富水圆砾地层上下叠落盾构隧道近距离下穿运营线掘进关键技术

本书在分析昆明地铁4号线盾构区间近距离下穿昆明地铁2号线工程特征的基础上，总结了上下叠落盾构隧道掘进富水圆砾地层变形及控制试验、 富水圆砾地层上下叠落盾构隧道渣土改良与高效掘进技术、 富水圆砾地层上下叠落盾构隧道下穿运营线施工风险分析及控制措施、 富水圆砾上下叠落盾构隧道下穿运营线变形监控及状态评价等方面的研究成果， 旨在为今后类似工程提供经验借鉴。

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第1章绪论  / 1

1.1研究背景  / 1

1.2国内外研究现状  / 2

1.2.1富水圆砾地层工程水文地质特征研究  / 2

1.2.2盾构隧道施工地层沉降研究  / 3

1.2.3富水圆砾地层叠线隧道施工地层变形与稳定性研究  / 6

1.2.4盾构掘进施工风险评价  / 7

1.2.5叠线隧道施工地层加固研究  / 7

1.3本书主要内容  / 8

第2章工程概况分析  / 10

2.1盾构区间隧道总体及下穿段情况  / 10

2.2盾构机概况  / 12

2.3地质组段划分  / 16

2.3.1划分依据  / 16

2.3.2盾构区间组段划分  / 17

第3章上下叠落盾构隧道掘进富水圆砾地层变形及控制试验研究  / 24

3.1监测试验段比选  / 24

3.2试验段施工控沉措施  / 32

3.2.1盾构壁后注浆控沉技术  / 32

3.2.2盾体锥形间隙填充技术  / 45

3.3试验段现场监测方案  / 45

3.3.1监测目的及项目  / 45

3.3.2监测方案  / 46

3.3.3仪器布设方案  / 52

3.3.4监测频率  / 57

3.4试验段监测结果分析  / 58

3.4.1深层沉降分析  / 58

3.4.2地层水平位移分析  / 64

3.4.3水位变化分析  / 73

3.5本章小结  / 76

第4章富水圆砾地层上下叠落盾构隧道渣土改良与高效掘进技术  / 77

4.1引言  / 77

4.2富水圆砾地层渣土改良室内试验方案  / 78

4.2.1改良剂选取及性能测试  / 78

4.2.2渣土性能测试  / 83

4.2.3渣土改良方案建议  / 96

4.3试验段盾构渣土状态与掘进参数分析  / 98

4.3.1试验段渣土现场测试  / 98

4.3.2试验段渣土状态变化情况  / 100

4.3.3试验段右线掘进参数分析  / 105

4.3.4试验段左线掘进参数分析  / 115

4.3.5右线试验段与左线试验段对比  / 120

4.4试验段渣土改良优化  / 122

4.4.1右线渣土改良参数优化分析  / 122

4.4.2左线渣土改良参数优化分析  / 128

4.4.3基于规划求解的渣土改良参数优化  / 133

4.4.4塑流性过强渣土室内改良试验  / 146

4.4.5现场应用效果  / 153

4.5本章小结  / 156

第5章富水圆砾地层上下叠落盾构隧道下穿运营线施工风险分析及

控制措施  / 1575.1盾构下穿段施工风险初步专项对策  / 157

5.2试验段数值模拟  / 158

5.3盾构下穿既有地铁隧道段数值模拟  / 162

5.3.1模型概况  / 162

5.3.2左右线间土层加固模拟  / 163

5.3.3盾构施工过程模拟  / 164

5.3.4数值模拟参数  / 165

5.4盾构下穿既有地铁隧道段数值模拟结果  / 166

5.4.1地层加固区对运营线控沉效力评价  / 168

5.4.2新建隧道盾构施工地层扰动分析  / 170

5.4.3盾构下穿施工既有运营隧道变形分析  / 175

5.4.4盾构下穿施工运营线隧道内力分析  / 178

5.5盾构下穿段施工风险控制措施  / 179

5.5.1渣土改良措施  / 179

5.5.2掘进参数控制及同步注浆加固  / 181

5.5.3盾体锥形间隙填充工法的应用  / 182

5.5.4叠落隧道相互影响控制措施  / 183

5.5.5监测及应急方案措施  / 184

5.6本章小结  / 185

第6章富水圆砾上下叠落盾构隧道下穿运营线变形监控及状态评价  / 186

6.1盾构下穿既有线段变形监测方案  / 186

6.1.1监测项目  / 186

6.1.2监测方法  / 187

6.1.3测点布设方案  / 191

6.1.4监测频率  / 197

6.1.5监测控制标准  / 197

6.2下穿过程运营线隧道结构监测结果分析  / 198

6.2.1隧道竖向位移分析  / 198

6.2.2隧道水平位移分析  / 205

6.2.3隧道相对收敛分析  / 208

6.2.4管片应变分析  / 209

6.3下穿过程运营线状态分析及评价  / 216

6.3.1轨道轨间距分析  / 216

6.3.2轨道横向高差分析  / 217

6.3.3静力水准分析  / 218

6.4本章小结  / 220

参考文献  / 221

本书在分析昆明地铁4号线盾构区间近距离下穿昆明地铁2号线工程特征的基础上，总结了上下叠落盾构隧道掘进富水圆砾地层变形及控制试验、 富水圆砾地层上下叠落盾构隧道渣土改良与高效掘进技术、 富水圆砾地层上下叠落盾构隧道下穿运营线施工风险分析及控制措施、 富水圆砾上下叠落盾构隧道下穿运营线变形监控及状态评价等方面的研究成果， 旨在为今后类似工程提供经验借鉴。