文章以南京纬三路过江通道超高水压复合地层大直径盾构隧道工程为例，针对原设计方案存在的穿越不利复合地层、入岩深度和长度较大以及水压超高等问题，对隧道施工期和运营期的合理覆土厚度、结构抗浮要求进行了研究；通过采用洞内永久压重方案并结合隧址预测的河床冲刷和现状河床冲淤的观测资料，提出了隧道纵断面优化方案。采用该优化方案，在...
南京纬三路过江通道工程是目前已（在）建的地质条件最复杂、工程技术难度最高、挑战性最大的大直径泥水盾构工程之一，其成功穿越了浅覆土地层、上软下硬地层，实现了氦氧饱和气体带压进舱、盾构直接穿越风井等高难度作业。文章针对该工程特点和施工难点，通过对工程中关键技术的分析和研究，总结了浅覆土地段盾构的安全可靠理念和适用于泥质粉...
突水是越江跨海隧道修建过程中面临的主要安全风险，是区域地质条件、水文条件与施工扰动综合作用的结果．其发生需要具备水源和导水通道两方面的条件，且受不良地质的影响显著。文章通过对国内外典型隧道突水事故的研究分析，将越江跨海隧道的突水模式归纳为水力劈裂型突水、渗透型突水、界面张开型突水和整体破坏型突水四种模式．并指出了与每...
水下盾构隧道所处地质条件、内外部环境较为复杂，若运营期发生病害或灾害，易造成重大的经济损失和不良的社会影响。文章以南京纬三路过江通道工程为例，基于数值模拟结果，对结构健康监测系统的组成、监测项目、监测仪器及典型断面的选取、监测数据采集及传输系统、中心数据库子系统、隧道结构安全预警与综合评估子系统和用户界面软件系统进行...
为控制越江隧道建设中普遍存在的“三超”投资风险，文章根据越江隧道投资风险辨识过程中的模糊性、灰性、多属性、群体性等特征，运用隶属度、灰度、多属性和群决策构建了基于灰色模糊多属性群决策的越江隧道投资风险辨识模型，以南京纬三路过江通道工程为例，验证了所构建模型的可行性和有效性。研究结果表明，该模型能够更全面、更真实地利用...
由于地质条件的复杂性及不可预见性，水下盾构隧道施工安全风险评估已经成为地下工程研究的重要课题。文章以南京纬三路过江通道工程为背景，对盾构段施工风险因素的辨识和施工风险的评价进行了分析，并制定了各风险因素的控制措施。分析结果表明：南京纬三路过江通道带压开舱作业是盾构长距离穿越高水压、强透水复合地层时风险控制的首要目标，...
形成良好闭气性的泥膜是泥水盾构在江河底部等复杂地质条件下带压开舱成功的关键之一。不同条件下形成的泥膜性质差异较大，其对泥膜闭气性的影响尚不清楚。文章通过自制的泥膜闭气性试验装置，开展了9组不同泥膜的形成及闭气试验，分析了泥膜的孔隙比、厚度对其闭气性（闭气时间和极限气压值）的影响。研究结果表明：泥膜孔隙比是影响其闭气性...
饱和法开舱技术作为一种新型的带压开舱技术．具有工作效率高、安全性好等优势。由于舱内有效工作时间长达3～4h，如何形成闭气性良好的泥膜，是饱和法开舱作业成功的关键。文章以南京纬三路过江通道工程饱和法开舱作业为背景，开展了现场泥浆配制、成膜及泥膜闭气模拟试验，明确了泥膜制作各阶段泥浆性能指标，并总结出了相关定量判断标准。饱...
文章结合南京纬三路过江通道工程实例，针对各种矿物掺合料参数影响下的钢筋混凝土管片，进行了耐久性试验研究。结果表明：（1）在相同的水胶比情况下，碳化深度随着碳化龄期的增加而增大，但每个龄期之间的碳化深度增加的速率较慢，总体的碳化深度较小；（2）在相同掺合料总掺量条件下，水胶比越大，混凝土碳化深度越大；（3）在相同水胶比条...
文章基于南京纬三路过江通道盾构施工壁后注浆工程实例，利用改进的非自立性材料三轴试验仪和试验方法，对其进行了固结不排水剪切试验。研究了壁后注浆浆体的孔压消散规律、固结过程中体应变规律和应力一应变关系，并实测了浆体的早期不排水强度和抗剪强度指标，为控制地表沉降和防止管片上浮提供了参数支持。研究结果表明：由于两种浆体的密度...
盾构掘进过程中会在管片环和周围地层之间形成空隙，从而影响到地层稳定性和隧道管片结构安全性。文章结合南京纬三路过江通道工程始发段的地质特性和同步注浆要求，对单液惰性注浆材料进行了试验，研究了不同胶砂比条件下浆液的工作性能和抗压强度指标。试验结果表明：胶砂比大于0．55的砂浆的工作性能均能满足同步注浆要求。综合考虑强度要求...
管片接缝对盾构隧道的变形及地震响应产生极大影响。文章以南京纬三路大直径过江盾构隧道为研究对象，使用FLAC3D软件建立了真实的管片连接模型，并考虑了三种分块方案，计算了各方案中设计正、负弯矩及轴力所对应的接头转角。通过建立简化的连续非均质圆环模型，依据接头转角等效修正管片接头薄弱区材料刚度，分析了不同分块形式下隧道结构在EI...
由于地下结构全部埋置于地基土中，其地震反应主要受周围土层地震影响，因此无法采用与地上结构相同的方法进行抗震分析。文章以南京纬三路过江通道工程中江南明挖段双层主隧道与双层匝道的交叉节点为研究对象，运用动力有限元分析方法，通过建立隧道结构一地基土相互作用模型，采用El Centro波、Lomap波和K0be波三条地震记录进行弹塑性动力时程...
文章以南京纬三路过江隧道为工程背景，通过合理简化假设，建立了盾构隧道无衬垫接头在不考虑螺栓作用和考虑螺栓作用情况下的受弯计算模型，推导了不同轴力作用下不同受力阶段中接头转角弯矩关系的显式解析解。并将不考虑螺栓作用时的解析解与有限元数值计算模型进行对比，表明了理论分析中所采用的简化假设的准确性。利用解析解分析了不同轴力...
文章依托南京纬三路水下大直径盾构隧道工程实例，针对盾构管片衬砌结构耐久性设计，展开盾构隧道衬砌结构服役寿命预测研究。基于相似法则和可靠度理论，利用蒙特卡罗法和Matlab计算程序，采用裂缝限值准则和承载力极限准则两种服役寿命的预测方法，对隧道衬砌结构进行了系统深入的研究。结果表明，假设隧道结构建成伊始即处于侵蚀环境中，并处...
为探讨地层分布的不均匀性和高水压问题对隧道衬砌结构受力的影响，文章结合纬三路大直径高水压越江盾构隧道工程，选取典型隧道断面，分别采用单环梁一弹簧模型、多环梁一弹簧模型及壳一弹簧模型对隧道处于不同地层条件下结构的横向受力规律进行了模拟研究，并对三种方法的模拟结果进行了对比分析。结果表明：（1）不考虑环间相互影响的单一环...
江河堤岸的地层变形及整体稳定性是过江盾构隧道施工时关注的重点。文章基于南京纬三路过江通道江北堤岸盾构段（S线）的工程背景，利用有限差分软件对施工过程进行了数值模拟，分析了盾构掘进对大堤地层沉降变形及整体稳定性的影响，并比较了不同注浆效果、堤岸坡度和隧道埋深情况下地层沉降变形及稳定性的差异。研究结果表明：地表沉降最大值...
泥水盾构支护压力的上、下限值是确定合理支护压力的关键依据。文章通过对泥水盾构施工过程中的掘削面稳定机制进行分析后发现，在浅覆土砂层地段中，地层产生击穿破坏必须具备三个条件：（1）泥浆失水严重或者直接向地层中渗透，引起地层中超净孔隙水压的急剧升高；（2）较高的支护压力使得泥水具有良好的定向性，并与地层中的静止水压之间形成...
盾构刀具磨损是影响盾构施工质量和进度的关键问题，带压换刀作业的安全风险大、费用高昂、作业工期长。目前常规的刀具磨损检测方法存在风险大、效果不佳、精确度不够等缺点，而摄影测量技术的发展为盾构刀具磨损检测提供了新的思路。文章结合泥水盾构隧道施工特点，将摄影测量技术应用于盾构刀具的可视化检测中．利用经过三维控制场标定的摄像...
探地雷达技术现已广泛应用于盾构隧道的病害检测中，然而隧道衬砌内钢筋产生的多次波反射，给雷达数据的解释带来了极大困难。文章基于对盾构隧道常见病害的研究实例，采用GprMax2D软件对隧道衬砌壁后注浆不均和隧道管片存在裂缝的两种典型工况进行了探地雷达正演模拟，应用一致性消除法处理模拟数据，有效压制了隧道衬砌正演模拟中钢筋多次波的...
在深基坑施工过程中，因降水或围护结构施工存在缺陷而引起的基坑管涌事故时有发生。若不能及时处理事故或处理技术不当将严重影响基坑的施工安全，甚至导致基坑报废和危及周边环境安全，造成重大的损失。文章以南京纬三路过江通道工程N线南岸盾构工作井施工为例，结合理论计算和现场调查，分析了基坑施丁过程中出现管涌事故的原因，并对常规基...
盾尾密封的完整性和可靠性对于盾构施工安全极其重要。当盾尾刷出现损坏时，要及时进行更换，而进行盾尾刷更换的关键在于地层中地下水的封堵。文章以南京纬三路过江通道N线工程为例，结合高水压强渗透地层盾尾刷更换施工的特点和要求，采用了改进的注浆止水技术。一是通过加强同步注浆，形成第一道止水体系；二是采用增设预留孔的两环特殊管片...
盾构隧道穿越复杂地层时不可避免地会遭遇被迫停机、开舱检修等问题，工程中常采用带压开舱方法对盾构刀盘及刀具进行检修。相对于常规压缩空气开舱方法，饱和带压开舱方法大大缩减了工期，并降低了发生加减压病症的风险。文章依托南京纬三路过江通道工程实例。对饱和带压开舱设备工作原理及运输对接设备进行了系统化研究．总结出了生活舱、穿梭...
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