工过程中会对地表周边环境造成较大的影响。本文利用盾构法隧道施工技术对环境影响小且施工快的优点,结合对上海世博北京西路～华夏西路电力电缆隧道工程监测的数据,并考虑盾构施工的相关因素,采用土体扰动机理,得出了盾构隧道施工过程中地表纵向及横向断面沉降的规律。同时,阐述了如何合理使用peck曲线对横向沉降进行预测,控制施工中地表的沉降。

随着当前我国地铁建设的发展,地铁上下存在的重叠隧道的现象也越来越普遍。而地铁施工会引起地层的移动,导致周围道路、房屋以及管线事故的发生。本文先对国内外对地铁重叠盾构隧道施工过程的变形研究现状进行了相关的阐述,再对地铁重叠盾构隧道施工过程的变形控制进行了相关的研究,希望对我国地铁隧道施工技术的改进能有一定的指导与借鉴意义,进而促进我国城市建设的发展。

本文通过建立有限元模型计算地铁重叠盾构隧道的变形,并分析了上下隧道的施工顺序、盾构隧道净距、土体加固措施等因素对变形的影响,得到以下结论:先上后下、先下后上对地面沉降影响很小,先下后上施工顺序中下部隧道会上浮,先上后下施工顺序中上部隧道会沉降;盾构净距越大,先下后上施工顺序中下部隧道的上浮量越小;采用注浆加固措施能有效减少下部隧道上浮量。

管片脱离盾尾后在注浆液作用下上浮将影响工程施工质量。鉴于此,采用复配技术对单液型可硬性浆液进行制备,对管片上浮模拟试验方案进行了设计,对摩擦力/摩擦系数及浮力的计算公式进行了推导,最后对管片的受力情况及其时变特性进行了研究。结果表明：摩擦力/摩擦系数在试验初期（0-6h）基本呈线性增长趋势,随后（6-14.5h）呈阶梯形增长趋势,最后趋于稳定;浮力随时间的推移呈线性下降趋势,待浆液完全凝固时,浮力消失。

管片脱离盾尾后在注浆液作用下上浮将影响工程施工质量。鉴于此,采用复配技术对单液型可硬性浆液进行制备,对管片上浮模拟试验方案进行了设计,对摩擦力/摩擦系数及浮力的计算公式进行了推导,最后对管片的受力情况及其时变特性进行了研究。结果表明：摩擦力/摩擦系数在试验初期（0-6h）基本呈线性增长趋势,随后（6-14.5h）呈阶梯形增长趋势,最后趋于稳定;浮力随时间的推移呈线性下降趋势,待浆液完全凝固时,浮力消失。

将随机介质理论应用于双圆盾构隧道施工引起的地面沉降计算,假定开挖后土体移动模式为不均匀收敛,推导了土体损失引起的地面沉降计算公式。算例分析结果表明:预测结果与实测值比较吻合;双圆叠加模型计算结果明显偏大,原因是没有考虑双圆盾构重叠部分减少的土体开挖面积,仍按两个单圆的土体开挖面积来计算,导致土体损失量比实际大;将双圆叠加模型计算结果按实际土体开挖面积相应折减,发现其计算结果仍比实测值大,表明双圆盾构隧道不能简单地采用两个单圆叠加得到。对双圆叠加模型进行修正,提出修正系数取值,修正后的双圆叠加模型计算值与实测值较吻合。

盾构隧道施工过程中管片内力地研究 【摘要】在北京地铁5号线北新桥-雍和宫左线区间隧道实验段,选取3个不同地质情况地测试断面,进行盾构施工 过程中管片内力研究.结果表明,在盾构施工过程中,从管片结构形成局部稳定状态到最终与地层之间形成平衡状态,管 片地内力不断调整、变化。管片在尾板保护范围之内时,管片在左右45°方位和拱底处轴力较大。管片脱离尾板保护 后,土体和填充浆液对管片产生作用,使管片内力迅速增加,增幅最大达30%~40%,此时是装配式管片单层衬砌安全地 关键时刻之一。地质情况对管片轴力有较大影响,在粉土层中管片轴力大,在砂土和卵石地层中管片轴力较小。地质 情况对管片弯矩地影响不明显。注浆效果对脱离尾板保护管片地内力有直接影响,提高注浆效果可使管片受力均匀, 提高管片地耐久性. 【关键词】管片内力。盾构隧道。施工过程。地下铁道 由于盾构法

在隧道施工中,管片破碎是一个常见的现象,也是困扰施工单位的一个难题。作者对几种常见的管片破碎现象作了分析,并提出了针对性预防措施。

在双圆盾构隧道施工过程中双圆盾构往往会由于以下因素发生侧向偏转:(1)土层分布不均匀;(2)盾构机的制造误差;(3)运输台车的牵引力的不同;(4)已拼装管片的作用;(5)注浆的流失;(6)施工中的不当操作。首先,分析了双圆盾构施工中产生偏转的原因以及纠偏方法,其中单侧压重是纠正双圆盾构侧向偏转的最为简单经济有效的方法。在工程实践中,压重荷载的大小一般取决于操作人员的经验和现场观测偏转角的变化。在单侧压重实施前没有预测其纠偏效果的方法,而且,压重纠偏还会引起周围地层的变位。应用有限元数值模拟的方法,分析总结了压重荷载与偏转角的关系以及双圆盾构周围土层的变形。对于最大允许偏转角为0.6°时,需加压重荷载为350kn将其纠正。同时,纠偏0.6°偏转角会造成85mm的额外地表沉降,其结果可供实际工程的施工管理参考。

盾构隧道开挖过程中周围土体应力重分布以及衬砌结构与土体相互作用,是盾构施工过程中地层扰动的内在原因,是有限元分析的关键因素,本文针对软土地区的特点,利用大型通用有限元软件abaqus对盾构隧道施工过程进行了有限元模拟,并通过一实际问题的计算表明本文所用的计算方法是有效可行的

复杂条件下大型泥水盾构施工诱发的地表变位的预测与控制是亟待深入研究的重要课题。本文运用随机介质理论从开挖深度、开挖断面的大小、底层条件、施工条件、隧道中心距五个方面预测了两条盾构隧道单独和共同施工引起的地表变位,为盾构隧道施工决策提供借鉴和参考。

水下盾构隧道施工管片上浮控制——以天津地铁3号线l3标段盾构穿越新开河为背景，研究了盾构穿越河底粘土层、粉质粘土层条件下的管片上浮控制问题．研究结果印证了粘土、粉质粘土地层条件下注浆扩散跨过渗透注浆阶段，直接进入压密注浆阶段的结论；同时表明：在...

以天津地铁3号线13标段盾构穿越新开河为背景,研究了盾构穿越河底粘土层、粉质粘土层条件下的管片上浮控制问题.研究结果印证了粘土、粉质粘土地层条件下注浆扩散跨过渗透注浆阶段,直接进入压密注浆阶段的结论;同时表明:在河底土层为粘土、粉质粘土地层条件下,管片上浮以局部管片上浮为主,局部管片上浮控制的决定性因素为壁后注浆动态上浮力和连接螺栓抗剪力,控制局部管片上浮的根本性方法是控制壁厚同步注浆压力.笔者还提出,盾构穿越新开河河底时,控制管片上浮的注浆压力不超过0.25mpa,实际注浆压力为0.15~0.20mpa,并在实践中取得了良好效果.

针对施工期盾构隧道管片衬砌的受力特性及其施工荷载对管片结构造成的影响开展研究。首先,对施工期管片所受施工荷载进行系统总结,包括千斤顶推力、注浆压力、上浮力、盾壳作用力、拼装荷载及其他荷载等;进而将施工阶段管片衬砌的受力特性归纳为典型三维特性、不确定性及不可忽视性等三方面。在此基础上,对施工荷载对管片结构的影响进行了分析讨论,包括施工期的管片裂缝、局部破损、止水条损坏、管片渗漏、管片错台等。最后,从掘进千斤顶控制、注浆压力控制、螺栓二次预紧等角度对施工期盾构隧道的管片破损保护工作提出了建议。分析表明,对盾构隧道施工期管片受力特性及其影响的研究亟待深入,管片设计及相关规范亦应更加重视施工荷载的作用及其影响。

盾构隧道施工阶段管片接头刚度试验研究——以广州地铁盾构隧道管片为对象．通过室内足尺试验对施工阶段盾构隧道管片接头的抗弯刚度进行研究，结果表明管片接头刚度呈线性变化，且与管片接头的构造形式密切相关，并随接头内力组合的不同而变化。

采用三维非线性有限元法模拟了广州地铁某双圆盾构隧道试验段的实际施工过程,计算得到了地表沉降、土体内部变形、地基应力等结果,分析后得到了一些有益的结论,为完善盾构施工技术提供了计算依据,亦可为探索和完善广东软土地层中盾构隧道技术提供参考。

浅谈盾构隧道施工管片上浮的控制

本文对盾构隧道管片出现连续上浮的问题,进行了原理分析和技术讨论,并针对广州地铁三号线盾构施工管片上浮的控制措施,提出了相关建议。以供类似从事盾构施工的广大技术人员参考与探讨。

浅谈盾构隧道施工管片上浮的控制——本文对盾构隧道管片出现连续上浮的问题，进行了原理分析和技术讨论，并针对广州地铁三号线盾构施工管片上浮的控制措施，提出了相关建议。以供类似从事盾构施工的广大技术人员参考与探讨。

双圆盾构隧道施工中土体变形控制和纠偏控制是其主要的技术难点。在分析双圆盾构隧道施工中盾构机偏转特性的基础上,基于随机介质理论,采用坐标变换和分区域积分,推导双圆盾构隧道施工中偏转角与地表沉降和水平变形的函数关系式。通过实例计算,分析偏转角对地表变形的影响规律。结果表明:偏转将导致地表产生附加变形,使地表变形曲线由对称变为非对称;地表沉降曲线存在3个焦点(v_1,v_2和v_3),水平变形曲线存在4个焦点(h_1,h_2,h_3和h_4),每个焦点左右两边土体的附加变形方向相反。对于逆时针偏转,v_1左边和v_2,v_3之间的土体附加竖向变形为隆起,v_3右边和v_1,v_2之间的土体附加竖向变形为沉降;h_1与h_2之间、h_3与h_4之间的土体产生正的附加水平变形,而h_2与h_3之间、h_1以左和h_4以右的土体产生负的附加水平变形。最大地表沉降随偏转角增大呈非线性增加,且其位置向左移动;最大右向水平地表变形呈线性增加,最大左向水平地表变形先减小后增加;水平地表变形的平衡点逐渐向左移动。对于顺时针偏转,焦点两边土体的附加变形方向与逆时针偏转相反,且最大右向水平地表变形随偏转角增大而减小,最大地表沉降位置和平衡点逐渐向右移动。