盾构隧道施工期渗漏聚氨酯堵漏作用机制研究

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作者 柳献 孙齐昊 +1 位作者 范森 舒计城 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期82-91,共10页

为探明隧道渗漏时聚氨酯的堵漏机制,设计并开展盾构隧道渗漏与聚氨酯注浆堵漏模型试验,通过试验分别对不同地层中隧道渗漏引发的外部地层侵蚀发展规律以及注浆堵漏的作用机制进行研究。研究表明:1)隧道渗漏后砂土与粉土地层周围孔隙水... 为探明隧道渗漏时聚氨酯的堵漏机制,设计并开展盾构隧道渗漏与聚氨酯注浆堵漏模型试验,通过试验分别对不同地层中隧道渗漏引发的外部地层侵蚀发展规律以及注浆堵漏的作用机制进行研究。研究表明:1)隧道渗漏后砂土与粉土地层周围孔隙水压力迅速下降,水在压力差的作用下以渗流形式向渗漏点补给,造成周边地层侵蚀破坏,但2种地层侵蚀发展规律不同。2)砂土与粉土地层中聚氨酯注浆堵漏机制相似,均可分为3个发展阶段,第1阶段聚氨酯反应释放大量气体,抵抗渗流水压;第2阶段聚氨酯固化,封堵渗漏通道,实现堵漏效果;第3阶段聚氨酯彻底固化,引起隧道结构外部荷载重分布。3)由于砂土与粉土地层渗流侵蚀规律不同,聚氨酯注浆堵漏效果有所差异,粉土地层注浆堵漏效果更好。 展开更多

关键词 盾构隧道 渗漏 模型试验 聚氨酯 堵漏机制

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砂土地层泥浆成膜时间判定方法

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作者 金大龙 杨引尊 +1 位作者 袁大军 舒计城 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4583-4592,共10页

膨润土泥浆广泛应用于泥水盾构施工,其中泥膜生成是开挖面稳定控制的决定性因素。刀盘转速过高易导致泥膜无法有效生成,导致开挖面失稳。对此,本文提出泥浆成膜时间判定方法。研发泥浆多层渗滤试验装置,测定泥浆在多种粒径土体中渗滤后... 膨润土泥浆广泛应用于泥水盾构施工,其中泥膜生成是开挖面稳定控制的决定性因素。刀盘转速过高易导致泥膜无法有效生成,导致开挖面失稳。对此,本文提出泥浆成膜时间判定方法。研发泥浆多层渗滤试验装置,测定泥浆在多种粒径土体中渗滤后固相颗粒含量变化,以泥浆质量浓度、土体与泥浆颗粒粒径比为变量建立渗滤系数计算公式。然后结合泥浆成膜判据,提出泥浆固相颗粒渗透成膜时间计算公式,并根据已有试验研究验证公式合理性。探究泥水压力、泥浆质量浓度、土体孔隙率、粒径比、刀盘转速等因素对成膜时间的影响。研究结果表明:渗滤系数与泥浆性质和土体孔隙特征均密切相关,粗粒地层中土体骨架对泥浆颗粒的吸附能力较低,提升泥浆中膨润土含量或在泥浆中掺入细砂或黏土颗粒降低粒径比更有利于泥膜快速生成。在实际工程中,刀盘转速设定应综合考虑地层粒径和泥浆性质,对于高粒径比、强渗透地层可适当降低刀盘转速以保证泥浆成膜有效性。 展开更多

关键词 泥浆 泥膜 成膜时间 膨润土 渗滤系数

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盾构下穿古城区地面沉降预测及现场监测分析

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作者 张翔 李义翔 +2 位作者 陈健 刘滨 舒计城 《河南科技》 2024年第17期50-55,共6页

【目的】为了获取武汉市和平大道南延线盾构段地面的沉降数据,本研究通过Peck公式对现场沉降监测结果进行了拟合分析,并对Peck公式进行了修正。【方法】每30 m设置沿隧道上部对称分布的监测点进行现场地表沉降监测,选取其中4个最具代表... 【目的】为了获取武汉市和平大道南延线盾构段地面的沉降数据,本研究通过Peck公式对现场沉降监测结果进行了拟合分析,并对Peck公式进行了修正。【方法】每30 m设置沿隧道上部对称分布的监测点进行现场地表沉降监测,选取其中4个最具代表性的断面沉降结果进行Peck公式拟合分析和验证,并根据实际沉降情况对Peck公式进行修正。【结果】研究结果表明,在隧道轴线上部存在异常沉降,因此通过对后续掘进段掘进参数进行调整,加强壁后同步注浆和监控测量控制沉降,并且将得到的沉降槽曲线与Peck公式进行拟合,得到4个断面的实测沉降数据与拟合曲线的拟合优度R2均高于0.85。【结结论论】盾构段沉降槽曲线与Peck公式计算结果高度拟合,可以用Peck公式对研究区沉降进行预测,选取地层体积损失率Vl为0.95%,沉降槽宽度系数k为0.55对Peck公式进行修正后,可以更加简单高效地预测后续沉降。 展开更多

关键词 盾构 现场监测 地表沉降预测 PECK公式 沉降控制

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基坑开挖对单桩竖向极限承载力的影响研究 被引量：6

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作者 石英光 孙剑平 +1 位作者 舒计城 刘国辉 《山东建筑大学学报》 2013年第2期139-143,共5页

基于德州某基坑工程中桩基承载力的问题,针对基坑开挖对坑底工程桩承载力的折减效应进行了分析。通过有限差分软件FLAC3D进行基坑开挖后桩基受力的建模分析,得到了桩应力场和位移场的变化情况。结果表明:桩体承载力减小的主要原因是基... 基于德州某基坑工程中桩基承载力的问题,针对基坑开挖对坑底工程桩承载力的折减效应进行了分析。通过有限差分软件FLAC3D进行基坑开挖后桩基受力的建模分析,得到了桩应力场和位移场的变化情况。结果表明:桩体承载力减小的主要原因是基坑开挖之后坑底回弹和桩土法向应力的减小;桩体越长,土体粘聚力值越大,基桩承载力受到基坑开挖折减的影响就越小;采用覆土条件下的基桩承载力是偏不安全的。 展开更多

关键词 单桩竖向极限承载力 基坑开挖 数值模拟

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超大直径泥水盾构复杂红层渣浆的高效处理利用技术升级研究

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作者 欧阳剑 陈贵林 +5 位作者 舒计城 廖博文 曾庆成 陈建福 黄书华 孙晓辉 《市政技术》 2024年第9期102-111,共10页

以广州市海珠湾隧道工程为例,针对超大直径泥水盾构工程中的复杂红层泥质粉砂岩渣浆处理和利用问题展开了技术升级研究,并针对工程中存在的处理工艺重复、分离与利用工艺割裂、智能化程度低等问题,提出了优化升级策略。针对处理工艺重... 以广州市海珠湾隧道工程为例,针对超大直径泥水盾构工程中的复杂红层泥质粉砂岩渣浆处理和利用问题展开了技术升级研究,并针对工程中存在的处理工艺重复、分离与利用工艺割裂、智能化程度低等问题,提出了优化升级策略。针对处理工艺重复的问题,提出了渣浆集中一体化调理策略。通过整合现有工艺中功能相同或相近的设备或模块,构建了高效集成的渣浆处理工艺与设备系统。针对分离与利用工艺割裂的问题,提出了采用地聚物基絮凝-固化剂耦合调理策略。复杂红层渣浆中的砂质成分和泥质成分在地聚物基絮凝-固化作用下,可分别形成性能良好的壁后注浆砂浆和流态填料。针对智能化程度低的问题,提出了基于点云、图像、近红外光谱的融合算法,从而提高渣浆处理工艺的智能化程度。该研究服务于超大直径泥水盾构渣浆的处理与利用,可为相关工程提供参考。 展开更多

关键词 超大直径泥水盾构 复杂红层 渣浆处理 工艺升级 资源化

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超大直径盾构双液注浆试验及应用效果 被引量：9

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作者 舒计城 《铁道建筑》 北大核心 2022年第5期117-122,共6页

双液浆胶凝时间短,早期强度较高,能够及时填充盾尾空隙,有效防止管片上浮、错台及地表沉降。依托北京东六环改造工程,采用室内试验比较分析了水灰比、波美度对双液浆泌水率、强度等性能指标的影响。通过原型试验,探讨了注浆量、注浆压... 双液浆胶凝时间短,早期强度较高,能够及时填充盾尾空隙,有效防止管片上浮、错台及地表沉降。依托北京东六环改造工程,采用室内试验比较分析了水灰比、波美度对双液浆泌水率、强度等性能指标的影响。通过原型试验,探讨了注浆量、注浆压力、配合比等因素对大直径盾构隧道同步双液注浆的扩散机理及注浆效果的影响规律。研究结果表明:化学胶结时间,物理初凝、终凝时间随水灰比减小而逐渐减小;原型试验中土压力和孔隙水压力整体呈“单峰”式曲线变化;盾构隧道管片上浮量在-10~10 mm,管片错台量集中在3 mm以内,地表沉降值较小。 展开更多

关键词 盾构隧道 壁后注浆 双液注浆 原型试验 管片上浮 水灰比 波美度 泌水率

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膨润土膨化前后对水泥基净浆浆液稳定性影响分析 被引量：1

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作者 舒计城 马晓斌 +2 位作者 孙旭涛 林志宇 王士民 《四川建筑》 2023年第6期226-228,共3页

为探究膨化前后两种状态膨润土对浆液稳定性影响,采用室内试验方法设计不同膨水比条件下8组实验组,分析膨化前后膨润土对水泥浆液泌水率及粘度影响规律。试验结果表明:(1)膨化后膨润土水泥浆液泌水率性能优于未膨化膨润土,但效果有限;(2... 为探究膨化前后两种状态膨润土对浆液稳定性影响,采用室内试验方法设计不同膨水比条件下8组实验组,分析膨化前后膨润土对水泥浆液泌水率及粘度影响规律。试验结果表明:(1)膨化后膨润土水泥浆液泌水率性能优于未膨化膨润土,但效果有限;(2)随着膨水比的增大,膨化后膨润土水泥浆液粘度相比未膨化膨润土粘度提升更显著;(3)在不膨化条件下通过增加膨润土掺量液可达到膨化后相同的效果,且膨化后浆液流动性较小、需要占用大量膨化场地等,建议实际工程中膨润土不膨化使用。 展开更多

关键词 室内试验 膨润土 浆液稳定性 泌水率 粘度

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考虑松动区渐进破坏的隧道松动土压力研究 被引量：3

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作者 耿哲 袁大军 +2 位作者 金大龙 舒计城 娄瑞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1754-1762,共9页

浅埋盾构隧道所受松动土压力与松动区的渐进破坏和土拱效应密切相关,基于椭球体理论建立了椭圆形松动区模型,提出了土体损失量与松动区高度之间的关系,探明了松动区渐进破坏的演化过程和极限状态。考虑土体黏聚力和松弛区椭圆形状,基于... 浅埋盾构隧道所受松动土压力与松动区的渐进破坏和土拱效应密切相关,基于椭球体理论建立了椭圆形松动区模型,提出了土体损失量与松动区高度之间的关系,探明了松动区渐进破坏的演化过程和极限状态。考虑土体黏聚力和松弛区椭圆形状,基于大主应力迹线法给出了滑移面任意倾角下的侧向土压力系数,推导并验证了隧道拱顶松动土压力的迭代计算方法,针对极限状态和非极限状态展开参数分析,研究结果表明:(1)拱顶松动土压力随土体内摩擦角和黏聚力的增加而减小;(2)随松动区高度的增加,拱顶松动土压力先急剧减小,然后逐渐增加,最终趋于稳定。 展开更多

关键词 盾构隧道 渐进破坏 松动土压力 非极限状态

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锚拉式支挡结构的变形与内力实测分析研究 被引量：3

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作者 战永亮 舒计城 +1 位作者 邵广彪 孙剑平 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期69-74,共6页

以济南某深基坑锚拉式支挡结构的监测数据为依据,分析探讨了锚索拉力、桩身位移、桩身内力的相互关系。总结出影响基坑位移和周围建筑物沉降的因素,得出一些有益于指导基坑设计和施工的结论:(1)通过对基坑锚索拉力的监测数据分析,得出... 以济南某深基坑锚拉式支挡结构的监测数据为依据,分析探讨了锚索拉力、桩身位移、桩身内力的相互关系。总结出影响基坑位移和周围建筑物沉降的因素,得出一些有益于指导基坑设计和施工的结论:(1)通过对基坑锚索拉力的监测数据分析,得出张拉锚索时,若措施不当会造成预应力损失较大;(2)通过设置测斜管和钢筋应力计对桩身位移和内力的监测分析,得出开挖至坑底时支护桩位移及内力出现反弯点,冠梁与锚索的共同效应能控制支护桩的位移与内力;(3)通过对周围建筑物沉降观测分析,得出距基坑远近及水位下降是影响周边建筑物沉降的重要因素,当土质条件较好时,降水产生的建筑物沉降基本可以忽略。 展开更多

关键词 桩锚支护 拉力 监测 位移 内力 沉降

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粉细砂地层大直径泥水盾构掘进控制分析

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作者 舒计城 《铁道建筑技术》 2024年第12期182-185,198,共5页

由于粉细砂地层具有承载力低、渗透系数大、自稳能力差等特点,因此大直径盾构掘进施工参数设置至关重要。结合武汉交通轨道12号线科普公园至丹水池区间越江隧道工程,探讨盾构机在粉细砂地层掘进时参数控制措施。结果表明:(1)依据现场监... 由于粉细砂地层具有承载力低、渗透系数大、自稳能力差等特点,因此大直径盾构掘进施工参数设置至关重要。结合武汉交通轨道12号线科普公园至丹水池区间越江隧道工程,探讨盾构机在粉细砂地层掘进时参数控制措施。结果表明:(1)依据现场监测数据,盾构推力和贯入度与掘进速度呈正相关,切口压力与掘进速度呈负相关;(2)对盾构施工过程进行数值分析,并将沉降模拟值与实测值进行对比,以验证模型的有效性;(3)盾构掘进过程中,距离开挖面30 m范围内土体会产生沉降,且距离开挖面越近,沉降速率越大,最大沉降速率出现在距开挖面0~15 m范围;(4)模拟不同支护压力下地层沉降,在粉细砂地层中,通过增加支护压力可有效减少地表沉降量,增强开挖土体的稳定性。 展开更多

关键词 大直径盾构 粉细砂层 数值分析 掘进参数 地层沉降

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土压平衡盾构半舱掘进模式下的开挖面稳定性分析

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作者 郑维刚 张涛 +4 位作者 吴兴林 李海龙 张宏志 陈鹏 舒计城 《城市轨道交通研究》 2025年第4期217-222,226,共7页

[目的]在上软下硬或风化岩层等复杂地质环境下,土压平衡盾构满舱掘进模式施工时,渣土液位过高,刀盘产生过大扭矩,盾构耗能大。因此,实际常采用半舱掘进模式施工,降低开挖舱内渣土液位。然而液位过低会增加开挖面失稳风险,故有必要研究... [目的]在上软下硬或风化岩层等复杂地质环境下,土压平衡盾构满舱掘进模式施工时,渣土液位过高,刀盘产生过大扭矩,盾构耗能大。因此,实际常采用半舱掘进模式施工,降低开挖舱内渣土液位。然而液位过低会增加开挖面失稳风险,故有必要研究土压平衡盾构半舱掘进模式下的开挖面稳定问题。[方法]基于极限分析法上限定理,提出了一种考虑半舱支护的三维对数螺旋线失效模型。研究了支护压力分布形式与舱内渣土高度对土压平衡盾构隧道开挖面稳定性的影响。研究结合数值模拟和失稳模型探究了舱内渣土合理高度,对多种支护模式下的极限支护压力进行了比对。讨论了覆土厚度、黏聚力、内摩擦角等因素对极限支护压力的影响。[结果及结论]增加支护介质密度可显著提高开挖面稳定性,而增大隧道直径不利于开挖面稳定。土舱支护压力梯度、舱内渣土高度、黏聚力均与极限支护压力呈负相关。 展开更多

关键词 地铁隧道 盾构法 半舱掘进 半舱系数 支护梯度 极限分析法

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降水与回灌水抢险作用机制的试验研究

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作者 孙齐昊 舒计城 +1 位作者 范森 柳献 《隧道与地下工程灾害防治》 2023年第4期33-46,共14页

基于自行设计的缩尺模型试验装置与模型隧道,通过开展模型试验,重现不同地层涌水涌砂事故中降水与回灌水抢险过程,通过对侵蚀地层的流场、地应力场、位移场和速度场的分析,研究降水与回灌水抢险作用机制。研究表明:降水与回灌水抢险的... 基于自行设计的缩尺模型试验装置与模型隧道,通过开展模型试验,重现不同地层涌水涌砂事故中降水与回灌水抢险过程,通过对侵蚀地层的流场、地应力场、位移场和速度场的分析,研究降水与回灌水抢险作用机制。研究表明:降水与回灌水抢险的作用机理是通过改变渗漏过程中的水头差与渗流速度等参数来降低地层渗流侵蚀的发展速度;降水与回灌水抢险中,平衡渗漏点内外的水头差后,地层能形成稳定土拱,削弱渗流流速后土拱不再失稳发展;粉土地层的渗透系数较砂土地层小,降水与回灌水后地下水压力变化将出现明显滞后,实际抢险中可以合理提高降水与回灌水幅度,加快抢险措施的响应速度。研究结论可以为隧道渗漏险情的现场处理提供理论参考与指导。 展开更多

关键词 盾构隧道 涌水事故 降水 回灌水 抢险机理

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