盾构地表沉降控制
盾构隧道开挖过程中地表沉降及对周围建筑物的影响
盾构隧道开挖过程中地表沉降及对周围建筑物的影响盾构法是一种常见的地下隧道开挖方法,其具有快速、安全、环保等优点,因此在现代城市建设中得到广泛应用。
然而,隧道开挖过程中地表沉降是一个不可避免的问题,特别是对周围建筑物可能会产生一定的影响。
本文就盾构隧道开挖过程中地表沉降及其对周围建筑物的影响进行探讨。
首先,盾构隧道开挖过程中地表沉降是由于地下土体的移动引起的。
盾构机在进行开挖作业时,通过推进装置将土层推向后方,形成一定规模的开挖土洞。
这种土洞会导致地下土体的松动和沉降,进而引起地表的沉降。
随着隧道的推进,这种沉降作用会沿着盾构机的行进方向逐渐向外扩散。
其次,盾构隧道开挖过程中地表沉降对周围建筑物会产生一定的影响。
这种影响主要体现在以下几个方面:1. 建筑物的沉降:地表沉降会使周围建筑物沿着地表下降,对建筑物的结构和稳定性产生一定的影响。
较大的沉降量可能导致建筑物出现裂缝或倾斜等问题,甚至引发建筑物的损坏。
2. 地下管线受损:盾构隧道开挖过程中,地下管线遭受到地表沉降的影响,可能会发生移位、断裂等问题,导致供水、供气、排水等基础设施的中断和故障。
3. 地铁、地下车库等地下工程的运营安全:如果盾构隧道开挖过程中的地表沉降对周围地下工程的稳定性产生较大影响,可能会对地铁、地下车库等地下工程的运营安全带来潜在威胁。
为了降低盾构隧道开挖过程中地表沉降及其对周围建筑物的影响,可以采取以下措施:1. 加强监测预警:通过对盾构施工过程中的地表沉降进行实时监测,及时发现沉降异常,并采取相应的补救措施,以降低对周围建筑物的不良影响。
2. 合理施工工艺:在盾构隧道开挖过程中,采取合理的施工工艺,控制土体的松动和沉降,减小地表沉降量。
3. 采用土压平衡盾构机:土压平衡盾构机是一种专用于软土地质的盾构设备,其可通过施加适当的土压力来平衡地下土体的移动。
采用这种盾构机进行施工可以有效控制地表沉降。
4. 合理设计隧道轴线和深埋深度:在隧道的设计阶段,需要充分考虑到周边建筑物的情况,合理选择隧道的轴线和深埋深度,尽量减小地表沉降对周围建筑物的影响。
盾构跟踪注浆控制沉降施工工法(2)
盾构跟踪注浆控制沉降施工工法盾构跟踪注浆控制沉降施工工法是一种基于盾构掘进技术和注浆技术相结合的施工方法。
它在进行地下隧道开挖的同时,通过对土体和围岩进行注浆加固,以控制地表沉降,保证施工的安全和稳定。
下面将详细介绍该工法的各个方面。
一、前言随着城市建设的不断发展,地下隧道的建设越来越多,而盾构机作为一种高效、安全、环保的开挖工具,正得到广泛应用。
然而,地下隧道的施工往往会对地表产生一定的沉降,给周围建筑物和地下管线带来安全隐患,因此需采取有效的措施来控制沉降。
盾构跟踪注浆控制沉降施工工法就是为了解决这个问题而设计的。
二、工法特点盾构跟踪注浆控制沉降施工工法具有以下几个特点:1. 结合盾构和注浆技术,充分发挥两者的优势,有效控制地表沉降。
2. 可根据实际情况调整注浆位置和浓度,灵活应对不同地质条件。
3. 施工过程中通过实时监测系统对盾构机、注浆设备等进行追踪和调整,保证施工的精确性和稳定性。
4. 施工速度较快,施工效率高,减少对周边交通和城市生活的影响。
三、适应范围盾构跟踪注浆控制沉降施工工法适用于各种地质条件下的隧道建设,尤其适用于需要保护地表建筑物和地下管线的城市区域。
该工法可根据实际情况进行调整和优化,能够在不同的地质条件下实施。
四、工艺原理盾构跟踪注浆控制沉降施工工法的工艺原理主要包括以下几个方面:1. 盾构机掘进:在盾构机掘进的同时,对地下土体进行强力排土,同时进行盾构全断面注浆。
2. 主注浆及辅助注浆:根据掘进位置和施工进度,对盾构工作面进行主要注浆和辅助注浆,以提高土体的稳定性和承载力。
3. 沉降控制:通过对地表沉降的实时监测和跟踪,控制注浆的时间、位置和浓度,达到减小沉降量的效果。
五、施工工艺盾构跟踪注浆控制沉降施工工法的具体施工工艺如下:1. 预施工准备:包括对施工现场进行勘测、设计施工方案,确定注浆孔位置和管道走向等。
2. 土体处理:在盾构机掘进的同时,通过强力排土的方式将土层排除,并及时进行盾构全断面注浆。
211256368_地铁盾构隧道地表沉降控制指标研究
———————————————————————作者简介:屠传豹(1988-),男,安徽六安人,工程师,硕士研究生,研究方向为工民建。
0引言盾构隧道变形控制一般主要包括隧道轴线、直径变化,隧道沉降、隧道结构应力、地表沉降等的安全评判方法与控制指标(累计值评判、速率评判、趋势评判等)等等。
在软土地区,地表沉降值是盾构掘进过程中施工质量和环境影响程度的直接反映。
它是由土质情况、盾构土仓压力、盾尾同步注浆、盾构姿态等多种综合因素共同作用的结果。
盾构推进诱发的地面沉降会对既有地下管线、周边重要建筑物等产生不利影响。
因此,盾构隧道施工的环境安全评价主要以施工引起的地表沉降为参考,其中重点考虑盾构隧道施工引起的地表沉降控制指标的研究。
1盾构施工引发地表沉降的机理分析盾构法施工技术已经逐渐成熟,但由于施工不可避免地会引起地层扰动,这会导致隧道周围地层变形,从而引起地表沉降。
在软土地区,盾构法施工所引起的地层损失和隧道周围土层受扰动或受剪切破坏后的重塑土再固结,是导致工程性地面沉降的根本原因。
如图1所示描述了地表某一点随盾构位置的变化的位移变化曲线。
盾构在推进过程中,盾构离地表某一点一定距离时,由于对于开挖面附加推力和盾构推进方向的影响,前方通常会出现少量的地表隆起,随后又开始发生沉降,量值一般都较小。
当盾构距离该点距离变小,受盾构的方向改变引起的超挖和盾壳与土体的摩擦作用影响,该点出现一定的沉降,一直到盾尾到达该点时。
最后,盾尾脱开衬砌,该点由于物理间隙的存在继续发生一定的沉降,工后形成施工期土体在不排水情况下的地表沉降总量[1-3]。
经过盾构施工的扰动后,隧道周围的土体形成了超空隙水压力(正值或负值)区域。
随着盾构的推进,土体表面的应力得以释放,导致超孔隙水压力下降,并引起孔隙水的排出,从而导致地层移动和地面沉降。
此外,盾构施工中的挤压作用和压浆作用等因素也会导致周围地层形成正值的超孔隙水压力区域。
这些超孔隙水压力在一段时间后会消散复原,而地层排水固结变形则会引起地面沉降。
软土地层盾构施工地表沉降分析及控制措施
根 据地表沉降规律纵 向曲线分布 , 盾构施 工引起 的地表 沉降 于开挖 面轮廓较衬砌 面偏 大 , 砌外 围存在 地层空 隙 , 衬 一般 随盾 按 照变 化规 律可分为五个 阶段 , 阶段变形 的主要原 因和作用 机 构 推进 采用注浆充填。施 工时 , 各 若注浆 压力不恰 当 , 注浆量不 足 ,
纵 向上 , 隧道沉降分布 随时间变形具有 阶段性 规律 , 图 2 见 。
3 盾构 施工 引起 地层 变形 的作 用机 理和 原 因分析 3 1 盾构 施 工 引起 地表 沉 降的作 用机 理 .
开挖面之间出现间 隙 , 开挖面 土体 因失 去支 撑而坍 落或 松动 , 造 成盾构前方地层损 失。C 注浆充 填 不及 时。盾构 法施 工隧 道 由 .
应 力释放
Ⅳ V
盾尾空 隙沉降 土体失去盾构支撑 , 压浆不及时 固结沉降 土体后续时效变形
应力释放 应力松弛
弹塑性变形 蠕变压 缩
2 地 表沉 降规 律
横 向上 , 沉降槽曲线近似为正态分布 , 图 I 见 。
3 2 原 因分析 .
从表 1中可 以看 出, 面沉 降的根本原 因是盾构施工 中引起 地 的地层损失和受扰动土层 的固结 。
山 西 建 筑
施工前必须要对 隧道 施工影 响范 围 内的地层 状况及 沿线 建
理 见 表 1 。 收 稿 日期 :0 2 O -3 2 1 - 12
注浆不 及时 , 衬砌外 围周边 土 体失去平 衡状 态而 向空隙 中移 动 ,
作者简介 : 黄春 来(9 5 , , 18 -) 男 助理工程师
・
8卷 0期 24・ 第 01 第 1 2 23 2年 4月
关键 词 : 软土地层 , 地层损失 , 地层损失率
盾构施工地面沉降的控制技术
盾构施工地面沉降的控制技术现在对环境控制的要求越来越高,对盾构穿过城市中心重要建筑时的影响要求极为严格(如上海,广州的多座地铁隧道的建设.一般要求施工时地面沉降控制在+10mm~-30mm 之内) 。
盾构施工不可避免地干扰原土层的平衡状态,虽从理论上可实现无沉降施工,但限于目前工艺和施工手段、操作质量,几乎无法做到地面无沉降或隆起。
目前,国内外许多学者从事这一方面的研究,内容包括盾构施工引起的地表沉降、地层沉降以及盾构施工对邻近建筑物(桩基及已建隧道等)的影响等。
研究的方法主要有经验公式法、离心模型试验和有限元法等。
第一节盾构施工引起的沉降理论和基本规律1、盾构施工引起的沉降理论盾构施工必然扰动地层土体,引发地层损失、隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结,这是构成地面沉降的根本原因.在软土地层中用盾构法施工隧道,因地层损失和土体扰动,必然引起地表变形.表现在盾构机掘进的前方和顶部会产生微量的隆起,盾构机部分通过地表开始下沉, 盾尾脱离后地表下沉加快,并形成一定宽度的沉降槽地带,下沉的速率随时间而逐渐衰减,且与盾构经过的地质,施工工况和地表荷载等有密切的关系,并表现出相当大的差异性。
土体的扰动或扰动土多是针对原状土而言,大体是指由于外界机械作用造成的土的应力释放,体积、含水量或孔隙水压力的变化,特别是土体结构或组构的破坏和变化(如填土路基等)[2]。
图5-1-1 盾构施工对土体的扰动盾构前进过程中需要克服盾构外壳与周围土体的摩擦力F1、切口切入土层阻力F2、盾构机和配套车架设备产生的摩擦力F3、管片与盾尾间的摩擦力F4、开挖面的主动土压力F5,当千斤顶推力T≥F1+F2+F3+F4+F5 时,盾构前方土体经历加载阶段,产生如图5-1-1 所示的挤压扰动区①,开挖面受挤压作用引起土体压缩并使土体前移和隆起,盾构机工作正常时为此状况;当T<F1+F2+F3+F4+F5 时,盾构机处于静止状态,该状态对应于千斤顶漏油失控,土体严重超控,盾构机前方土体则要经历卸载阶段,产生土体向内临空面移动,地表出现下沉.为减少开挖面土体的扰动,应尽量保持密封舱内压力Pi 稍大于主动侧压力Ph 和水压力Pw 之和,开挖面正前方区域内土体由于刀盘的挤压搅削作用,将受到强烈的扰动而发生破坏,含水量降低,其力学参数将发生很大的变化。
大直径泥水盾构下穿地铁挡墙路基沉降控制
大直径泥水盾构下穿地铁挡墙路基沉降控制大直径泥水盾构是一种常见的地下隧道开挖方法,它具有施工速度快、对周围环境影响小等优点。
但是在施工过程中,必须要进行合理的沉降控制,以减小对地铁挡墙和路基的影响。
本文主要介绍大直径泥水盾构下穿地铁挡墙路基沉降控制的相关内容。
大直径泥水盾构施工对地铁挡墙和路基的沉降影响主要通过孔外土体的变形和应力传递引起。
沉降控制的关键是减小围岩变形和降低应力传递。
针对围岩变形,可以采取以下措施进行控制:1. 合理选择施工参数:在施工过程中,选择合适的盾构机工作压力、推进速度和刀盘转速等参数,以减小围岩位移和变形。
2. 使用粘土或黏性土填充:在盾构开挖后的土腔内填充粘土或黏性土等材料,以减小土体变形和沉降。
3. 预支护措施:在盾构推进前设置预支护结构,如锚杆、钢支撑等,加强围岩的支撑作用,减小地表沉降。
1. 减小支撑作用:通过合理选择盾构机工作方式,减小推力和刀盘的接触压力,减小土体的变形和沉降。
2. 使用软土墙:在地铁挡墙附近设置软土墙结构,以吸收土体的应力和变形,降低对挡墙的影响。
3. 控制施工时间:合理安排施工进度,避免在高峰时间施工,以减小对地铁挡墙和路基的影响。
为了实时监测沉降情况,可以采用以下方法进行监测:1. 安装沉降观测点:在地铁挡墙和路基附近选择合适的位置,设置沉降观测点,并定期进行监测。
2. 使用激光沉降仪:通过安装激光沉降仪,实时监测地表沉降情况,及时采取措施进行调整。
大直径泥水盾构下穿地铁挡墙路基沉降控制是一个复杂的问题,需要综合考虑围岩变形和应力传递两个方面。
只有通过合理选择施工参数、采取预支护措施、减小支撑作用,以及在施工过程中进行实时监测,才能有效地控制沉降,减小对地铁挡墙和路基的影响。
盾构法施工引起地面沉降原因分析及防治措施
盾构法施工引起地面沉降原因分析及控制方法进入21世纪,世界经济的迅猛发展使城市化建设得到了大幅度的提速。
目前,人口不断地向城市聚集,使城市人口和建筑的密集度快速上升,造成能被利用的地面空间越来越少,因此,当今城市现代化建设的重要课题之一便是开发地下空间,为人类创造价值。
但各种用途的管线被布置在地下,这便产生了在地下工程施工背景下的一种最佳方法——盾构法。
盾构法施工虽然优点颇多,但是也存在诸多问题。
本文就盾构法施工过程中引起的地面沉降问题展开讨论,分析产生的原因及寻找控制方法。
一,地面沉降产生原因1、地层隆沉的发展过程盾构推进引起的地面沉降包括五个阶段:最初的沉降、开挖面前方的沉降、盾构机经过时沉降、盾尾空隙的沉降以及最终固结沉降,如图l所示。
第一阶段:最初的沉降。
该压缩、固结沉降是因为地基有效上覆土层厚度增加而产生的沉降,也是盾构机向前掘进时因为地下水水位降低造成的。
指从盾构开挖面距地面沉降观测点还有一定距离(约3~12m)的时候开始,直至开挖面到达观测点这段时间内所产生的沉降。
第二阶段:开挖面前方的沉降(或隆起)。
这种地基塑性变形是由土体应力释放、开挖面的反向土压力、或机身周围的摩擦力等作用而产生的。
它是从开挖面距观测点约几米时开始至观测点处于开挖面正上方这段时间所产生的沉降(或隆起)。
第三阶段:盾构机经过时沉降。
该沉降是在土体的扰动下,从盾构机的开挖面到达测点的正下方开始到盾构机尾部通过沉降观测点该段时期产生的沉降(或隆起)。
第四阶段:盾尾空隙沉降。
该沉降产生于盾尾经过沉降观测点正下方之后。
土的密实度下降,应力释放是其土力学上的表现。
第五阶段:固结沉降,它是一种由地基扰动所产生的残余变形沉降。
经前人研究发现,第一阶段沉降占总沉降的0~4.5%,第二阶段沉降占总沉降的0~44%,第三阶段沉降占总沉降的15~20%,第四阶段沉降占总沉降的20~30%,第5阶段沉降占总沉降的5~30%。
2、地表沉降的因素影响分析该因素影响分析的平台是当前使用较为广泛的大型三维有限元分析软件ANSYS,盾构开挖面掘进引起的地表沉降的客观因素包括盾构直径、土体刚度、隧道埋深、施工状况等设计条件;而其主观因素包含施工管理、盾构机的选用形式、盾尾注浆、辅助施工方法等。
富水砂层土压平衡盾构机掘进地表沉降分析与控制
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监测频率:根据工程实际情况和施 工要求确定,一般按照时间间隔进 行监测
监测结果应用:根据监测结果及时 调整盾构机掘进参数和施工工艺, 控制地表沉降
盾构机掘进参数对地表沉降的影响分析 富水砂层中盾构施工对地表的扰动程度 地表沉降控制措施的有效性评估 工程实例中地表沉降控制效果的实际表现
结合数值模拟和现场监测数据,深入研 究盾构机掘进过程中土层变形和应力分 布,为优化盾构机设计和施工提供理论 支持和实践指导。
虽然本文对富水砂层土压平衡盾构机 掘进地表沉降进行了分析,但仍存在 一些局限性,如模型简化、参数选取 等。
对于富水砂层的特性、盾构机掘进 参数等,还有很大的研究空间,需 要进一步探索。
技术优势:注浆浆液可根据地层条件选择,如单液浆、双液浆等;注浆方式可分为单孔注浆 和分段注浆
实际案例:在某地铁项目中,采用同步注浆技术成功控制了盾构掘进过程中的地表沉降,保 证了施工安全和工程质量
排水措施:在 盾构机内设置 排水系统,及 时排出渗入土
层的水分
加固措施:采用 注浆、搅拌桩等 手段对盾构机周 围的土层进行加 固,提高土层的
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盾构机概述:盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械,通 过刀盘切削土体,排土到皮带机上,再排到运输车辆上外 运。
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盾构机工作原理:盾构机通过刀盘切削土体,切削下来的 土进入螺旋输送机,通过皮带运输机将土外运,盾构机依 靠千斤顶顶推到达指定位置。
的发生。
添加标 题
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隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段
隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段隧道工程是现代交通建设的关键工程之一,它将大大缩短交通距离,提高交通效率,并且在城市建设中起到了重要的作用。
然而,在隧道开挖施工中,地表沉降问题往往成为困扰工程师和当地居民的一大难题。
本文将从地表沉降原因、影响因素以及控制手段等方面进行探讨。
一、地表沉降的原因地表沉降是隧道开挖过程中很常见的现象,主要是由以下几个原因导致的。
首先,隧道开挖过程中土壤的松动和直接下沉是主要原因之一。
当施工人员开挖地下隧道时,土壤的结构被改变,土层变得松散,导致土壤的横向和纵向变形,从而引发地表沉降。
其次,隧道开挖时可能会破坏地下水体的平衡状态,造成土壤流失和地层下沉。
此外,施工挖掘过程中可能会遇到地层变形和破坏,引发地下空洞和塌陷,进一步导致地表沉降。
二、地表沉降的影响因素地表沉降的程度和影响范围受多种因素的影响。
首先,隧道开挖的深度是地表沉降的一个决定性因素。
隧道开挖的深度越大,土壤的变形和下沉就可能越明显。
此外,土壤的性质也会对地表沉降产生重要影响。
例如,黏性土壤和软黏土容易发生变形和下沉,而砂质土壤则较稳定。
此外,水文地质条件、地下水位、地层岩性以及隧道开挖速度等因素也会对地表沉降起到重要作用。
三、减小地表沉降的控制手段为了减小隧道施工对地表的影响,采取一系列控制手段是必要的。
首先,合理设计施工方案是减小地表沉降的基础。
在进行施工前,需要对地质情况进行详细调查和分析,结合地下水位、土壤性质等因素确定合理的开挖深度和施工方法。
其次,采用地面支护措施是减小地表沉降的关键。
常见的地面支护措施包括:钢支撑、混凝土梁、地下连续墙等,这些措施可以减少土壤的松动和直接下沉,降低地表沉降的程度。
此外,合理控制施工挖掘速度、严格监测地表沉降情况以及及时采取补救措施也是减小地表沉降的重要手段。
四、控制隧道开挖对建筑物的影响隧道开挖的地表沉降不仅仅会对自然环境造成影响,还会对周围建筑物造成一定影响。
关于地铁盾构施工引起的地表沉降问题研究
关于地铁盾构施工引起的地表沉降问题研究随着城市交通的快速发展,地铁已成为许多大城市的重要交通方式。
而地铁建设中使用的盾构施工技术,虽然在解决城市交通问题上起到了积极作用,但也引发了一系列的地表沉降问题。
地表沉降对城市建设和居民生活带来了许多负面影响,因此对于地铁盾构施工引起的地表沉降问题进行研究是十分必要的。
一、地铁盾构施工原理地铁盾构是在地下进行的一种隧道开挖方法。
其施工过程简单来说是:先在地下钻孔,然后把盾构机放入钻孔中,盾构机负责挖掘土壤并同时安装隧道构件。
盾构施工的方式可以降低对地表的影响,同时也可以减少对周围房屋和地下管线的影响,因此在城市地下建设中得到了广泛应用。
地铁盾构施工虽然降低了对周围环境的影响,但在实际施工中常常会导致地表沉降问题。
地表沉降是指由于地下开挖或挖掘过程中的土壤变形而导致地表下陷的现象。
地表沉降可能会引发地质灾害,如地裂、地陷、地震等,同时也会对周围建筑物和地下管线造成损害,给市政设施和民众生活带来不便。
地铁盾构施工引起的地表沉降问题主要有以下几个方面的原因:1. 土壤力学特性:地铁盾构施工过程中,由于挖掘土壤和地下水的作用,导致土壤力学特性发生变化,增加了土壤的可压缩性和变形性,从而导致地表沉降。
3. 施工方式和技术:盾构施工中的挖掘深度、稳定性和控制水平等因素,都会对地表沉降产生影响。
4. 地质条件:不同地区的地质条件不同,地铁盾构施工在各种地质条件下可能会引发不同程度的地表沉降问题。
地表沉降问题的研究对于地铁盾构施工技术的改进和城市地下建设规划具有重要意义。
三、地表沉降对城市建设和居民生活的影响地表沉降对城市建设和居民生活带来了许多负面影响,主要表现在以下几个方面:1. 建筑物和地下管线损坏:地表沉降可能导致周围建筑物和地下管线出现裂缝、倾斜、变形等问题,给建筑物结构稳定性和使用安全性带来威胁。
2. 市政设施受损:地表沉降可能会造成道路、桥梁、地下管道、电力设施等市政设施的波动和损坏,给城市基础设施的维护和管理带来额外负担。
盾构跟踪注浆控制沉降施工工法
盾构跟踪注浆控制沉降施工工法盾构跟踪注浆控制沉降施工工法简介一、前言盾构跟踪注浆控制沉降施工工法是一种用于地下隧道或管道施工的工法。
它通过监测盾构机的导向系统和土层变形,结合注浆技术,实现对沉降控制的精确监测和调控。
该工法具有工程实用性和经济性的特点,在地下工程施工中得到广泛应用。
二、工法特点盾构跟踪注浆控制沉降施工工法的主要特点包括:1. 精确控制沉降:通过跟踪监测盾构机导向系统和土层变形,及时采取措施控制沉降,有效防止地面沉降对周围环境产生不利影响。
2. 注浆技术应用:通过注浆技术加固地层,提高地层的稳定性,减少沉降量和地面变形。
3. 施工周期短:盾构作为一种机械化施工工艺,施工速度快,能够缩短工期,提高施工效率。
4. 施工质量高:盾构机设备精度高,能够保证施工质量的稳定性和可靠性,降低工程质量风险。
三、适应范围盾构跟踪注浆控制沉降施工工法适用于需要进行地下隧道或管道施工的项目,特别适用于位于城市中心或地质条件复杂的区域。
它可以用于地铁、公路、输水管道等工程的施工。
四、工艺原理盾构跟踪注浆控制沉降施工工法基于土层力学和注浆技术原理,通过对施工工法与实际工程联系的分析和解释,以及采取的技术措施,可以实现施工过程中对地层变形的控制。
工法依靠盾构机的导向系统监测和控制盾构机的位置和姿态,同时通过注浆技术加固地层,提高地层的稳定性和抗沉降能力。
五、施工工艺盾构跟踪注浆控制沉降施工工法的主要施工步骤包括:1. 地质勘察和设计:对施工区域的地质条件进行详细勘察和分析,制定合理的施工方案。
2. 材料准备:准备盾构机、注浆设备以及相关材料和配件。
3. 施工准备:施工前需要进行地表防护、支撑结构等准备工作。
4. 盾构掘进:盾构机开始进行掘进作业,同时监测盾构机的位置和姿态。
5. 注浆加固:根据盾构机掘进的数据,采取相应的注浆措施,加固地层,控制沉降。
6. 管道铺设和连接:盾构掘进到一定距离后,进行管道的铺设和连接作业。
盾构施工沉降分析及建议
1、原因分析根据现场巡视及施工的实际情况分析如下:1、软土或砂层中盾构姿态不易控制,易发生栽头现象。
盾构姿态出现偏差后,在软土或砂层中不易调整盾构姿态,纠偏难度较大。
应按照缓慢纠偏方法进行纠偏。
现场巡视中发现多处管片间出现错台过大、破损等现象,是由于盾构姿态纠偏过急而引起的。
2、在砂层中掘进,使掘进进尺与盾尾注浆尽量保持一致。
管片脱出盾尾后应及时进行二次注浆的措施。
如盾构机推进速度过快,盾尾同步注浆不能及时跟进,盾尾空隙不能及时填充,造成盾尾处地面沉降。
从施工进度可知掘进速度较快,从而导致地面的沉降超限。
3、盾构在砂层中掘进,由于砂层自稳性差,当实际排土量大于理论设计排土量,土舱压力减小,舱内土体便会松散垮落,从而引起地表较大沉降。
2、建议现根据地层情况,施工进度,施工情况提出以下建议:1、控制盾构机的掘进速度,控制出土量,选取合理的掘进参数,加强渣土改良的效果;2、保证土舱压力,加大同步注浆量,可适当增大注浆压力,并及时进行二次注浆;3、施工方需派专人对预警点位置附近进行巡视,发现情况及时上报;4、应控制好管片的拼装质量,拼装前检测前一环管片的环面情况,制定好纠偏量及纠偏措施,尽量采取较缓和的纠偏量进行纠偏。
同时控制千斤顶顶力均匀,避免出现管片破损情况;5、应根据施工以及监测情况实时调整盾构参数,做到信息化施工。
6、根据右线的到达经验和效果来看,场地内无地下水,盾构安全顺利到达。
左线盾构到达接收时,应继续沿用右线的施工经验,确保土体加固效果达到设计要求,待盾构机到达端头后再凿除围护桩,并施做水平超前探孔,验证围护结构后方的水量大小及端头加固效果,盾构出洞后应及时、准确安装洞门密封圈。
盾构隧道施工中的地表沉降控制与监测
盾构隧道施工中的地表沉降控制与监测地表沉降是盾构隧道施工中一个重要的技术问题,直接关系到城市地下空间的安全和人民生命财产的安全。
为了保证盾构隧道施工过程中地表沉降的控制和监测,需要采取不同的措施和方法。
首先,在盾构隧道施工前,应该进行详细的地质勘察和地下管线的调查,以准确评估施工可能引发的地表沉降情况。
根据勘察结果,采取相应的预控措施,如选择合适的掘进方法、设计合理的盾构施工参数等。
在施工过程中,需要严格控制盾构机的掘进速度和姿态,以及合理选择后续补偿材料。
掘进速度一般应控制在合理范围内,避免过快引发地表沉降。
姿态的控制可以使用超前控制系统,及时调整刀盘的转速和倾角,确保隧道顶部和侧墙的相对沉降量均匀分布。
在盾构施工结束后,应及时对隧道周围进行补偿填充,以减少地表沉降的影响。
为了监测盾构隧道施工过程中的地表沉降情况,可以采用现场监测和远程监测相结合的方式。
现场监测可以通过安装沉降仪、倾斜仪等传感器仪器,实时测量并记录地表沉降数据,及时发现异常情况。
远程监测则可以使用遥感技术,通过卫星遥感影像、激光雷达等手段获取大范围的地表沉降情况,并进行监测和分析。
在地表沉降控制和监测方面,还可以利用数学模拟和预测技术,分析盾构隧道施工过程中地表沉降的变化规律和趋势。
通过建立数学模型并使用合适的计算软件,可以模拟不同施工参数下的地表沉降情况,并进行预测和评估。
另外,盾构隧道施工中的地表沉降控制与监测也需要与环境保护结合起来。
应优先选择对环境和城市设施影响较小的施工方法和参数,避免对周围环境造成过大影响。
并且,应及时采取补救措施,保护和修复受到地表沉降影响的环境和建筑物。
总之,盾构隧道施工中的地表沉降控制与监测是一个复杂而重要的技术问题。
通过科学合理的施工参数和方法的选择,以及采取有效的监测手段和措施,可以最大限度地减少地表沉降的发生,保证施工安全和城市地下空间的稳定性。
同时,还需要密切关注环境保护和修复工作,减少地表沉降对周围环境的影响。
盾构施工中的地面沉降机理分析
盾构施工中的地面沉降机理分析在软土地层中开挖隧道,不论采用何种施工方案都将引起地层运动,产生地面沉降。
一、地层隆沉的原因地面沉降,是指由于盾构法施工而引起隧道周围地层的松动和沉陷。
它直观表现为地表沉降。
受其影响隧道附近地区的基础构筑物将产生变形、沉降或变位,以至使构筑物机能遭受破损或破坏。
由盾构法施工而引起的地层损失和经扰动后的土颗粒再固结是形成地面沉降的二个主要因素。
1、土体损失隧道的挖掘土量常常由于超挖或盾构与衬砌间的间隙等问题而比以隧道断面积计算出的量大得多。
这样,使盾构隧道与衬砌之间产生空隙。
在软粘土中空隙会被周围土壤及时填满,引起地层运动,产生施工沉降(也称瞬时沉降)。
土的应力因此而发生变化,随之而形成:应变—变形—位移—地面沉降。
所谓地层损失是指盾构施工中实际挖除的土壤体积与理论计算的排土体积之差。
地层损失率以地层损失盾构理论排土体积的百分比Vs(%)来表示。
圆形盾构理论排土体积Vo为:Vo =π•ro2•L (式1)式中 ro——盾构外径L ——推进长度单位长度地层损失量的计算公式为:Vs = Vs(%)•π• ro2 (式2)地层损失一般可分为三类:第一类正常地层损失。
这里排除了各种主观因素的影响。
认为人们的操作过程是认真、仔细的,完全合乎预定的操作规程,没有任何失误。
地层损失的原因全部归结于施工现场的客观条件,如施工地区的地质条件或盾构施工工艺的选择等。
这是因为在实际施工中无论选用何种类型的盾构都不可避免的产生地面沉降。
一般的说这种沉降可以控制到一定限度。
由此而引起的地面沉降槽体积与地层损失量是相等的。
在均质的地层中正常地层损失引起的地面沉降也比较均匀。
第二类非正常地层损失。
这是指由于盾构施工过程中操作失误而引起的地层损失。
如盾构驾驶过程中各类参数设置错误、超挖、压浆不及时等。
非正常地层损失引起的地面沉降有局部变化的特征,然而,一般还可以认为是正常的。
第三类灾害性地层损失。
盾构开挖面有突发性急剧流动,甚至形成暴发性的崩塌,引起灾害性的地面沉降。
盾构施工引起地表沉降的原因分析及处理措施
Construction & Decoration190 建筑与装饰2023年5月上 盾构施工引起地表沉降的原因分析及处理措施邵明玉 上海建工四建集团有限公司 上海 200000摘 要 通过工程实际经验及国内外学者分析可知,盾构推进过程中不可避免地引起地表沉降,但在透水性较大的软土地层中推进时,若不采取相应的技术措施易导致日沉降量超出警戒值,对地下管线及建筑物造成较大影响。
本文以上海地铁某盾构区间项目为依托,对地表日沉降量超出警戒值的原因进行分析,并介绍为减小沉降量采取的应对措施,对后续在软土地层的盾构施工具有一定的指导意义。
关键词 盾构施工;地表沉降;沉降量;处理措施Cause Analysis and Treatment Measures of Surface Settlement Caused by Shield ConstructionShao Ming-yuShanghai Construction No.4 (Group) Co., Ltd., Shanghai 200000, ChinaAbstract Through the practical engineering experience and the analysis of scholars at home and abroad, it can be known that the surface settlement is inevitable in the process of shield tunneling. However, if the shield tunneling is advanced in the soft soil layer with large permeability, the daily settlement will exceed the warning value if the corresponding technical measures are not taken, which will have a great impact on underground pipelines and buildings. Based on a shield section project of Shanghai Metro, this paper analyzes the reasons why the daily surface settlement exceeds the warning value, and introduces the countermeasures to reduce the settlement. It has certain guiding significance for the subsequent shield construction in the soft soil layer.Key words shield construction; surface settlement; settlement amount; treatment measures引言盾构施工具有速度快、经济合理、安全、利于环境保护等优点,从软质黏土到硬岩都可应用。
特殊地段盾构掘进的沉降控制技术范文(二篇)
特殊地段盾构掘进的沉降控制技术范文沉降控制是在特殊地段盾构掘进中非常重要的技术问题之一。
在盾构掘进过程中,地面沉降是无法避免的,但如果沉降超过一定限度,就会对周围的建筑物和地下管线造成不可逆的损坏。
因此,必须采取有效的措施来控制地面沉降,确保工程安全和周围环境的稳定。
一种常用的沉降控制技术是地下连续壁法。
这种方法通常用于盾构掘进过程中需要穿越的城市地下管线密集区域。
地下连续壁是由一系列相互连接的混凝土桩组成的,其作用是限制地面的沉降并分散地面压力。
在施工过程中,首先需要进行地下连续壁的钻孔和灌注,形成一道坚固的护壁。
然后盾构机在护壁内进行掘进,同时通过控制推力和注浆等手段来保证掘进过程中的沉降不超过限定范围。
另一种常用的沉降控制技术是地下空腔法。
这种方法适用于需要穿越的地下地质条件复杂、地面压力较大的区域。
在施工过程中,首先需要在盾构机掘进的前方挖掘出一个空腔,形成一定大小的地下空间。
然后盾构机在地下空间内进行掘进,通过释放地面压力,减轻地面沉降的影响。
在掘进过程中,还可以通过控制注浆量和排浆量来进一步控制地面沉降。
此外,还可以采用地下压力减轻法来控制地面沉降。
这种方法适用于需要穿越的地下水位较高、地下水压力较大的区域。
在施工过程中,可以通过钻孔注浆等方式,将地下水压力降低到一定范围内,减少地下水的浸润作用,从而减轻地面沉降的影响。
同时,在盾构掘进过程中还可以采取注浆排浆等措施,加强地下水的控制,进一步减轻地面沉降的影响。
需要注意的是,在特殊地段盾构掘进中的沉降控制技术中,使用的方法和措施应根据具体的地质条件和工程要求来选择。
同时,施工中还应加强监测和预测工作,及时采取调整和补救措施,确保施工安全和工程质量。
综上所述,特殊地段盾构掘进的沉降控制技术是非常重要的,通过合理选择和使用地下连续壁法、地下空腔法和地下压力减轻法等措施,可以有效控制地面沉降,保证工程安全和周围环境的稳定。
在施工过程中,还应加强监测和预测工作,及时采取调整和补救措施,确保施工的顺利进行。
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3
1、注浆量仍然不足:
虽然每环注浆量已达2.6m3,但施工中地表沉降还 是很严重,而注浆量又是影响沉降最直接、最重 要的因素,因此认为,改进后每环2.6m3仍然偏 少,经施工中反复实验分析,应将注浆量提高至 2.8m3/环较合适。
2、千斤顶油缸漏油回缩
因设备购臵时间较长,部分构件已老化,施 工中一旦因管片供应或设备的其他部位故障 造成停机后,千斤顶油缸会漏油回缩。千斤 顶油缸漏油回缩后引起土舱内压力损失,造 成土舱内土压下降,开挖面失稳而沉降。 解决这种情况方法是:施工停机后,根据土 舱内压力情况,不定时进行闭胸推进(即不 出土推进),以维持土舱内的土压力,保持 开挖面平衡。
2、推进速度过快: 推进速度原先实际施工在4cm/min左右, 因设备老化,注浆流量及压力调整不准, 过快速度把每环35分钟的注浆时间缩至 25分钟,这样就减少了注浆量。另外, 增加速度相对来说也加大了盾构本体对 周围土体的扰动,而这些因素相对都增 加了地表的沉降。
3、盾构姿态控制不好: 盾构姿态控制不好,如纠偏时调整过速, 会导致盾构蛇行而增大对盾构通过土体的 剧烈扰动,使原有的土体平衡被破坏,水 土会流失而导致地表形变。 为减少扰动土体,推进中纠偏要勤纠、慢 纠,防止一次纠偏较大,并采用低压石棉 橡胶板对出现的环面超前等及时纠正,防 止因姿态不好造成的管片拼装质量差而引 起的地表沉降出现。
前方推进即将穿越松花江路和居民区,如果地
面沉降问题仍不能解决,将会严重影响周围环 境和居民的人身安全。
九、分析原因
机 械 设 备 地 表 沉 降 原 因 注 浆 管 理 施 工 管 理
千斤顶油缸漏油回缩
注浆量还是不足
浆液的性能存在问题
土舱压力设定与实际压力有偏差
通过原因分析,我们找出了影响Байду номын сангаас降的以下 因素,为了寻找主要因素,小组成员对各种因素 进行了逐一论证,见下表
-10 -30 -40 -50 -60 -70
沉降监测点
沉降量
警戒值
两段地表沉降对比分析
70 60 50
沉 40 降 30 量
20 10 0
改进前最大沉降量
改进后最大沉降量
改进前平均沉降量
改进后平均沉降量
改进前后情况
沉降量
从图示XX1~XX14和XX14~XX19两段监测点沉
降情况对比分析,统计调查表可看出,最大沉 降量已由第一段的61mm下降到42mm,但平均沉降 量变化不大(41.2 37.6mm)仍然超过预定目标 较多。
3、浆液性能不好:
浆液性质应满足以下要求: 1、不发生材料离析;2、不丧失流动性; 3、注浆后体积减少;4、强度大于土体; 5、防水效果好; 6、良好的可泵性。 另外不同土体对浆液的要求往往都有细微的差别, 并且,这个差别对控制地表沉降都很重要。目前 使用的浆液是在明珠二期施工中在淤泥质粘土施 工研制的,对粉质砂土并不完全适用,必须进行 改良。 换细砂为中砂并增加膨润土用量,以降低浆液稠 度,减少注浆后的体积收缩和增加强度,保证建 筑空隙充填的稳定性和饱和性。
五、原因分析
经小组成员认真开会讨论,找出 影响地表沉降的原因如(图表1、2) 环 境 因 素 注 浆 管 理
设计覆土浅,开挖面的管理幅度小 通过对盾构施工不利的②-3b土层 隧道顶部有动荷载 注浆量不足 没有充分利用不同注浆管道来调节姿态 注浆压力设置不当 注浆时间控制不好
地 表 沉 降 图 表 1
序号 8 9 10 11 12 13 14 15
论证项目
论证内容
论证结果 非主要因素
设备功能老 设备功能虽老化,但在加强人工测量的基础上 化显示不准 也可以较好控制。
自动控制能 因购置时间较早,PLC技术能力不足,但通过盾 非主要因素 力较差 构司机的增加劳动,可以完全控制。 土舱压力设 土压力计算值和推进中土舱的实际压力存在偏 定偏差 差,但可以根据施工经验值随时进行修正。 非主要因素
加强 盾构 推进 过程 管理 ,控 制地 表沉 降和 隆起
根据以上原因,项目部经研究决定成立地面沉降 控制小组,并确定课题为“盾构推进地表沉降控制”
三、小组概况
序号 1 2 3 4 姓 名 胡广辉 刘 恩波 李小光 沈 宁 年龄 36 31 30 29 职 务 总工程师 项目副经理 工程部长 测量工程师 文化程度 大专 大专 本科 大专 组内职务 组长 副组长 组员 组员
2
合理控制 推进速度快 推进速度 保证良好 盾构姿态控 的盾构姿 制不好 态。
要求盾构司机降低盾 构总油压,降低推进 速度。 加强盾构姿态测量, 推进中要勤纠偏,一 次纠偏要少量。
推进速度控 魏百术 2001. 制在 罗人宾 7.15 3cm/min . 减少土体扰 沈宁 2001. 动和管片碎 罗人宾 7.15 裂。
序 号 1 主要因素 改进对策 实 施 方 法 目 标 负责人 完成 日期
注浆量仍然 增加每环 不足 注浆量
增加每环注浆量
把注浆量由 原来的平均 胡广辉 2001. 2.6m3/环增 魏百术 8.8 加到2.8m3/ 环。
2
施工停机中根据土压 千斤顶油缸 进行闭胸 维持土舱正 魏百术 2001. 情况,进行闭胸推进, 漏油回缩 推进 面土压力 罗人宾 7.15 维持土舱内的土压力。 浆液的性能 增加浆液 存在问题 稠度 换细砂为中砂并增加 膨润土用量,以降低 浆液稠度 。 控制浆液稠 沈宁 2001. 度在9~ 罗人宾 7.15 10.5之间。
组员
2003.7.2010.20 SDJ-420306
小组类型 注册时间
现场攻关型 2003.7.20
四、现状调查
黄兴绿地~延吉中路区间隧道7月22日出 洞以来,地表沉降一直较大。其中,沉 降最大的监测点XX11总下沉量达61mm,远 远超过了规范规定的-30mm,并在隧道上 方地表形成了一些细小的裂缝。以下图 表是已施工隧道中轴线XX1~XX14监测点 地面沉降累计沉降记录。
从以上统计调查表可看出:已施工的隧道对 地表的沉降控制较差,各沉降观测点沉降量 大多都超过了警戒值-30mm,其中最大监测点 总沉降量达-61mm。但由于隧道推进上方为空 臵场地和人行道,沉降仅仅在地面形成了一 些细小的裂缝,对周围环境并未造成较大影 响。 前方推进即将穿越松花江路和居民区,如果 地面沉降问题仍不能解决,将会严重影响周 围环境和居民的人身安全。 确定目标: 将地表沉降控制在0~ -30mm 以内。
序号 1 论证项目 覆土较浅 论证内容 论证结果 设计因受周围环境限制致使隧道顶部覆土较浅, 非主要因素 但可加强施工过程控制来保证。
2
3 4 5 6 7
通过土层不 针对地质条件问题,可以采取一些措施对土体 利 进行改良。
非主要因素
隧道顶部有 主要隧道上方为人行道和机动、非机动车道, 非主要因素 动荷载 但同类工程经验表明对沉降影响不大。 对通过土层的特性不了解,没有类似土体的施 主要因素 工经验,注浆量偏少。 注浆管没有 可以利用6根不同位置注浆管对管片的偏差和漏 非主要因素 充分利用 水情况进行控制。 注浆时间控 注浆与推进同步进行,如果推进速度过快,会 非主要因素 制不准确 导致注浆不均匀,主要要控制推进速度。 注浆压力设 注浆压力过大可能会扰动周围土体,致使土体 非主要因素 置不当 重新固结而下沉,但因固结而造成的沉降不大。 注浆量不足
2
主要因素
3
主要因素
4
土舱压力设 可以根据盾构推进前10m的沉隆来设置土舱压力 非主要因素 定与实际压 值,实际上由于土体表面均为硬化路面,变化 力有偏差 不明显,对压力设定参考价值不大。
至此,影响地表沉降的主要原因有三个:
注浆量仍然不足
浆液的性能存在问题
地表沉降
千斤顶油缸漏油回缩
十、制定对策
对策表
施工间歇时 可通过加强施工过程管理来控制施工间歇时间。 非主要因素 间较长 速度过快会扰动土体并影响注浆的均匀性和稳 推进速度快 主要因素 定性。 出土量过大可通过控制螺旋机转速进行调整, 出土量较大 非主要因素 对地表沉降影响不大。 盾构姿态控 姿态不好会扰动周围土体,增加管片拼装难度 制不好 会出现漏浆、漏水而使地表沉陷。 管片拼装质 出现漏浆、漏水而使地表沉陷,但可通过控制 量较差 盾构姿态和加强作业人员素质加以确保 。 主要因素 非主要因素
八、效果检查
XX1-XX14和XX15-XX19土体沉降量对比
20 10 0
地表沉降量(mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 XX1 -20
5
6 7 8 9 10
魏百术
徐 泽 罗人宾 练培川 郭建庄 高 军
22
31 33 24 31 25
盾构机司机
工程师 盾构机司机 测量工 拌浆工 测量员
中专
本科 本科 高中 技工 中专
组员
组员 组员 组员 组员 组员
11
查子玉
36
起重工
接受TQC 教育时间 活动次数 48小时 17次
技工
活动时间 注册编号
至此,得知影响地表沉降的主要原因有三个:
注浆量不足
推进速度过快
地表沉降
盾构姿态控制不好
六、制定对策
表5 对策表
序 号 1 主要因素 改进对策 实 施 方 法 目 标
把注浆量由原 来的平均 2.4m3/环增加 到2.6m3/环。
负责人
完成 日期
注浆量不足
增加每环 注浆量
增加每环注浆量
胡广辉 2001. 魏百术 8.8
二、选题理由