基于MIDAS/GTS的隧道盾构施工对地表沉降的影响分析

目的随着合肥城市建设的发展,城市空间变的越来越拥挤,交通在一定程度上也受到阻碍,因此需建设城市地铁以缓解交通压力。方法以合肥地铁二号线为背景,采用盾构法施工,此施工方法会造成地表沉降,所以必须把地表沉降值控制在一定的范围内。同时基于地表沉降的监测数据,并结合软件模拟。结果得出了盾构施工开挖对地表沉降的影响因素;对DB-93和DB-95截面的监测数据进行分析,总结出相关的地表沉降规律。结论盾构掘进压力对地表纵向位移沉降影响较大,本区间的掘进压力应控制在600kPa较为合适。等代层厚度的取值对地表沉降的影响较大,本区间的等代层厚度取0.3m较为合适。对盾构开挖DB-93和DB-95截面的监测数据分析得出,DB-93开挖截面的沉降值均不超过30mm;土体可能发生部分塑性变形,因此后期注浆衬砌要及时有效,控制地表沉降。监测点DB-95-04~06处土体易发生超挖,应对易引起超挖的位置及时有效注浆,控制地表沉降。模拟数值与监测数值对比的结果基本吻合,说明该研究成果可以为工程施工提供借鉴。     

盾构机推力过大原因分析与应对措施

泥水加压平衡盾构机作为一种管道施工机械设备,除本身的液压、电气系统故障外,其余影响盾构推进速度的问题在参数特征上均表现为推力过大.以北江盾构穿越工程使用的M1051盾构机为例,分析了引起盾构机推力过大的人为掉物卡拖车、推进模式选择错误、粘土层糊刀、卵石层隔离刀盘、沙层固结盾尾、盾构机V形姿态的管理和工况因素,并从管理和技术两个方面提出解决措施,可为相同或相似的油气管道盾构施工提供借鉴.(图2,参5)     

盾构隧道近距下穿既有地铁车站沉降控制措施研究

以某新建盾构隧道近距离下穿某既有地铁车站为工程背景,运用MIDAS GTS NX软件对施工过程进行模拟。结合实测数据,分析了在既有车站底板下方布置四排预埋桩基与不布置预埋桩基两种情况下盾构施工对既有车站沉降变形的影响。采用预埋桩基措施进行近距离下穿盾构施工可以有效控制既有车站的变形,满足其沉降控制要求。在此基础上分析了预埋桩基的变形机制、桩基不同设计参数对既有车站变形控制的影响。结果表明,在进行预埋桩基优化设计时,建议重点考虑外侧桩基的承载能力设计,同时在桩基设计参数选取上,通过试算找到每排桩基的最佳长径比和距径比并适当地缩小外桩距、扩大内桩距来进一步减小既有车站的沉降变形,且为此后类似工程桩基设计提供初步参考依据。     

气助式静电喷头雾化性能和荷电效果试验

设计一种气助式静电感应喷头,对其工作原理和关键结构进行了研究。在室内对它进行了雾化性能试验和荷电效果试验。由试验结果分析了充电电压、气体压力与流量、液体压力与流量、喷孔直径等参数对雾化质量和荷电效果的影响,综合分析气体压力为0.4 MPa,液体压力为0.25 MPa,喷孔直径为2.0 mm时气助式静电感应喷头具有最优化性能。     

倾斜地表下隧道开挖引起的三维地表沉降计算

为研究倾斜地表下隧道开挖引起的地表沉降计算方法,考虑倾斜地表对隧道埋深的影响,建立了倾斜地表下隧道开挖模型和三维情况下单元体开挖计算模型.采用随机介质理论,推导出三维倾斜地表下隧道开挖引起的地表沉降计算公式,并结合工程实例选取监测数据和计算数据对比验证,证明了计算方法的准确性.最后针对地表倾斜角度进行对比分析,表明地表斜面倾角越大,地表不均匀沉降越明显.该倾斜地表沉降计算方法对隧道开挖地表沉降预测有一定的工程价值和指导意义.     

黄土隧洞穿越故河床段超前支护技术

引洮供水一期工程总干渠15#隧洞长4 704.64m,其中苟家曲河道为地表古河床,隧道经过该处沟道宽约100m,该段施工时正值雨季,地表河内水量约0.30m3/s,隧道上游3km以外地势较开阔,汇水面积大,流至距隧道1.50km处水量明显减小,可见地表水给地下补给较大,根据地质勘探描述,为防止隧洞掘进时塌方冒顶,提出了穿越该段古河床超前支护技术方案,通过采用管棚结合R32N迈式超前锚杆支护并注浆加固方案。有效的防止了黄土隧洞穿越不良地质洞段时发生坍塌冒顶的可能性。     

水平注浆在盾构隧道接收洞口中的应用

以某泥水平衡式盾构接收洞口地层加固工程为例,对盾构隧道接收洞口周边土体加固技术进行研究.通过对比分析地面垂直注浆、高压旋喷和水平注浆等加固方案的优缺点,择优选择水平注浆加固工艺.介绍了根据实际地质情况优化注浆孔位的平面布置,井壁钻孔与埋设孔口管工艺,注浆孔口管的使用方法及注浆工艺与参数等.通过井壁预留孔检查注浆固结情况,效果良好,有效防止了涌水、涌砂及倒灌等,可为后续盾构机顺利进洞提供保障.实践表明:水平注浆工艺有效缩短了施工时间,对于砂卵石层有较好的可操作性和可灌入性,提高了地层固结的成功率.     

川气东送管道安庆长江隧道穿越的施工监测

从接收井和始发井的围护结构、地质剖面及水文地质条件等方面介绍了安庆长江穿越隧道的工程概况,分析了盾构法隧道的掘进原理以及水文地质条件对施工、地表、堤坝沉降等方面的影响.结合工程实际,提出了盾构法隧道施工监测的原则、内容、方法、技术要点、监测精度要求以及地层沉降控制方法.施工实践表明,采用盾构法隧道施工监测技术,使川气东送管道安庆长江穿越隧道工程达到了有效控制地层变形的目的.     

不同开挖方式对黄土浅埋隧道地表变形影响研究

目的研究影响隧道开挖引起的围岩变形与上覆地表沉降规律。方法以山西省某黄土特长隧道为工程背景,利用Midas-GTS软件模拟浅埋黄土隧道开挖与支护过程,分别选择环形留核心土法和双侧壁导坑法研究不同开挖方法对黄土隧道开挖过程中地表沉降和围岩变形的影响。结果与环形留核心土方法比较,采用双侧壁导坑法时隧道左线轴线上方地表竖向位移降低57.3%,右线降低53.9%;隧道左线拱顶下沉降低36.1%,右线降低38.4%;隧道左线拱底竖向位移降低47.2%,右线降低40.9%;隧道左线拱腰处水平位移降低73.7%,右线降低66.3%。结论采用双侧壁导坑法更适合黄土浅埋隧道的施工,对类似黄土隧道的施工提供参考。     

深基坑开挖对邻近通道影响的实测及数值分析

【目的】研究基坑开挖对邻近通道的影响,为邻近通道基坑开挖工程的设计与施工提供参考。【方法】以重庆某周围存在邻近人防洞通道的岩质深基坑工程为例,通过数值模拟和现场观测,研究土岩组合地层基坑与通道变形、通道拱脚推力及围岩破坏模式的关系。【结果】邻近通道会改变地表最大沉降点位置,土岩组合地层中地表沉降主要与基坑的水平位移和通道沉降有关。通道与基坑之间围岩间壁厚度较大时,隧洞破坏来自于拱顶;间壁厚度较小时,隧洞破坏来自于侧壁。由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,通道主要表现为横向变形。【结论】邻近通道会增加基坑的水平位移与沉降,通道的破坏方式与间壁岩体厚度有关。     

顶管穿江隧道探孔封堵设计与施工

在高水压水域顶管施工中遇到探孔、裂隙及其他流通性强的地质条件可能会对顶管泥水循环、进舱检查更换刀具等施工环节造成困难。以富春江顶管工程探孔及岩石层大裂隙封堵为例,介绍了复杂地质条件下大坡度纵向曲线顶管施工探孔封堵技术。分析了正常顶管施工中建立掘进泥浆循环需要满足的条件,对比正常段与有探孔存在而无法实施正常掘进泥浆循环下的各项施工参数,采用盾尾油脂在隧道外部止水、掌子面止水、泥浆性能指标控制、优化顶进参数等措施对探孔和大裂隙进行了成功封堵,为高水压顶管施工情况下的加压进仓刀具检查、更换创造了安全可靠的施工环境。该技术操作性强、成本低、实施效果好,为顶管穿越江河施工相关难题提供了借鉴和参考。     

中俄东线天然气管道长江盾构隧道管片接头抗弯性能

油气管道水下盾构隧道处于高水压、大埋深的特殊环境，其管片接头的力学性能与常规盾构隧道差异较大。以中俄东线天然气管道长江盾构隧道工程为例，基于有限元软件ABAQUS建立了管片接头三维精细化模型，对接头变形特征、螺栓应力应变以及抗弯刚度变化进行分析，重点研究了接头抗弯性能变化的整体力学响应特性。结果表明：在管片接头压弯状态下，依据接头竖向位移、张开量以及螺栓应力应变情况，接头的受力状态可分为接缝缓慢张开、接缝张开螺栓受力以及接头失稳螺栓屈服3个阶段；在接缝缓慢张开阶段，轴力约束越强，螺栓开始分担压弯作用的时机越迟；接头张开量对于轴力大小有较强敏感性，随轴力增加，张开量增长速率的“减缓段”占接头压弯过程比例逐渐减小；对于大埋深、高水压的小断面盾构隧道，管片接头分别在正、负弯矩的作用下，其变形特征对比不明显，但同等轴力水平下正弯矩对接头螺栓变形的影响较大。中俄东线天然气管道长江盾构隧道接头的抗弯性能集中体现了油气管道盾构隧道接头受力特征，可为盾构隧道管片结构设计提供参考。（图9，表1，参22）     

水下盾构隧道管道支座受力分析与设计

基于精细化设计水下盾构隧道管道支座的目的,以西气东输三线中卫黄河盾构穿越为例,通过采用CAESAR_Ⅱ软件对整个穿越段管道进行应力和位移分析,最终指导管道支座的设计。中卫黄河盾构隧道穿越处设计压力为12 MPa,管径为1 219 mm。盾构隧道两岸竖井中心之间水平投影长度为450 m,隧道内预留西四线管道。盾构内管道安装分为竖井内管道安装和平巷内管道安装,竖井内管道作为穿越段整体管道进行补偿计算。平巷内输气管道均安装在已浇筑好的钢筋混凝土管道支座上,西三线和西四线并排敷设,管道中心距为2.08 m,支座沿管道轴向间距每15 m一组,与管道之间铺10 mm厚绝缘橡胶板,并用管卡固定管道,防止管道运营时侧移和上浮。盾构隧道竖井中心两侧25 m外各设置固定墩1个,西三线和西四线管道合用1个固定墩。经软件计算得出支座管箍与管道之间的间隙距离,模拟了管道的位移情况,从而使管道支座设计更加精细化。     

气吸式联合收获机沉降箱压力损失影响因素的研究

鉴于联合收获机沉降箱的压力损失较大,对气吸式联合收获机沉降箱在不同运行工况和不同结构参数下的压力损失进行了对比实验,同时考察了籽粒的沉降效果。结果表明:当入口气体速度由11m·s-1提高到17m·s-1时,沉降箱的压力损失随沉降箱入口风速的增加而增加,籽粒的沉降效率先明显增加,而后减小;箱体长度和隔板长度是影响压力损失的主要因素。从而为气吸式沉降箱的优化设计提供了可靠依据。     

振荡浮子式波浪能转换装置的优化计算

对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计，并通过数值计算对装置结构进行优化，找出影响装置性能的主要因素，确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示，在中国南海常波周期5—6S附近，前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大，是决定装置性能的主要因素；浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素，通过调整这两个参数，可在局部范围内改善装置性能；等深域水深H对装置性能几乎没有影响，建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为：Lfp=4m，Lb=3m，D=2．5m，Dp=4．3m。     

西气东输二线遂川江顶管穿越施工监测

介绍了西气东输二线遂川江顶管施工工艺及原理，结合实际地质状况，选定了最佳的地表沉降监测方案。监控量测数值表明：顶管穿越后地表土体位移的变化与顶管机和监测点之间的距离有关，且接近轴线处监测点的沉降变化明显大于周围测点。在位移产生变化的4个阶段中，第2阶段的位移量最大，而在顶管机通过监测点后，应力松弛弓I起土压下降，从而导致地面迅速沉降。在顶管施工过程中，上覆土体通常都是先隆起后沉降，逐渐趋于定值。对顶进过程中不同时期引起的沉降量进行计算，计算结果与实测数据相差微小，表明监测数据可以作为评价顶管施工安全状况的依据。     

泥巴山隧道高压涌突水快速处治技术研究

泥巴山隧道全长10007m，是雅西高速公路线上最长的隧道，单口掘进5130m，为全国单口掘进之最，最大埋深1648m，地质情况极为复杂，在施工过程中，受高压、富水、岩溶等诱导因素影响，多次突发了大规模的涌水、涌砂和涌泥等工程地质灾害，给工程的安全顺利施工造成了极其严重的影响。对快速通过泥巴山隧道左线K61＋773高压涌突水地段处治技术作了详细叙述。该技术保证了结构安全稳定，节约了工期，对同类地质灾害处理将具有一定的借鉴意义。     

20×10^4m^3超大型储罐双盘式浮顶性能与设计

针对某20×10^4 m^3超大型储罐用双盘式浮顶提出整体建模的数值计算方案,建立整体ANSYS有限元模型.按照相关标准规定对浮顶正常漂浮工况、两个相邻浮舱泄漏工况、一个边缘浮舱与相邻环向浮舱整体泄漏工况、上顶板250 mm积水工况4种情况下的应力分布和下沉位移进行分析计算.结果表明：上顶板250 mm积水工况为最危险工况,此时浮顶最大应力为123.9 MPa,最大下沉位移422.4 mm.利用有限元计算模型开展以减轻浮顶总体质量为目的的结构优化计算,结果表明：桁架的数量对于浮顶整体质量影响较小,但对于增加浮顶支撑、减小应力水平的影响较大,结构优化应从减小板材厚度方面考虑.（表1,图4,参6）     

压力蒸汽热改性橡胶木的物理力学性能分析

为研究介质压力在木材高温热改性过程中的作用,采用压力蒸汽作为传热介质,于155℃/0.4 MPa,170℃/0.4 MPa,170℃/0.8 MPa处理条件对橡胶木进行热改性,测试热改性材的质量损失率、明度、抗弯强度、抗弯弹性模量等指标,探讨不同处理压力和温度改性橡胶木的物理力学性能变化。结果表明,在压强0.4 MPa条件下,155℃和170℃处理的试材,其各项性能可以达到或接近常压条件下更高温度热改性材的性能。介质压强由0.4 MPa增加至0.8 MPa,炭化橡胶木的质量损失率、颜色变化、抗弯强度损失均增大,说明压强越大,热改性程度越剧烈。介质压强对试材的热改性程度有显著影响,提高蒸汽压力可以在较低温度下加快橡胶木的炭化过程,实现木材的高效热改性处理。     

双液注浆技术在砂卵石层防渗处理中的应用——以大库斯台水库为例

文章结合双液注浆技术在大库斯台水库砂卵石层防渗处理中的具体应用,介绍了双液注浆现场实验情况、根据实验成果对施工技术参数和质量评定标准的选取、防渗处理的最终效果,分析了双液注浆技术在砂卵石层防渗处理中应用的可行性和有效性,总结了双液注浆施工参数的影响因素和选取经验、质量评定标准及该技术的应用条件,可供类似工程参考借鉴。