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水平旋喷拱棚新工艺与载荷试验研究

岩土工程学报 2011年第6期33卷 921-927页

作者：柳建国张慧东张慧乐赵琰飞钟冬波徐寒刘钟中国京冶工程技术有限公司北京100088 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

基于国内水平旋喷技术存在成桩质量差、加固体周围岩土体变形大等问题,以中国京冶工程技术有限公司开发的全方位高压喷射注浆新工法及相应设备为依托,进行了水平旋喷拱棚现场新工艺和载荷试验。新工艺现场施工过程中,孔口止浆器止浆效... 详细信息

基于国内水平旋喷技术存在成桩质量差、加固体周围岩土体变形大等问题,以中国京冶工程技术有限公司开发的全方位高压喷射注浆新工法及相应设备为依托,进行了水平旋喷拱棚现场新工艺和载荷试验。新工艺现场施工过程中,孔口止浆器止浆效果良好;养护28 d后隧洞开挖显示,旋喷桩搭接紧密,开挖长度内无搭接裂缝,施工效果良好;清除上覆土层后,可见旋喷桩质地均匀,纵横向搭接良好,桩–桩咬合尺寸约0.2 m;返浆试块的抗压强度约为取芯试块的60%。拱棚结构载荷试验表明,Q–s曲线相对平稳;拱棚结构的破坏主要是由于旋喷桩体搭接处产生裂缝并不断扩展,最终贯通引起的剪切破坏。通过数值模拟与实测值的对比,拱棚结构的竖向位移和水平位移均随荷载的增大而增加,最大位移值均出现在拱顶位置处。

关键词：水平旋喷拱棚载荷试验数值模拟

水平旋喷超前预支护加固技术在隧道富水粉细砂层施工中的应用

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水平旋喷超前预支护加固技术在隧道富水粉细砂层施工中的应用

作者：张军兰州交通大学

学位级别：硕士

水平旋喷在国外已成功地应用于各种软弱不良地层的预支护加固中。最近几年,水平高压旋喷技术在国内隧道软弱围岩加固中应用较为广泛,该技术是在常规旋喷技术的基础上,发展起来的一项新的地层加固施工技术。措施不到位,不但危及施工安全... 详细信息

水平旋喷在国外已成功地应用于各种软弱不良地层的预支护加固中。最近几年,水平高压旋喷技术在国内隧道软弱围岩加固中应用较为广泛,该技术是在常规旋喷技术的基础上,发展起来的一项新的地层加固施工技术。措施不到位,不但危及施工安全,甚至会影响到运营安全。而超前预加固技术不仅可以提高软弱地层的强度和围岩稳定性,更重要的是可以保证在安全的前提下高效、顺利地完成施工任务。为克服在地下水富集的粉细砂层围岩中施工存在困难的技术难题,采用超前水平旋喷技术,对隧道内的富水粉细砂软弱地层进行超前预加固,形成的固结体不仅可以提高桩体周围的岩体强度,而且起到了很好的防渗止水效果,成功解决了桃树坪隧道富水粉细砂层中存在的施工难题,具有广阔的应用前景。本文依托兰榆铁路桃树坪隧道工程,通过对隧道工程围岩特性研究,对水平旋喷超前预加固技术和掌子面稳定性进行初步分析,主要内容包括:1、分析探讨了富水第三系粉细砂层成因环境、物质组成、结构构造、成岩程度以及隧道开挖后,围岩自稳性差,产生大变形,发生外挤、坍塌、塑化、流变、甚至涌砂、涌水现象的根本原因。2、对水平旋喷桩预支护技术作用机理进行说明,同时对水平旋喷桩技术方案进行一定的分析,总结了该工法的施工特点,工艺流程,参数控制,现场施工常见问题及处理措施,最后对水平旋喷效果进行分析得出水平旋喷桩有更好的经济效益,并对稳定围岩的稳定起到了很好的作用。3、通过对不同断面进行监控分析,各断面的围岩压力、接触压力、二衬钢筋应力值均处于压力范围内,采用水平旋喷超前预加固,围岩变形、收敛值减少,有效的控制了隧道渗水。

关键词：富水粉细砂水平旋喷固结体超前预加固

富水软弱地层隧道水平旋喷与大管棚预支护研究及应用

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岩土工程学报 2015年第S2期37卷 101-106页

作者：石钰锋蔡理平阳军生胡文韬华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 广州铁路(集团)公司广东广州510010 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

水平旋喷桩有良好的地层加固及止水功能,然受地层条件、材料特性及工艺所限,难以形成均匀封闭的理想壳体,不能在掌子面前上方组合成有利的预支护壳体结构。为此,笔者提出水平旋喷桩与大管棚复合预支护方案,并采用FLAC3D软件,建立考虑流... 详细信息

水平旋喷桩有良好的地层加固及止水功能,然受地层条件、材料特性及工艺所限,难以形成均匀封闭的理想壳体,不能在掌子面前上方组合成有利的预支护壳体结构。为此,笔者提出水平旋喷桩与大管棚复合预支护方案,并采用FLAC3D软件,建立考虑流固耦合的三维模型,对该方案加固机理进行研究。结果表明,在水平旋喷桩下方增设大管棚,可减小桩体的塑性区范围、拉应力,改善旋喷桩的受力;复合结构能充分发挥各自力学优点,即横向可发挥水平旋喷桩的"拱效应",纵向上利用管棚的"梁效应";同等条件下,降低水平旋喷桩所受拉应力,从而提高水平旋喷桩自身稳定及加固效果。该方案在广珠铁路江门隧道下穿富水河道段获得了成功应用,可为类似工程设计提供参考。

关键词：富水软弱地层水平旋喷大管棚数值分析

水平旋喷桩在黄土地区地铁隧道预支护中的研究

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水平旋喷桩在黄土地区地铁隧道预支护中的研究

作者：刘伟西安科技大学

学位级别：硕士

本文从高压喷射注浆加固机理、分类构造、影响因素、固结体基本物理力学性质入手，对水平旋喷桩的设计及施工工艺进行了探讨，运用Midas/GTS数值模拟软件，对三种不同预支护形式及不同开挖步距对隧道稳定性影响进行了研究，主要内容包括... 详细信息

本文从高压喷射注浆加固机理、分类构造、影响因素、固结体基本物理力学性质入手，对水平旋喷桩的设计及施工工艺进行了探讨，运用Midas/GTS数值模拟软件，对三种不同预支护形式及不同开挖步距对隧道稳定性影响进行了研究，主要内容包括：分析了高压喷射流的构造和特性、高压喷射流对土体的破坏作用及水平旋喷桩加固机理。分析指出当喷射的压力越高、喷嘴直径越大时，高压喷射注浆的加固效果越好，形成的固结体直径及强度越高。而且固结体的作用效果主要与土层性质及注浆参数的选择有密切关系。对水平旋喷桩的施工工艺及施工方法中的一些设计进行了探讨和分析，得出了水平旋喷桩隧道预支护中的适用地层及其应用中的优缺点。通过比较水平旋喷桩、超前管棚、超前小导管三种预支护方式，分析得出水平旋喷桩有更好的经济效益，并能很好的维持隧道稳定性。通过Midas/GTS数值模拟软件对水平旋喷桩、管棚、超前小导管不同预支护形式下对隧道稳定性的影响，并研究了在水平旋喷桩预支护下，不同开挖步距对隧道稳定性的影响，得出了水平旋喷桩预支护的作用效果和初步结论，并得到了在黄土地层隧道施工中合理的开挖步距为1.5m。通过水平旋喷桩在实际工程中的应用，实践证明采用水平旋喷桩能很好的控制上方地表沉降、拱顶下沉及两帮变形量，能保证隧道的稳定性。同时与超前大管棚支护相比，在施工速率和经济效果上都具有一定的优势。

关键词：水平旋喷地铁隧道作用机理施工工艺数值模拟

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水平旋喷加固盾构进出洞口三维有限元分析

地下空间与工程学报 2011年第1期7卷 65-69页

作者：孙阳沈水龙关战伟上海交通大学土木工程系上海200240 中交四航工程研究院有限公司广州510230

为确定水平旋喷加固地铁盾构进出洞口的效果,给设计、施工提供理论依据和指导,对上海某地铁盾构进出洞口水平旋喷加固工程,利用强度折减有限元法进行了三维数值模拟。通过三种加固工况分析了土体的稳定性、安全性以及地表和加固体的变... 详细信息

为确定水平旋喷加固地铁盾构进出洞口的效果,给设计、施工提供理论依据和指导,对上海某地铁盾构进出洞口水平旋喷加固工程,利用强度折减有限元法进行了三维数值模拟。通过三种加固工况分析了土体的稳定性、安全性以及地表和加固体的变形规律,并对各工况进行比较分析,得出了盾构进出洞口较为经济、合理的水平旋喷加固范围。另外,还对加固体参数变化引起的地表位移、洞圈加固体位移以及安全系数的变化进行了对比分析。

关键词：水平旋喷盾构强度折减有限元法三维有限元

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水平旋喷桩预支护作用机理及效果的研究

水平旋喷桩预支护作用机理及效果的研究

作者：雷小朋西安科技大学

学位级别：硕士

水平旋喷桩是在水平钻孔内以高压旋喷的方式压注水泥浆,在隧道开挖外轮廓形成拱形预衬砌,以防护掌子面和地表下沉的超前支护施工方法。实践证明,水平旋喷桩是目前国内外行之有效而又快速经济的隧道超前支护技术,具有广阔的运用前景。 ... 详细信息

水平旋喷桩是在水平钻孔内以高压旋喷的方式压注水泥浆,在隧道开挖外轮廓形成拱形预衬砌,以防护掌子面和地表下沉的超前支护施工方法。实践证明,水平旋喷桩是目前国内外行之有效而又快速经济的隧道超前支护技术,具有广阔的运用前景。本文在前人大量研究成果的基础上,从高压喷射注浆加固机理、分类构造、影响因素、固结体基本物理力学性质入手,运用理论分析研究和数值模拟研究方法,对水平旋喷技术的作用机理与影响因素进行了较为深入的研究,主要内容包括: 1、对水平旋喷桩加固的适用范围和优缺点进行了说明,同时对水平旋喷桩的施工方法的设计进行一定的分析,总结该工法的施工设备方案、工艺参数设计、流程步骤、成桩检验方法、常见问题及处理措施,最后对几种超前加固方式做了一些比较分析。 2、深入研究了高压喷射流的构造和特性、高压喷射流对土体的破坏作用及水平旋喷桩加固机理。 3、对作用在水平旋喷桩预支护上的荷载进行了探讨,将水平旋喷注浆成拱简化成一个开口圆柱壳体,建立水平旋喷桩预支护隧道开挖过程中的三维力学模型,并求出了其弹性解析解。 4、通过数值模拟软件FLAC3D,对浅埋隧道在有水平旋喷预支护和无水平旋喷预支护两种情况下进行模拟对比,以及模拟结果与理论计算结果对比,得出水平旋喷桩预支护的作用效果和初步结论。

关键词：水平旋喷作用机理力学模型数值模拟

隧道水平旋喷加固效果及不同工法对稳定性影响分析

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山东大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 80-85页

作者：吕国仁周浩李立高全亭姜竹昌山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东高速集团山东济南250102

针对软弱破碎围岩隧道施工极易失稳的问题,采用FLAC2D软件建模对软弱破碎围岩隧道的施工过程进行数值仿真模拟,分析了水平旋喷预加固的效果;探讨了CRD(center cross diagram)法和三台阶法对隧道施工稳定性的影响。研究结果表明:水平旋... 详细信息

针对软弱破碎围岩隧道施工极易失稳的问题,采用FLAC2D软件建模对软弱破碎围岩隧道的施工过程进行数值仿真模拟,分析了水平旋喷预加固的效果;探讨了CRD(center cross diagram)法和三台阶法对隧道施工稳定性的影响。研究结果表明:水平旋喷预加固有利于控制沉降和衬砌内力;CRD法最大沉降值、衬砌内力均比三台阶法小,应优先选用;CRD法的中台阶左侧开挖为关键环节,应及时施作衬砌。在此基础上提出了一系列施工优化方案,在厦门公路隧道中实施应用,取得良好的效果,对同类隧道施工具有重要参考意义。

关键词：软弱破碎围岩模拟分析沉降水平旋喷 CRD法三台阶法

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水平旋喷加固在富水未成岩粉细砂层中的应用

水平旋喷加固在富水未成岩粉细砂层中的应用

水平旋喷超前预加固新技术在处理隧道坍塌方中的应用

作者：孙国庆殷九荣中铁隧道集团技术中心重庆交通建设有限责任公司

为在以富水砂层为代表的软弱地层顺利施工隧道与地下工程大断面,以兰渝铁路某隧道富水未成岩粉细砂层水平旋喷加固及支护施工为例,对水平旋喷加固机制、旋喷参数选择、机械设备配置及施工关键控制技术进行研究及应用。通过高压水平旋喷... 详细信息

为在以富水砂层为代表的软弱地层顺利施工隧道与地下工程大断面,以兰渝铁路某隧道富水未成岩粉细砂层水平旋喷加固及支护施工为例,对水平旋喷加固机制、旋喷参数选择、机械设备配置及施工关键控制技术进行研究及应用。通过高压水平旋喷在开挖线周遍形成水平咬合桩和开挖面稳定锚固桩,有效避免了开挖过程拱顶流砂、坍塌及工作面失稳的现象,实现了富水砂层隧道大断面开挖,提高了开挖施工综合效率。

关键词：水平旋喷富水砂层超前加固大断面咬合桩锚固桩

来源： cnki会议评论

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兰州交通大学学报 2014年第1期33卷 44-48页

作者：林安宁兰渝铁路有限责任公司甘肃兰州730000

在隧道发生坍塌方后围岩变得极不稳定,特别是在富水未成岩粉细砂地层中,易形成流塑状,导致二次坍塌,造成初期支护背后脱空,收敛变形,严重威胁到施工的安全和质量.详细介绍了兰渝铁路桃树坪隧道出口引进意大利水平旋喷超前预加固新技术... 详细信息

在隧道发生坍塌方后围岩变得极不稳定,特别是在富水未成岩粉细砂地层中,易形成流塑状,导致二次坍塌,造成初期支护背后脱空,收敛变形,严重威胁到施工的安全和质量.详细介绍了兰渝铁路桃树坪隧道出口引进意大利水平旋喷超前预加固新技术对富水未成岩粉细砂层发生多次塌方后的处理技术.

关键词：水平旋喷隧道坍塌富水未成岩粉细砂超前预加固处理