下穿河流电力盾构隧道端头加固机理及施工参数优化
|
摘要
随着市政管线的大量建设和盾构机在市政隧道中的逐渐应用,将出现越来越多的小直径盾构隧道。目前,在小直径盾构隧道端头合理加固范围方面还没有进行过深入研究,同时小直径盾构隧道下穿河流时施工参数优化也是需要研究的问题。本文以顺于路电力隧道下穿温榆河工程为背景,重点研究小直径盾构端头合理加固范围和过河段掘进施工参数优化。
首先根据端头加固理论和已有工程经验,确定了始发端和到达端的加固范围,并模拟分析了加固设计范围始发安全性,结果显示盾构始发总体安全。其次利用数值模拟,计算了黏土和砂土中3.5m盾构隧道在不同埋深和不同加固范围下土体的位移和应力,分析了纵横向加固范围、埋深和土质对土体位移和应力的影响。依据不同加固范围时的土体位移和应力变化规律,制定了不同埋深时的合理加固范围。参考理论成果和工程经验,制定了过河段施工参数,模拟了施工过程,结果显示地表下沉和隆起量较小,盾构可以安全地穿越温榆河。
With the many municipal pipelines construction and the Shield machine gradual application in the municipal tunnel, there will be more and more Small-diameter Shield tunnel. At present, the Small-diameter Shield tunnel end reinforcement reasonable range has not been in-depth study. Small-diameter shield tunnel construction parameters optimization is also needed to study when it passes through the river
First referencing existing end reinforcement theory and the engineering experience, the reinforcement range of the starting side and the end side is determined. The safety of designed reinforcement range is analyzed by simulation, and results show the Shield launching is safe in the overall. Second, the soil displacement and stress in the clay and sand is calculated at different depths and different reinforcement range of3.5m Shield by numerical simulation.The impact of longitudinal reinforcement range、horizontal reinforcement range、depth and soil to soil displacement and stress is analyzed.The reasonable reinforcement range in different depth is decided by the variation tendency of soil displacement and stress in defferent reinforcement range. Reference to theories and engineering experience, the construction parameters is deceded and process is simulated.the results show that the surface settlement and uplift is small,so the Shield can cross the Wenyu River safely.
首先根据端头加固理论和已有工程经验,确定了始发端和到达端的加固范围,并模拟分析了加固设计范围始发安全性,结果显示盾构始发总体安全。其次利用数值模拟,计算了黏土和砂土中3.5m盾构隧道在不同埋深和不同加固范围下土体的位移和应力,分析了纵横向加固范围、埋深和土质对土体位移和应力的影响。依据不同加固范围时的土体位移和应力变化规律,制定了不同埋深时的合理加固范围。参考理论成果和工程经验,制定了过河段施工参数,模拟了施工过程,结果显示地表下沉和隆起量较小,盾构可以安全地穿越温榆河。
With the many municipal pipelines construction and the Shield machine gradual application in the municipal tunnel, there will be more and more Small-diameter Shield tunnel. At present, the Small-diameter Shield tunnel end reinforcement reasonable range has not been in-depth study. Small-diameter shield tunnel construction parameters optimization is also needed to study when it passes through the river
First referencing existing end reinforcement theory and the engineering experience, the reinforcement range of the starting side and the end side is determined. The safety of designed reinforcement range is analyzed by simulation, and results show the Shield launching is safe in the overall. Second, the soil displacement and stress in the clay and sand is calculated at different depths and different reinforcement range of3.5m Shield by numerical simulation.The impact of longitudinal reinforcement range、horizontal reinforcement range、depth and soil to soil displacement and stress is analyzed.The reasonable reinforcement range in different depth is decided by the variation tendency of soil displacement and stress in defferent reinforcement range. Reference to theories and engineering experience, the construction parameters is deceded and process is simulated.the results show that the surface settlement and uplift is small,so the Shield can cross the Wenyu River safely.
引文
[1]李怀用.浅谈微型盾构在市政工程中的发展前景[J].隧道建设,2001,21(4):25-27,27.
[2]邝诺.盾构法在污水管线建设中的应用[J].市政技术,2002(3):14-19,32.
[3]陈馈,洪开荣,吴学松.盾构施工技术[M].北京：人民交通出版社,2009.
[4]杨书江.地铁隧道竖井施工技术[J].隧道建设,2004,24(4):24-27.
[5]侯永峰,曹瑞琅,汪宏伟.不同预注浆加固范围时盾构机始发稳定分析[J]：探矿工程(岩土钻掘工程),2010,37(1):70-73.
[6]韦良文,张庆贺,邓忠义.大型泥水盾构隧道开挖面稳定机理与应用研究[J].地下空间与工程学报,2007,3(1):87-91.
[7]魏新江,郭志威,魏纲,等.考虑渗流影响的盾构出洞灾害机制研究[J].岩土力学,2011,32(1)：106-110.
[8]汪茂祥.盾构洞门加固方法[J].工程机械与维修,2008(4):110-114.
[9]张庆贺,王慎堂,严长征,等.盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策[J].岩石力学与工程学报,2004,23(5)：857-861.
[10]丛恩伟.城市地铁盾构近距离穿越桥梁、河流综合施工技术[J].铁道标准设计,2008(11)：93-96.
[11]毛红梅.盾构穿越河底浅覆盖层施工技术及风险预案[J].现代城市轨道交通,2011(6)：82-85.
[12]吴韬.大型盾构进出洞施工技术及加固土体受力机理分析[D].上海：同济大学,2006.
[14]郝振宇,江玉生,江华.考虑尺寸效应的盾构始发与到达端头加固研究[J].市政技术,2011,29(6):79-83.
[15]罗富荣,江玉生,江华.基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析[J].工程地质学报,2011,19(3):364-369.
[16]江玉生,王春河,江华,等.盾构始发与到达-端头加固理论研究与工程实践[M].北京：人民交通出版社,2011.
[17]任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].武汉：中国地质大学(武汉),2005.
[18]吴韬,韦良文,张庆贺.大型盾构出洞区加固土体稳定性研究[J].地下空间与工程学报,2008,4(3):477-482,585.
[18]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].2版.西安：陕西科学技术出版社,2006.
[19]吴韬,韦良文,张庆贺.大型盾构出洞区加固士体稳定性研究[J].地下空间与工程学报,2008,4(3):477-482,585.
[20]张成.地铁工程土压平衡式盾构施工技术研究[D].成都：西南交通大学,2002.
[21]韦良文.泥水盾构隧道施工土体稳定性分析与实验研究[D].上海：同济大学,2007.
[22]辛振省,于金安,马海涛,等.盾构始发端预加固合理范围研究[J].地下空间与工程学报,2007,3(3)：513-518.
[23]孙振川.城市地铁盾构法隧道软土地段端头地层加固技术[J].西部探矿工 程,2003,(10)：81-83.
[24]唐志强,吕晓涛,周杨,等.软土地铁隧道盾构工法端头井加固稳定性分析[J].中国安全生产科学技术,2010,6(3)：18-22.
[25]江玉生,杨志勇,江华,等.论土压平衡盾构始发和到达端头加固的合理范围[J].隧道建设,2009,29(3):263-266.
[26]李大勇,王晖,王腾.盾构机始发与到达端头土体加固分析[J].铁道工程学报,2006,(1)：87-90.
[27]胡新朋,孙谋,王俊兰.软土地区地铁盾构施工端头土体加固要求探讨[J].隧道建设,2006,26(5)：11-13.
[28]吴波.复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D].成都：西南交通大学,2003.
[29]赵立峰,付黎龙.富水软弱地层盾构隧道施工端头加固技术研究[J].铁道标准设计,2008,(9)：83-85.
[30]钟小春.南京某车站盾构端头井加固方案及辅助措施[J].山西建筑,2009,35(36)：147-148.
[31]刘胜利,麦家儿,游杰.砂层地带盾构井端头加固计算与应用[J].隧道建设,2009,29(3)：301-304,309.
[32]冯慧君.天津地铁红星路站盾构端头井水平注浆加固技术[J].施工技术,2009,38(9)：11-12.
[33]杨凯,郝文海.亦庄线工程盾构井端头加固施工[J].市政技术,2010增刊(2),28:149-151.
[34]高成梁,梁小强.旋喷桩在盾构法隧道端头井洞口土体加固工程中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(12):69-72.
[35]信兆祁.浅谈富水层中城市地铁端头加固的应用[J].城市建设,2009,(43):244-245.
[36]侯永峰,曹瑞琅,汪宏伟.不同预注浆加固范围时盾构机始发稳定分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2010,37(1):70-73.
[37]Xiaojun Zhou, Jinghe Wang, Xiaobo Wang,et. Study on Launching and Receiving Technology of Shield Tunnel [A].In:ICPTT2011[C].Beijing:2011.(1):1864-1873.
[38]张庆贺,唐益群,杨林德.盾构进出洞注浆加固设计与施工技术研究[J].地下工程与隧道,1993,(3):93-101.
[39]徐资.广州盾构始发和到达端头加固方法浅析[J].山西建筑,2011,37(13):177-178.
[40]朱洪威.客大盾构区间端头井加固技术比选[J].筑路机械与施工机械化,2007,(8)50-51,55.
[41]沈永根.盾构始发和接收端头加固机理和实施方法[J].中国科技纵横,2010,(7):36.
[42]曹红林.地铁盾构隧道端头加固设计与施工[J].土工基础,2010,24(3):1-3.
[43]马龙,田磊.浅覆土段盾构过河研究[J].施工技术,2009,38(s):95-97.
[44]王伟,辛振省,彭加强.土压平衡式盾构下穿河流施工技术研究[J].铁道标准设计,2011(4)：92-94.
[45]李茂文,陈寿根,刘建国,等.下穿布吉河盾构施工关键技术研究[J].四川建筑,2010,30(4)215-219.
[46]郭志威.考虑渗流影响的软土盾构隧道出洞灾害机理研究[D].杭州：浙江大学,2010.
[47]胡俊,杨平,董朝文,等.盾构始发端头化学加同范围及加固工艺研究[J].铁道建筑,2010(2)：47-51.
[48]曾晖,杨平,胡俊.特殊地层下盾构始发端头加固技术实例研究[J].铁道建筑,2011(2): 79-81.
[49]龚晓南.地基处理手册.3版.[M].北京：中国建筑工业出版社,2008.
[50]叶观宝.地基加固新技术.2版.[M].北京：机械工业出版社,2002.
[51]王明胜.土压平衡盾构穿越珠江关健性施工技术[J].地下空间与工程学报,2007,3(8)1518-1524.
[52]王占生,王梦恕.盾构施工对周围建筑物的安全影响及处理措施[J].中国安全科学学报,2002,12(2):45-49.
[53]高健,张义同.考虑盾构掘进速度的隧道掘进面稳定性分析[J].岩士力学,2010,31(7):2232-2240.
[54]周海群.软土地层盾构施工中掘进速度对地面沉降的影响分析[J].铁道建筑,2012(3):45-48.
[55]陈立生,王洪新.土压平街式盾构平衡控制的新思路[J].城市轨道交通研究,2010(增):228-231
[56]张庆贺,柏炯.上海软土隧道的设计与施工[J].世界隧道,1998(2)：11-25.
[2]邝诺.盾构法在污水管线建设中的应用[J].市政技术,2002(3):14-19,32.
[3]陈馈,洪开荣,吴学松.盾构施工技术[M].北京：人民交通出版社,2009.
[4]杨书江.地铁隧道竖井施工技术[J].隧道建设,2004,24(4):24-27.
[5]侯永峰,曹瑞琅,汪宏伟.不同预注浆加固范围时盾构机始发稳定分析[J]：探矿工程(岩土钻掘工程),2010,37(1):70-73.
[6]韦良文,张庆贺,邓忠义.大型泥水盾构隧道开挖面稳定机理与应用研究[J].地下空间与工程学报,2007,3(1):87-91.
[7]魏新江,郭志威,魏纲,等.考虑渗流影响的盾构出洞灾害机制研究[J].岩土力学,2011,32(1)：106-110.
[8]汪茂祥.盾构洞门加固方法[J].工程机械与维修,2008(4):110-114.
[9]张庆贺,王慎堂,严长征,等.盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策[J].岩石力学与工程学报,2004,23(5)：857-861.
[10]丛恩伟.城市地铁盾构近距离穿越桥梁、河流综合施工技术[J].铁道标准设计,2008(11)：93-96.
[11]毛红梅.盾构穿越河底浅覆盖层施工技术及风险预案[J].现代城市轨道交通,2011(6)：82-85.
[12]吴韬.大型盾构进出洞施工技术及加固土体受力机理分析[D].上海：同济大学,2006.
[14]郝振宇,江玉生,江华.考虑尺寸效应的盾构始发与到达端头加固研究[J].市政技术,2011,29(6):79-83.
[15]罗富荣,江玉生,江华.基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析[J].工程地质学报,2011,19(3):364-369.
[16]江玉生,王春河,江华,等.盾构始发与到达-端头加固理论研究与工程实践[M].北京：人民交通出版社,2011.
[17]任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].武汉：中国地质大学(武汉),2005.
[18]吴韬,韦良文,张庆贺.大型盾构出洞区加固土体稳定性研究[J].地下空间与工程学报,2008,4(3):477-482,585.
[18]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].2版.西安：陕西科学技术出版社,2006.
[19]吴韬,韦良文,张庆贺.大型盾构出洞区加固士体稳定性研究[J].地下空间与工程学报,2008,4(3):477-482,585.
[20]张成.地铁工程土压平衡式盾构施工技术研究[D].成都：西南交通大学,2002.
[21]韦良文.泥水盾构隧道施工土体稳定性分析与实验研究[D].上海：同济大学,2007.
[22]辛振省,于金安,马海涛,等.盾构始发端预加固合理范围研究[J].地下空间与工程学报,2007,3(3)：513-518.
[23]孙振川.城市地铁盾构法隧道软土地段端头地层加固技术[J].西部探矿工 程,2003,(10)：81-83.
[24]唐志强,吕晓涛,周杨,等.软土地铁隧道盾构工法端头井加固稳定性分析[J].中国安全生产科学技术,2010,6(3)：18-22.
[25]江玉生,杨志勇,江华,等.论土压平衡盾构始发和到达端头加固的合理范围[J].隧道建设,2009,29(3):263-266.
[26]李大勇,王晖,王腾.盾构机始发与到达端头土体加固分析[J].铁道工程学报,2006,(1)：87-90.
[27]胡新朋,孙谋,王俊兰.软土地区地铁盾构施工端头土体加固要求探讨[J].隧道建设,2006,26(5)：11-13.
[28]吴波.复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D].成都：西南交通大学,2003.
[29]赵立峰,付黎龙.富水软弱地层盾构隧道施工端头加固技术研究[J].铁道标准设计,2008,(9)：83-85.
[30]钟小春.南京某车站盾构端头井加固方案及辅助措施[J].山西建筑,2009,35(36)：147-148.
[31]刘胜利,麦家儿,游杰.砂层地带盾构井端头加固计算与应用[J].隧道建设,2009,29(3)：301-304,309.
[32]冯慧君.天津地铁红星路站盾构端头井水平注浆加固技术[J].施工技术,2009,38(9)：11-12.
[33]杨凯,郝文海.亦庄线工程盾构井端头加固施工[J].市政技术,2010增刊(2),28:149-151.
[34]高成梁,梁小强.旋喷桩在盾构法隧道端头井洞口土体加固工程中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(12):69-72.
[35]信兆祁.浅谈富水层中城市地铁端头加固的应用[J].城市建设,2009,(43):244-245.
[36]侯永峰,曹瑞琅,汪宏伟.不同预注浆加固范围时盾构机始发稳定分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2010,37(1):70-73.
[37]Xiaojun Zhou, Jinghe Wang, Xiaobo Wang,et. Study on Launching and Receiving Technology of Shield Tunnel [A].In:ICPTT2011[C].Beijing:2011.(1):1864-1873.
[38]张庆贺,唐益群,杨林德.盾构进出洞注浆加固设计与施工技术研究[J].地下工程与隧道,1993,(3):93-101.
[39]徐资.广州盾构始发和到达端头加固方法浅析[J].山西建筑,2011,37(13):177-178.
[40]朱洪威.客大盾构区间端头井加固技术比选[J].筑路机械与施工机械化,2007,(8)50-51,55.
[41]沈永根.盾构始发和接收端头加固机理和实施方法[J].中国科技纵横,2010,(7):36.
[42]曹红林.地铁盾构隧道端头加固设计与施工[J].土工基础,2010,24(3):1-3.
[43]马龙,田磊.浅覆土段盾构过河研究[J].施工技术,2009,38(s):95-97.
[44]王伟,辛振省,彭加强.土压平衡式盾构下穿河流施工技术研究[J].铁道标准设计,2011(4)：92-94.
[45]李茂文,陈寿根,刘建国,等.下穿布吉河盾构施工关键技术研究[J].四川建筑,2010,30(4)215-219.
[46]郭志威.考虑渗流影响的软土盾构隧道出洞灾害机理研究[D].杭州：浙江大学,2010.
[47]胡俊,杨平,董朝文,等.盾构始发端头化学加同范围及加固工艺研究[J].铁道建筑,2010(2)：47-51.
[48]曾晖,杨平,胡俊.特殊地层下盾构始发端头加固技术实例研究[J].铁道建筑,2011(2): 79-81.
[49]龚晓南.地基处理手册.3版.[M].北京：中国建筑工业出版社,2008.
[50]叶观宝.地基加固新技术.2版.[M].北京：机械工业出版社,2002.
[51]王明胜.土压平衡盾构穿越珠江关健性施工技术[J].地下空间与工程学报,2007,3(8)1518-1524.
[52]王占生,王梦恕.盾构施工对周围建筑物的安全影响及处理措施[J].中国安全科学学报,2002,12(2):45-49.
[53]高健,张义同.考虑盾构掘进速度的隧道掘进面稳定性分析[J].岩士力学,2010,31(7):2232-2240.
[54]周海群.软土地层盾构施工中掘进速度对地面沉降的影响分析[J].铁道建筑,2012(3):45-48.
[55]陈立生,王洪新.土压平街式盾构平衡控制的新思路[J].城市轨道交通研究,2010(增):228-231
[56]张庆贺,柏炯.上海软土隧道的设计与施工[J].世界隧道,1998(2)：11-25.
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |