富水粉细砂层环形排布冻结管冻结温度场及“群管效应”

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作者 丁明睿 梁荣柱 +6 位作者 李忠超 吴文兵 白天麒 肖铭钊 汪亦显 黄栋 刘海锐 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1944-1956,共13页

为研究富粉细砂层人工冻结规律,基于相似准则,设计和开展环形冻结管片排布水平人工冻结试验,探究了冻结过程中的温度场和冻胀力发展规律,分析了“群管效应”对冻结过程的影响。研究结果表明:环形排布冻结过程可以分为初期冻结、冻结壁... 为研究富粉细砂层人工冻结规律,基于相似准则,设计和开展环形冻结管片排布水平人工冻结试验,探究了冻结过程中的温度场和冻胀力发展规律,分析了“群管效应”对冻结过程的影响。研究结果表明:环形排布冻结过程可以分为初期冻结、冻结壁交圈、“群管效应”冻结和环内土体完全冻结4个典型阶段。在冻结壁完成交圈后,受“群管效应”的影响,冻结管冷量不断向环内土体叠加,加速冷锋面朝环内土体迅速拓展,冻结管圈内土体冻结温度明显低于管圈外部土体的温度;相比之下,环底和环内土体受到“群管效应”并不明显,而冻结管间距增大会削弱该效应;环底冻结壁完成交圈时间约为环顶的2.2倍,环底冻结壁的平均温度和管圈内土体最终冻结温度分别比环顶高6.1℃和6.6℃;冻结管周围土体冻胀力随冻结时间增加而增大;距离冻结管越近,土体冻胀力越大,冻胀力关于冻结管圈圆心对称分布;管间冻胀力在管圈冻结壁形成过程中迅速增大,管间冻胀力大于管圈外土体冻胀力。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 模型试验 冻结温度场 群管效应 富水粉细砂层 冻胀力

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富水粉细砂层盾构渣土改良与喷涌防治试验研究

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作者 郭世情 陈汉 +4 位作者 蒋沛峰 郭鹏飞 孙毅 许平保 狄宏规 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期81-86,93,共7页

[目的]土压平衡盾构施工穿越富水粉细砂层时,因地层摩擦性大、流塑性差、渗透性高等特点,需通过渣土改良提升施工安全性。[方法]以南京地铁9号线(以下简称“9号线”)清河路站—绿博园站区间为例,采用泡沫剂、膨润土及黏土作为改良剂,开... [目的]土压平衡盾构施工穿越富水粉细砂层时,因地层摩擦性大、流塑性差、渗透性高等特点,需通过渣土改良提升施工安全性。[方法]以南京地铁9号线(以下简称“9号线”)清河路站—绿博园站区间为例,采用泡沫剂、膨润土及黏土作为改良剂,开展渣土改良试验,确定了每种改良剂和水的最佳配合比(质量比);在此基础上采用单一改良剂和混合改良剂方案进行室内渣土改良搅拌试验、坍落度试验和渗透试验。明确了粉细砂层的渣土改良范围。以改良后的渣土坍落度为125~175 mm,渗透系数超过1×10^(-3) cm/s为控制指标,提出富水粉细砂层渣土改良方案。[结果及结论]单一改良剂优化试验中,巴斯夫泡沫剂质量分数建议为3%,钠基膨润土泥浆土水配合比宜为1∶9,黏土泥浆土水配合比宜为1∶5。单一改良剂在坍落度方面改善优异,使用黏土改良的渣土,具有更好的流塑性。混合改良剂的搅拌电流和渗透系数比单一改良剂要小,表明其在渣土的摩擦性和渗透性方面改善突出,其中泡沫剂与膨润土的配合比为2∶1的渣土改良方案较好。富水粉细砂层渣土改良方案为:泡沫剂改良方案下,泡沫剂的注入率为20%~30%;膨润土改良方案下,膨润土的注入率为15%~20%;黏土改良方案下,黏土的注入率为40%~45%;泡沫剂与膨润土的配合比为1∶1的改良方案下,改良剂的注入率为20%;泡沫剂与膨润土的配合比为2∶1的改良方案下,改良剂的注入率为20%;泡沫剂与黏土的配合比为1∶2的改良方案下,改良剂的注入率为20%~40%。 展开更多

关键词 城市轨道交通 盾构 渣土改良试验 喷涌防治试验 富水粉细砂层

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富水粉细砂地层盾构全水中接收技术 被引量：4

3

作者 叶新丰 张宁忠 +4 位作者 吴精义 李振东 龚洁英 刘尚伟 李彦朋 《都市快轨交通》 北大核心 2022年第3期101-108,共8页

以北京地铁19号线支线清河站南侧盾构区间为例,对盾构全水中接收各阶段工序、风险和控制参数进行分析,得出了相应的风险控制措施,并得到了成功应用。盾构全水中接收参数控制及监测数据表明:全水中接收盾构井灌水高度在实测水位以上0.5m~... 以北京地铁19号线支线清河站南侧盾构区间为例,对盾构全水中接收各阶段工序、风险和控制参数进行分析,得出了相应的风险控制措施,并得到了成功应用。盾构全水中接收参数控制及监测数据表明:全水中接收盾构井灌水高度在实测水位以上0.5m~1m,可有效控制盾构接收涌水涌砂情况;接收期间土压力从15环的0.08~0.12 MPa逐渐降低为0,适当提高同步注浆量至理论值1.25倍,推进速度5.1 mm/min,接近围护桩2环时推力从9000 kN升至20000 kN,磨桩期间推力在9000~14000 kN,风险可控;沉降发生主要有两个阶段,即刀盘出洞及盾尾脱出阶段,各占0.9~1.5 mm,4.0~4.8 mm,盾尾脱出影响大于刀盘出洞影响。 展开更多

关键词 地铁 盾构施工 全水中接收 富水粉细砂 风险管控

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盾构在富水粉细砂层中长距离平行下穿有压敏感管线施工控制技术 被引量：12

4

作者 万俊峰 《隧道建设》 北大核心 2016年第4期439-443,共5页

郑州地铁2号线国基路站—北环路站区间隧道在富水粉细砂地层中长距离下穿3条有压给水管线,给水管为混凝土管材,稳定性较差。为满足设计单位和产权单位对施工沉降的要求,分析盾构隧道下穿施工过程中,不均匀沉降导致地层土体变形的施工风... 郑州地铁2号线国基路站—北环路站区间隧道在富水粉细砂地层中长距离下穿3条有压给水管线,给水管为混凝土管材,稳定性较差。为满足设计单位和产权单位对施工沉降的要求,分析盾构隧道下穿施工过程中,不均匀沉降导致地层土体变形的施工风险,地层沉降主要受刀盘结构形式、刀盘支撑形式(影响渣土改良效果)、渣土改良剂在刀盘上的注入位置3方面影响。从设备选择及改造、施工工艺措施方面予以优化:1)盾构刀盘结构形式及相应配置要适应富水粉细砂层掘进和保压;2)合理的施工参数及工艺措施对地表沉降控制的必要性。监测结果表明,管线最大沉降满足风险源控制目标。 展开更多

关键词 郑州地铁 富水粉细砂层 有压敏感管线 盾构选型 刀盘结构 渣土改良 监测

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富水粉细砂地层下穿既有铁路顶管隧道设计与施工 被引量：4

5

作者 田鹏 《铁道建筑》 北大核心 2017年第6期77-80,共4页

在富水粉细砂层中进行下穿既有铁路的顶管施工,由于施工降水会引起铁路路基的沉降,须采用安全快速、经济合理的工程措施和工法。本文以包头市一雨污水管下穿京包、集包铁路工程为例,详细介绍了所采用的"帷幕止水竖井+超长水平旋喷... 在富水粉细砂层中进行下穿既有铁路的顶管施工,由于施工降水会引起铁路路基的沉降,须采用安全快速、经济合理的工程措施和工法。本文以包头市一雨污水管下穿京包、集包铁路工程为例,详细介绍了所采用的"帷幕止水竖井+超长水平旋喷桩预加固+顶管工艺施工"方案。该方案实现了"零排水、微沉降",保证了施工安全,可为类似工程提供借鉴。 展开更多

关键词 富水粉细砂层 下穿既有铁路 超长水平旋喷桩 顶管 隧道设计

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富水粉细砂层盾构下穿湖泊风险分析及控制——以太原地铁2号线下穿迎泽湖工程为例 被引量：11

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作者 闫潇 杨双锁 姜山 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第18期7457-7463,共7页

太原地铁2号线盾构隧道采用土压平衡盾构施工方式,盾构区间按照设计需要下穿湖泊穿越富水粉细砂层。为了保证盾构施工安全平稳通过,合理控制土压平衡盾构下穿湖泊的风险源,对风险产生的机理和如何控制风险进行了研究。分析了盾构穿越富... 太原地铁2号线盾构隧道采用土压平衡盾构施工方式,盾构区间按照设计需要下穿湖泊穿越富水粉细砂层。为了保证盾构施工安全平稳通过,合理控制土压平衡盾构下穿湖泊的风险源,对风险产生的机理和如何控制风险进行了研究。分析了盾构穿越富水粉细砂层主要风险:含水地层盾构螺旋机喷涌机理,盾构通过后盾尾空隙沉降较大原因,盾尾密封失效风险。针对风险控制提出包括调整渣土改良参数,优化同步注浆配比,对盾构机尾刷改造等措施。工程实践表明,在富水粉细砂层中掘进,将高分子聚合物浓度创新性地提高到10/1000,可以有效控制螺旋机喷涌,降低盾构下穿湖泊时湖底坍塌、湖水倒灌风险;通过将第三道盾尾刷由钢丝尾刷改造为钢板尾刷,有效减小了盾尾刷磨损导致盾尾密封失效风险;优化盾构掘进过程中同步注浆浆液的配比,使其凝固时间由6 h变为4 h,有效控制了盾构通过后的盾尾空隙沉降过大风险,最终湖底监测点测得累计沉降25.33 mm,取得了较好的施工效果。 展开更多

关键词 太原地铁 盾构隧道 富水粉细砂 风险分析 施工控制

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盾构刀盘开口率对富水粉细砂层地表沉降的影响 被引量：3

7

作者 白云飞 刘昊运 +2 位作者 张志强 李五红 廖霖 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第10期108-114,共7页

针对盾构机在富水粉细砂层中修建地铁引起的地表沉降问题,基于地表沉降理论,以太原地铁2号线某富水粉细砂层的盾构掘进区间段为研究对象,模拟不同开口率的刀盘对地表沉降的影响。结果表明,土压平衡式盾构机采用大开口率刀盘更适用于掘... 针对盾构机在富水粉细砂层中修建地铁引起的地表沉降问题,基于地表沉降理论,以太原地铁2号线某富水粉细砂层的盾构掘进区间段为研究对象,模拟不同开口率的刀盘对地表沉降的影响。结果表明,土压平衡式盾构机采用大开口率刀盘更适用于掘进富水粉细砂层,选用50%开口率的刀盘的土压平衡盾构机可成功将地表沉降控制在2 cm以内;推导出的经验公式适用于盾构机掘进富水粉细砂层的地表沉降计算;根据盾构实测出土量最终确定刀盘开口率为51%的盾构机更适合掘进太原地区富水粉细砂层。 展开更多

关键词 地铁盾构 地表沉降 刀盘开口率 富水粉细砂层

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分部开挖法在富水粉细砂岩地层隧道中的应用 被引量：2

8

作者 朱宝 《铁道建筑》 北大核心 2019年第9期68-71,共4页

胡麻岭隧道正洞3 250 m段落和部分斜(竖)井处于第三系富水粉细砂岩地层中。掘进中流塑、坍塌、涌水和涌砂导致初期支护变形,严重段落二次衬砌整体下沉。为解决该施工难题,对中隔壁法、三台阶预留核心土法、交叉中隔壁法和分部开挖法4种... 胡麻岭隧道正洞3 250 m段落和部分斜(竖)井处于第三系富水粉细砂岩地层中。掘进中流塑、坍塌、涌水和涌砂导致初期支护变形,严重段落二次衬砌整体下沉。为解决该施工难题,对中隔壁法、三台阶预留核心土法、交叉中隔壁法和分部开挖法4种施工方法进行了对比,确定采用分部开挖法。工程实践证明,该方法在控制初期支护变形和突涌规模上效果较好,施工组织简单,能保证工期。 展开更多

关键词 铁路隧道 胡麻岭隧道 分部开挖法 试验研究 富水粉细砂地层

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桃树坪隧道穿越富水粉细砂地层双导洞超前法施工技术 被引量：5

9

作者 张学文 《隧道建设》 北大核心 2016年第5期577-584,共8页

在建兰渝铁路桃树坪隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,施工穿越上第三系富水粉细砂地层。为了解决由于出水量大,岩性软,成岩作用及稳定性差,在隧道开挖过程中,含水粉细砂层软化现象明显,常呈流塑状,无自稳性,造成大断面隧道施工极其困难的问题,... 在建兰渝铁路桃树坪隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,施工穿越上第三系富水粉细砂地层。为了解决由于出水量大,岩性软,成岩作用及稳定性差,在隧道开挖过程中,含水粉细砂层软化现象明显,常呈流塑状,无自稳性,造成大断面隧道施工极其困难的问题,结合桃树坪隧道3#斜井正洞围岩特点研究采用了双导洞超前法施工,通过导洞超前降水、先行稳固拱脚,解决了富水粉细砂层大断面隧道开挖困难、初期支护变形严重难以控制的问题。 展开更多

关键词 兰渝铁路 桃树坪隧道 富水粉细砂地层 双导洞超前法 降排水

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桃树坪隧道穿越富水粉细砂地层塌方处治施工技术 被引量：18

10

作者 张学文 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第2期308-315,共8页

兰渝铁路桃树坪隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,穿越上第三系富水粉细砂地层,由于粉细砂层成岩作用差,遇水呈流塑状自稳性变差,隧道施工困难,极易发生塌方,塌方处治难度极大,安全风险极高。为解决富水粉细砂层隧道塌方后砂层松散、流动性强、... 兰渝铁路桃树坪隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,穿越上第三系富水粉细砂地层,由于粉细砂层成岩作用差,遇水呈流塑状自稳性变差,隧道施工困难,极易发生塌方,塌方处治难度极大,安全风险极高。为解决富水粉细砂层隧道塌方后砂层松散、流动性强、无自稳、塌方处治困难等一系列问题,确保安全快速通过塌方段,以桃树坪隧道3#斜井正洞塌方处治为工程实例,就如何采用"真空降水+双层大管棚+小管棚+双侧壁法"有效处治富水粉细砂层隧道塌方进行详细论述与总结,成功案例可为类似工程施工提供一定的技术参考和经验借鉴。 展开更多

关键词 兰渝铁路 桃树坪隧道 富水粉细砂层 塌方处治 施工技术 双层大管棚 双侧壁法

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超细水泥-水玻璃浆液在富水粉细砂地层暗挖隧道中的注浆止水效果研究 被引量：9

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作者 郑青 《铁道建筑》 北大核心 2021年第3期51-54,64,共5页

针对富水粉细砂地层中暗挖隧道采用普通水泥-水玻璃浆液注浆止水效果差且导致上方道路隆起变形超标的问题,提出了超细水泥-水玻璃浆液注浆方案。采用可根据设定的注浆压力调整注浆量的注浆设备实现注浆流量和压力的可调可控,确定了浆液... 针对富水粉细砂地层中暗挖隧道采用普通水泥-水玻璃浆液注浆止水效果差且导致上方道路隆起变形超标的问题,提出了超细水泥-水玻璃浆液注浆方案。采用可根据设定的注浆压力调整注浆量的注浆设备实现注浆流量和压力的可调可控,确定了浆液配合比、注浆参数、注浆孔布置等,并将该方案用于北京地铁14号线一联络通道工程。注浆加固后开挖揭露的掌子面特征表明,超细水泥-水玻璃浆液注浆取得了良好的止水效果,可为浅埋富水致密粉细砂地层暗挖隧道工程提供参考。 展开更多

关键词 暗挖隧道 超细水泥-水玻璃浆液 试验研究 注浆止水 富水粉细砂地层 配合比

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超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

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作者 郑昊 李兆平 +1 位作者 王子元 赵秀海 《铁道建筑》 北大核心 2024年第1期95-99,共5页

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结... 北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。 展开更多

关键词 暗挖通道 注浆止水 试验研究 颗粒流方法 富水粉细砂层 超细水泥-水玻璃双液浆 配合比

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旋喷桩技术在郑州地铁盾构脱困中的新应用 被引量：8

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作者 刘凯 王玉祥 陈霞 《隧道建设》 北大核心 2015年第9期945-948,共4页

以郑州地铁2号线北环路站—东风路站区间盾构隧道工程为实例,将旋喷桩浆液调整为惰性膨润土浆液,利用旋喷桩高压浆液、高压风切削及填充土体作用,在工程中进行实施印证,成功解决在富水粉细砂层中盾构刀盘卡刀问题。研究表明:1)将旋喷桩... 以郑州地铁2号线北环路站—东风路站区间盾构隧道工程为实例,将旋喷桩浆液调整为惰性膨润土浆液,利用旋喷桩高压浆液、高压风切削及填充土体作用,在工程中进行实施印证,成功解决在富水粉细砂层中盾构刀盘卡刀问题。研究表明:1)将旋喷桩浆液改为惰性膨润土浆液,一方面可以有效切削束缚附着在盾构刀盘上及周边的砂土;另一方面可以对刀盘周边砂层进行填充改良、增加孔隙率、疏松砂层,减小地层对盾构的束缚力。2)膨润土旋喷桩技术,是一种地面非开挖技术,可有效降低采用洞内开舱及地面开槽(挖竖井)等脱困方式的安全风险,具有较高的功效及安全性。3)该技术较适用于软土地层(特别是砂层),根据其原理,不仅可以解决卡刀盘问题,还可以解决盾构盾壳抱死等问题。 展开更多

关键词 郑州地铁 旋喷桩 盾构 脱困 富水粉细砂层

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临海竖井4台大直径泥水盾构双向分体始发关键技术——以福州滨海快线滨机区间隧道工程为例 被引量：4

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作者 陈少林 黄新淼 +1 位作者 杨杰 肖中林 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S02期449-457,共9页

为解决4台大直径泥水盾构在临海竖井双向钢套筒始发中所面临的始发空间受限、分体始发施工组织效率低、洞门破除易涌水涌砂、套筒内负环管片易上浮等施工难题,以福州滨海快线滨海新城站—机场站区间盾构隧道工程为依托,通过针对性设计... 为解决4台大直径泥水盾构在临海竖井双向钢套筒始发中所面临的始发空间受限、分体始发施工组织效率低、洞门破除易涌水涌砂、套筒内负环管片易上浮等施工难题,以福州滨海快线滨海新城站—机场站区间盾构隧道工程为依托,通过针对性设计盾构后配套台车功能布局和空间布置、设计分体始发管线延伸装置、制定井下针对性水平运输编组等措施,提高4台泥水盾构分体始发工效。通过对传统始发钢套筒受力与密封系统进行改进,确保始发期间钢套筒受力合理与密封有效。采用三轴搅拌桩端头加固+U型墙辅助降水,为安全破除洞门处地连墙创造条件。采取洞门处增设隔离钢丝刷、优化钢套筒回填料与注浆配比、增设负环预埋件与焊接等技术措施,有效控制大直径泥水盾构始发期间钢套筒内负环管片上浮问题。该系列技术措施实现了临海富水粉细砂地层4台泥水盾构双向钢套筒内快速、安全始发。 展开更多

关键词 大直径泥水盾构 竖井 分体始发 富水粉细砂地层 管线转接

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