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对盾构出洞口涌水、涌砂灾害问题作了分析,建立了地下水绕加固土体下卧层及井壁间隙渗流计算模型,利用半承压含水层渗流理论对一算例进行研究,结果表明,假定在井外加固土体完全隔水情况下,洞门涌土灾害的发生与否受到土体加固范围、井外地下水位及井壁间隙宽度等因素影响;土体加固长度的增加对工程安全有利,但成本较高;土体加固深度应根据具体工况经计算后确定,过深并不合理;井壁与加固土体之间的间隙控制也是工程安全进行的关键。各因素相互制约,需综合考虑工程安全性、经济性和工期等来确定合理的施工参数。 相似文献
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人工土层冻结法加固在盾构出洞施工中的应用 总被引：10，自引：0，他引：10
软土地区盾构出洞施工中洞口土体易失稳、渗水,上海明珠线二期工程浦东大道站至张扬路站区间,隧道在盾构出洞施工中,为确保地面建筑及地下管线的安全及正常使用,首次采用了人工土层冻结加固,取得了良好的效果;本文介绍了该工程出洞口土体加固的方案选择、关键技术处理及实际取得的效果,并探讨了人工土层冻结加固在含水松软土层的地下工程中的应用前景. 相似文献
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广州市良业大厦基坑支护工程存在较厚的淤泥质粉细砂层,预应力锚索锚点位置处于粉细砂层中时,锚索施工易发生涌水涌砂现象而引发基坑事故。施工过程中通过采取跟管钻进干钻成孔、墙后孔口设置止浆袋及墙后注浆的处理措施,减少了锚索施工过程中涌水涌砂现象的发生,避免了因涌水涌砂水土流失造成基坑外地面下沉而引发的基坑事故。 相似文献
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郑州地铁某盾构区间超近距离侧穿铁路桥梁桩基,受地面空间及隧道与桥桩间净距限制,无法采用隔离桩等常规保护措施.结合工程实际情况提出“盾构通过范围内土体注浆加固”、“桥梁承台加固”以及“注浆+承台加固”三种措施,利用数值模拟手段,对盾构侧穿施工期间,不同保护方案下桥桩的变形规律进行了分析研究.研究结果表明,采用“盾构通过范围内土体注浆加固+承台加固”措施,可使桥面最大沉降值减少约45%,且可减少桥面横桥向不均匀沉降及桥桩水平位移,在很大程度上减少盾构隧道施工对铁路桥梁的不利影响. 相似文献
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盾构在有地下水和无地下水地区开挖有很大的不同,特别是在高水位下施工时,因为渗透力的影响可能会引起工作面的不稳定,而在实际工程中,这种影响很少被考虑,从而低估了盾构施工的风险。本文根据渗流场和温度场的相似性,将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析,并利用ANSYS软件自带的APDL参数化语言开发渗流力计算模块,渗透力首先在流场进行计算,然后将其作为应力边界条件施加于各节点进行应力和变形分析,探讨渗流力的存在对盾构隧道开挖面稳定的影响。基于此,作者提出一种考虑渗流的新的开挖面稳定性分析方法,使盾构水下掘进的设计施工更加合理。 相似文献
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土压式盾构施工中地下水出渗机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对土压平衡式盾构机在高水头强透水地层掘进工程中，排土器出口易出现地下水渗出的现象进行了理论研究。通过建立地下水在盾构机内的渗流计算模型，提出了判别地下水渗出发生与否及其出渗量大小的方法，阐明了盾构施工中发生地下水出渗的机理。利用这一模型计算了出渗发生时地下水流失情况，对影响出渗发生的各相关参数进行了分析，为施工中克服和避免这一现象提供了理论依据。 相似文献
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富水黄土隧道施工开挖后含水率增加对隧道工程施工影响较大,前人建立了多种以黄土含水率为指标的工程措施判别标准,但对于黄土含水率的变化原因及时空变化特征缺乏系统研究。银西高铁驿马一号隧道不同工况下含水率的变化特征表明,自然渗流状态下隧道洞身黄土含水率平均为25.9%,局部为软塑;施工排水阶段受渗涌水影响,黄土含水率平均上升到31.3%,下拱腰上升到32.2%,引起了隧底软化、掌子面滑塌失稳、围岩稳定性变差等问题;采取地表降水后,黄土含水率下降为25.4%,改善了黄土的物理性质,确保了隧道施工安全与进度;水位恢复后,黄土含水率平均上升到29.4%,拱顶与上拱腰变化较小,下拱腰达到了37.2%。研究认为地下水渗流变化将使得隧道洞身黄土含水率变幅达15%～33%,通过控制地下水渗流作用可以达到隧道安全施工的目的。 相似文献
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在富水软岩地层中进行盾构掘进施工过程时,围岩应力状态会发生变化。准确掌握其变化规律,有利于采取合适的处置方法,避免发生斜井垮塌涌水和卡盾抱箍等工程事故。以往研究一般只考虑盾构、斜井和软岩中的一个或两个条件,也未对有无渗流两种工况进行对比,并较少涉及不同埋深条件下坡度的影响。文章采用有限元计算模型研究盾构在富水软弱地层中掘进过程中围岩的力学特性,通过选择若干观测断面进行监测,得出软岩整体呈现“横鸭蛋式”椭圆形变化趋势,且顶部比两侧和底部更容易受到施工扰动,在渗流条件下该趋势得到加强;设定5种埋深和5种斜井坡度条件,模拟盾构在掘进过程中不同条件下顶部和侧向监测点的位移,结果显示:盾构洞周拱顶竖向位移一般大于两侧水平位移;当斜井纵坡坡度<4°时,盾构顶部监测点竖向位移与侧向监测点水平位移相差较小,但均随斜井埋深的增大而增大;坡度超过4°后,盾构掘进引起的顶部竖向位移与侧向水平位移间差值随着埋深的增加而逐渐增大。 相似文献
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黑山煤田处于沙漠边侧,地层有纯砂粒构成的、透水性较強的中细砂层,这类地层中如含有承压水时,会发生钻孔涌水,对于中细砂涌水钻孔,用泥浆冲孔时,可通过适当增大泥浆相对密度,来压制地下水涌出,ZK18-28孔是涌水孔,也是采用绳索取心钻进的孔,因此不宜使用高相对密度泥浆。用套管亦未奏效。若用注浆法,对于中细砂层是不适用水泥浆的。而溶液型浆液的注浆封堵中细砂层,在技术有可行性,对于涌水压力不大的孔,又有可用低强度,因而也是低成本的浆液,因此选择了比较亷价的水玻璃类的SPN浆液,并采用双隔离塞的注浆法,在ZK18-28孔中取得了封堵中细砂涌水层的初步封堵效果。 相似文献
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黏土层和砂土层交替变化的多层土体在强烈开采地下水作用下极易产生压密固结而引发地面沉降灾害。本文针对含水层释水引起地面沉降问题,研制了地面沉降试验装置,进行了排灌水条件下含水层系统的沉降及回弹试验。采用分布式光纤感测技术对土体内部应变分布及含水率变化进行耦合监测,并分析了各分层对水位变化的响应特征。结果表明:黏土层和砂土层均表现出了排水压缩和灌水回弹特点,黏土层变形较砂土层明显。各层变形与含水率变化具有良好的对应关系,表现为砂土层变形和含水率变化基本同步,而黏土层变形略微滞后于含水率变化。黏性土压缩曲线具有明显的分段特征,排水时当含水率低于液限后迅速减小,黏土层压缩速率明显加快;回灌时当含水率高于液限后,回弹速率明显加快。试验结果对研究地面沉降机理、评价地面沉降潜力及地下水利用具有重要意义。 相似文献
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砂卵石土具有内摩擦角大、流动性差、渗透系数大等特点,在砂卵石地层的盾构施工时会引起出土困难、刀盘磨损、地下水喷涌等问题。通过泡沫优化试验,得到泡沫半衰期及发泡倍率最优时的发泡液浓度为2%～3%。基于四川成都地铁7号线茶店子站至一品天下站区间砂卵石地层,配制卵、砾石含量为20%、40%、60%、80%的土体,掺入泡沫进行室内大型剪切试验、坍落度试验和渗透试验,发现随着泡沫注入率的增加,包裹在砂卵石土周围泡沫土的含量增加,砂石分离现象逐渐消失,抗剪强度和内摩擦角呈非线性降低,坍落度逐渐增大,抗渗性能明显提高,并得到了不同含石量砂卵石土满足盾构施工中“理想状态土体”要求的泡沫注入率。研究成果对砂卵石地层盾构掘进中的相关问题解决具有一定的意义。 相似文献
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岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究 总被引：16，自引：4，他引：12
岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一,岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状,运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制,探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响,揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果,岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面,即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用,突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析,以断裂力学、弹塑性力学理论为基础,提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念,推导了其半解析解表达式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。 相似文献
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双层结构堤基渗透变形发展过程的数值模拟 总被引：4，自引：1，他引：3
通过算例采用分时段稳定流理论模拟了基于临界水力坡降的流砂动态发展过程,建立了双层结构堤基发生流土的完整井流砂和半球形井底流砂物理模型。堤基发生渗透变形而形成的集中渗漏通道,将自涌砂口沿垂直堤轴方向发展,并在平面上自涌砂口到河床不断扩大,在深度上不断加深。通道的规模取决于涌砂口的流量大小和水位高低,尤其在较低水位时通道规模将最大。减压井在降低了井附近水头的同时也加大了水力坡降,从而更易发展渗透变形,因此应特别重视减压井的反滤层设计和施工,以使土体保持在原位而不致发生渗透变形。 相似文献
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郑州至新郑机场城际铁路新郑机场站工程基坑开挖范围内地层条件复杂,砂性土与粘性土互为透镜体,开挖范围内主要为粉土、粉砂、粉质粘土,属黄土类地层,渗透性能差,若降水井施工质量差,抽不出水且容易带走细颗粒,开挖时又容易发生流砂。对此类复杂地层的降水设计应充分考虑地层条件、围护结构的特性,保证将水位降至开挖面以下,同时避免流砂、管涌、突涌的发生,确保基坑开挖安全。在采用三维数值模拟分析场区水文地质渗流情况的基础上,进行降水设计,并采取有效的降水井施工技术措施,实践证明取得了良好的降水效果。 相似文献
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我国是个多山国家,隧道工程在公路和铁路建设中占很大比例,涌水问题历来是个难点,多采用排引水方法将水排出施工场地以外,这样会使地下水系统破坏,造成生态失衡,引起环境恶化等生态问题。本文通过雁门关隧道涌水的防治,详细介绍了耐高压厚壁井管与上托盘式止水法[1]的原理、施工工艺及防治效果。该方法不仅可以成功根治水患,保证隧道施工顺利进行,而且可以使其得以充分利用,保护当地生态环境,该涌水防治技术是隧道工程的一大创新,达到了国际领先水平,如推广应用,可实现极高的经济效益和社会效益。 相似文献
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结合南昌某建筑基坑,介绍了基坑支护结构水平位移和沉降监测点的布设、观测方法、监测数据处理等,并根据监测结果,发现可能发生危险的先兆,判断工程的安全性,防止工程破坏事故的发生;并以施工监测的结果指导施工,进行信息化反馈优化设计。由于基坑开挖后地下水丰富,坑内局部出现涌水、涌砂,导致电梯井等加深部位不能开挖到位。在基坑外部排水能力有限等情况下,提出了在电梯井的四周用旋喷桩形成止水帷幕、井底用旋喷桩封底的方法。实践表明：在旋喷桩施工完成后1 d即可垂直开挖电梯井,并没有渗水,取得了良好地加固效果和经济效益。 相似文献