广州地铁盾构隧道施工中管片受力监测与分析
- 格式:pdf
- 大小:547.56 KB
- 文档页数:7
结合广州地铁谈盾构隧道施工1、工程概况广州市轨道交通三号线[天 ~华]区间盾构工程分为两个区间(天河客运站~五山站区间以及五山站~华师站区间),主要由两条圆形盾构隧道为主组成,双线长6259.615m.隧道标称内径为5400mm;埋深为11~28m;平面最小曲线半径为350m;最小竖曲线半径为3000 m;最大坡度为19‰;最小坡度为3‰。
天~五区间隧道主要是在残积层和全风化层中穿过,顶底板差异不大,在中部偶见夹有球状微风化岩石。
近五山段顶板出现少量砂层。
隧道洞身天然单轴抗压强度最大值为153.40MPa.五~ 华区间隧道主要是在强风化层中穿过,顶底板岩土分层有一定差异,存在上软下硬或有夹层现象。
中部为瘦狗岭断层破碎带,以北均为花岗岩、花岗片麻岩带或风化层,以南为白垩系红层岩系。
靠近华师站段隧道全断面在微风化层中穿过。
地表地形地貌变化也比较大。
白垩系红层隧道上方发育有较长段含水砂层。
2、盾构掘进2.1刀具配置地质情况对刀具配置起决定作用,隧道围岩为I、II类(按《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》中隧道围岩分类)时,一般采用刮刀(俗称羊角刀),而对于III~VI类围岩则使用盘形滚刀效果较好。
盘形滚刀又有单刃和双刃之分,单刃滚刀适合较硬岩或强度不均匀的围岩,而双刃滚刀适合一般硬岩及强度均匀的围岩。
针对本工程的地质情况,均配置单刃盘形滚刀。
2.2掘进参数控制(1)、控制刀盘扭矩。
根据保护刀具、降低刀具磨损的要求,必须将刀盘扭矩控制在某一容许范围内,而控制扭矩的主要依靠以下方法:◆ 减小推力:这是最简单、有效的方法,但同时也会降低掘进速度。
◆ 减小刀具的贯入度:即在保持掘进速度基本不变的情况下,提高刀盘转速,一般达2.5~3r/m左右。
当开挖面为全断面硬岩时,减小刀具贯入度,能显著降低刀盘扭矩。
但刀盘高转速不适用有孤石的围岩,因为孤石很容易造成刀具崩裂。
◆ 向开挖面、土仓内加入土质改良剂:常见的土质改良剂及适用地层另外,在全断面硬岩或孤石地层,可以向开挖面、土仓内加入冷却水,以降低刀盘、刀具的温度来保护刀具。
盾构隧道施工过程管片结构受力特征【摘要】在盾构隧道施工过程中,管片结构会受到千斤顶推力、注浆压力、上浮力和拼装荷载等多种作用力的影响进行管片结构受力特征的研究,可以进一步了解盾构隧道施工过程中的管片结构受力,从而保证施工的质量。
本文盾构隧道施工过程管片受力情况、受力特征和导致管片结构破损的对盾构隧道施工过程管片结构受力问题进行【关键词】盾构隧道;施工过程;管片结构;受力特征引言盾构隧道施工阶段的管片结构受力特性具有一定的差异性。
在隧道的正常使用阶段,只需要进行管片结构的平面应变力的分析。
而在施工阶段,由于受到多种不确定因素的影响,管片结构的受力问题则成为了典型的三维问题。
为了保证隧道施工的质量,对盾构隧道施工过程中的管片结构受力特征进行深入的研究。
1 施工过程的管片结构受力特征研究1.1 施工过程的管片受力情况首先,千斤顶推力是隧道施工的主要驱动力,同时也是施工过程中管片结构所承受的最大的外力。
淤泥质粘土层中的千斤顶推力最高将达到12MN,全断面沙土地层的千斤顶推力则能够达到20MN,而跨江海的盾构隧道的千斤顶推力则达到了30MN以上。
其次,注浆压力主要是在注浆填充盾尾间隙的过程中产生的,而在该种压力达到一定的数值时,将引起管片局部或整体上浮、错位、开裂或其他形式的破坏。
所以,注浆是盾构隧道施工的重要工作,关系着施工质量的好坏。
而通常情况下,在管片完成安装后注浆时,管片外侧围岩压力将达到最大。
在扣除初始应力的情况下,这种压力增量最高将达143.5。
此外,注浆压力也是导致管片结构内力增长的重要因素。
再者,盾构隧道承受的上浮力是在注浆完成后产生的。
因为,在注浆完成后,盾构会在水泥浆液凝结的时间里进行掘进。
而在这种情况下,会有一定范围内的管片未能得到及时裹住,从而导致管片悬浮在注浆液中,进而使管片承受一定的上浮力。
此外,由于盾壳与管片之间存在着一定的摩擦力的同时,管片也会承受盾尾密封刷对其的环向压力,所以在盾构长时间停止掘进时,这些压力将对管片结构产生一定的影响。
盾构法隧道施工中管片上浮和预防中铁十三局集团广州地铁项目部姚明会谈家龙【内容提要】:本文结合广州市轨道交通四号线仑大盾构区间工程实例,从盾构工法特性,同步注浆工艺,盾构姿态控制及线路走向等方面着手,对土压平衡盾构施工过程中产生的隧道管片上浮现象、原因进行了分析研究,并提出了相应的施工控制对策,对盾构法隧道施工中控制管片上浮有很好的借鉴作用。
【关键词】:盾构法施工管片上浮和预防1 前言在盾构掘进过程中,管片上浮多数情况下是发生在硬岩地段,尤其在下坡段,跟踪测量结果显示,在脱出盾尾后24小时(掘进12环左右)内管片上浮值就可以达到80~100mm,在随后的时间里管片上浮速度有所减慢,在36小时后管片上浮量基本达到稳定。
管片上浮主要受工程地质、水文地质、管片衬砌注浆质量、盾构机姿态控制等方面的影响。
本文结合广州城市轨道交通四号线仑大盾构区间隧道管片上浮的工程实例,从盾构工法特性、同步注浆、盾构姿态及线路走向等方面着手,重点对土压平衡盾构施工过程中产生的管片上浮的现象、影响因素及应对措施进行分析研究,为解决盾构隧道管片上浮问题提供一些参考建议。
2 工程概况及地质分析2.1工程概况仑大盾构区间线路位于广州城市中心区东南侧,属珠江三角洲平原区的珠江水网带北缘,地形略有起伏,为河流和低丘地带。
区间隧道两次过山,两次过河,两次过村,一次过站。
隧道右线长2301.3m,左线隧道长2298.275m。
设竖曲线4个,最小竖曲线半径为3000m,最大纵坡为42.65‰。
最小平面曲线半径800m。
区间隧道平面总体走向为“V”字形,纵断面总体走向为“W”字形。
区间线路间距为12.7m~15.7m。
2.2线路区间工程及水文地质分析本区间隧道穿越地层分布不均匀,地层分布复杂,分界不明显,起伏变化大。
隧道主要穿过<8Z>中风化混合岩、<9Z>微风化混合岩地层。
<8Z>地层起伏较大,隧道中有<7Z>地层出露,厚度约2m-7m。
地铁盾构隧道管片结构受力特征模型试验研究【摘要】以南京地铁区间盾构隧道为研究背景,通过大比例模型试验,对盾构隧道管片三种拼装方式的受力特征进行了深入研究。
研究结果表明,拼装方式对管片受力特征有很大的影响,并提出了合理的管片拼装方式。
【关键词】盾构隧道模型试验管片拼装通缝错缝1前言盾构法隧道衬砌结构是由若干弧形的管片拼装成环,然后每环之间逐一连接而成的,管片与管片、环与环之间通过螺栓或其他方式连接。
管片的拼装力式有通缝和错缝两种。
所有衬砌环的纵缝呈一直线的情况称之为通缝拼装;相邻两环间纵缝相互错开的情况称之为错缝拼装。
不同的拼装方式必将对管片的受力特征有重大的影响。
为探明在南京地区特定的地质条件下,不同管片拼装方式对管片受力特征的影响以及合理的管片拼装方式等问题,作者以南京地铁区间盾构隧道为研究背景,进行了考虑隧道与土体相互作用性的大比例尺模型试验研究。
2试验概况2.1试验原型隧道采用单层装配式钢筋混凝土管片衬砌,隧道内径5 500mm,管片厚350mm,宽1 200mm。
衬砌环分为6块,下部三块标准块的圆心角为67.5度,两邻接块的圆心角为68.0度,割顶块的圆心角为11.5度。
纵向接头16处,按22.5度等角度布臵。
分块图见图1。
图1 原型管片衬砌分块图2.2相似材料试验以几何相似比Cl=12和容重相似比Cr=1为基础相似比,其他物理力学参数根据相似理论推围岩均采用特定比例的重晶石粉、石英砂、松香和凡士林的热融混合物模拟。
这些混合材料在化学反应结束后,基本不受温度和湿度的影响,以高压方法加压成型,围岩模型和原型物理力学参数见1表管片混凝土采用水膏比为1:1.50的特种石膏材料,通过预制加工现场安装的方法模拟,力学指标以石膏终凝时的实验值为准,管片混凝土原型与模型的力学参数见表2;管片混凝土环向主筋的相似材料采用直径1.2miil的铁质材料通过原型与模型的等效抗弯日渡EA模拟。
表 1 围岩模型和原型物理力学参数全部试验在专门制作的台架式钢板试验模型槽内进行。
盾构隧道穿越房屋桩基受力及变形分析研究摘要:简要介绍了盾构隧道穿越房屋桩基段时,盾构管片、房屋桩基承载力以及桩基沉降变形的计算分析,对盾构机直接通过该房屋段(不采取额外加固措施)提供了理论依据,同也节约了相应的工程费用。
关键词:盾构隧道;管片;房屋桩基;桩基沉降abstract: this article introduces the building pile foundation of shield tunnel segment, calculates and analyzes the shield segment lining, houses and settlement of pile foundation bearing capacity of pile foundation deformation. for shield construction machine directly through the house section (don’t take extra reinforcement measures), it provides the theoretical basis for saving the cost of the project.keywords: shield tunnel; segment; housing pile foundation; settlement of pile foundation中图分类号:u459 文献标识码:a文章编号:1工程概况广州地铁广佛线鹤洞站~沙涌站区间全长2625.755单线延米,隧道采用盾构法施工。
隧道在区间中部位置下穿广钢九层住宅楼。
该房屋为9层框架结构,首层建筑面积约880m,首层层高4.6m,现在底层设夹层,院内底层用作车库,层高约2.1m,靠近街道底层现为小商铺。
广钢九层住宅楼东北侧为3层的裙楼(框架结构),在房屋北侧距离33层高层住宅楼距离为34m,在房屋东南侧为小区内花园。
广州地铁盾构施工控制测量措施摘要:以广州地铁盾构施工为背景,介绍盾构施工中不同阶段的测量方法,根据盾构机的结构、姿态、定位特点进行深入探讨并采取有效测量措施,保证盾构以正确姿态按设计掘进和贯通,最后阐述贯通后的相关测量工作。
关键词:广州地铁;盾构施工;测量措施;贯通1 引言随着经济全球化发展和改革开放的深入,广州城市经济发展迅速,城市交通问题突出,在高楼密集、道路拥挤的广州解决交通问题,以安全、快捷、环保着称的地铁是首选。
广州地铁自1993年开工建设以来,经过十来年地铁工程建设,先后开通了4条地铁线路,舒缓了广州的交通压力。
广州地铁建设取得重大的成功之一是盾构技术的引用。
广州地铁以修建地铁一号线为契机,采取国际招标的方式在软土和复合地层中修建了地铁隧道。
尤其是广州地区复合地层盾构的成功实践,结束了关于广州地区修建隧道宜采用矿山法还是盾构法的争论。
在一号线取得成功经验的基础上,广州地铁在其二、三、四、五号和广佛线路大幅度采用盾构技术(广州地铁盾构施工情况见表1)。
地铁是一个综合体,建设一条高质量的地铁,是由多学科综合技术构成的,除了高标准的设计、先进的施工设备、工艺、材料外,主要还取决于施工的精度,所以有效合理的测量措施是实现高标准设计和施工精度(横向贯通≤±50mm,纵向贯通≤±25mm)的重要保证。
2 盾构施工前测量控制点复测(1)平面控制点复测平面控制点是为地铁施工沿线路方向测设的精密导线点,使用前必须按技术要求进行复测,其主要技术要求:①导线测角中误差≤±″;②导线测距中误差≤±6mm;③导线方位角闭合差④导线测距相对中误差≤1/60000;⑤导线全长相对闭合差≤1/35000;⑥相邻点的相对点位中误差≤±8mm;⑦导线最弱点的点位中误差≤±15mm;⑧导线附(闭)合长度3~5km;(2)高程控制点复测①观测方法:奇数站上为:后—前—前—后;偶数站上为:前—后—后—前。