武汉岩溶区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律研究

小型盾构施工法是目前电力隧道施工的主要工法,在施工过程中不可避免地会引起地面沉降,影响附近建筑物的正常使用。为揭示武汉岩溶地区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律,在对现场勘察资料和地表变形监测数据进行统计分析的基础上,采用数值模拟的方法对不同组合复合地层、不同溶洞直径和不同溶洞埋深时的地表变形规律进行了数值模拟计算与分析。结果表明:岩层表面距隧道底板深度Z、溶洞距隧道底板高度H、隧道底板下溶洞直径D等对地表变形均有重要的影响;随着Z和D值的增加,地面沉降量最大值增加,随着H值的增加,地面沉降量最大值减小。在岩溶区复合地层开展小型盾构施工时,上软下硬的地层分布会产生应力集中现象,将会增大地表竖向变形。本研究为控制岩溶区复合地层小型盾构施工地表变形提供依据。     

地铁盾构隧道施工引起的地表变形特征研究

结合郑州地铁1号线西三环站至秦岭路站地铁区间隧道盾构施工的实际,通过现场监测和数值模拟计算对盾构隧道施工引起的地表变形特征进行了研究。主要研究了地表横向变形和纵向变形规律,从而确定了盾构隧道掘进对横向变形的影响范围,并结合郑州区域性粉土地层的特点,运用有限差分软件FLAC3D建立了地铁盾构施工的三维有限差分模型,对盾构施工引起地表变形发展过程进行了数值模拟计算,从而得出了一些有意义的结论。该研究对确保地铁隧道施工的安全具有重要的意义。     

粉砂地层盾构机下穿航油管和高速公路施工技术

中国城市化快速发展,城市轨道交通解决大城市拥堵问题的作用更加明显,地铁盾构施工中下穿构筑物更加常见,而下穿航油管和高速公路对地层沉降提出了更高的要求。以天津地铁4号线3合同段盾构下穿航油管及津滨高速公路为背景,通过对盾构机掘进过程的参数控制及检测,得到了盾构机掘进的参数和地层沉降变化曲线,提出了盾构掘进的相应措施,为类似地质条件下盾构机施工提供依据。     

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

基于郑州地铁下穿南水北调干渠的Peck公式反演分析

土压平衡盾构隧道下穿通水运行中的南水北调工程,在国内尚属首例。以郑州地铁城郊线土压平衡盾构隧道下穿南水北调中线干渠区间实测数据为依据,将Peck公式法运用于隧道下穿南水北调工程引起的地表沉降预测研究中,利用反演分析法,通过引入最大沉降量修正系数j和沉降槽宽度修正系数k,结合实测数据对Peck公式进行修正,得出适用于郑州地区相似工程的Peck公式,并根据现场实际情况,对不同埋深条件下地表沉降规律进行研究。结果表明:引入最大沉降量修正系数j和沉降槽宽度修正系数k对Peck公式进行改进后,能够获得较准确的地表沉降预测曲线,证明了Peck公式法在隧道下穿南水北调工程引起的地表沉降预测研究中的适用性;在其他条件均相同的情况下,随着隧道埋深的增加,地表最大沉降量逐渐减小,沉降槽宽度逐渐增大。     

洪开荣 盾构技术 志在穿越

洪开荣师从隧道和地下工程著名专家、中国工程院院士王梦恕,现任中铁隧道集团有限公司总工程师、盾构及掘进技术国家重点实验室主任,长期从事我国盾构施工的科研与管理工作,享受国务院政府特殊津贴。     

地铁暗挖隧道邻近既有运营盾构区间施工变形影响研究

为提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,以太原某地铁暗挖隧道邻近既有运营盾构区间施工为例,应用数值模拟与现场监测相结合的方法,研究地铁暗挖隧道施工过程中,盾构区间隧道结构及轨道结构的变形特征.研究结果表明:地铁暗挖通道上方地表沉降呈非对称"U型"分布,影响范围约为1倍埋深,影响角约45°.随着地铁暗挖隧道施工的进行,盾构区间...     

武汉地铁越江隧道施工风险分析与控制

本文基于武汉市地铁二号线越江隧道工程周边地质环境条件和工程特点,采用灾害风险评估矩阵法(R=P×C)结合专家调查法对该隧道盾构掘进段施工可能存在的风险进行了分析和评价,评定出盾构进出洞、开挖面失稳等6个风险因素的风险等级以及对工程安全的影响程度,并根据评估结果提出了相应的风险对策和风险控制措施,以降低和控制盾构掘进段的施工风险。该研究可为类似工程提供借鉴及参考。     

新建隧道近接上穿对既有盾构隧道纵向变形的影响

新建隧道近接上穿将诱发下卧盾构隧道隆起变形,预测既有盾构隧道位移发展对近接上穿施工控制和既有盾构隧道保护具有重要意义。基于两阶段法,提出新建隧道近接上穿引发既有盾构隧道纵向位移解析解;通过可考虑环间接头弱化的非连续盾构隧道模型模拟既有盾构隧道,采用Riftin地基考虑盾构隧道-土层相互作用,同时通过Mindlin经典解得到新建隧道开挖卸载应力,并作用于既有盾构隧道之上,建立新建隧道上穿作用下既有盾构隧道纵向变形解答;通过将杭州圆形顶管隧道上穿既有地铁1号线、上海地铁8号线隧道上穿既有地铁2号线两个工程案例实测值与本文方法和常用Euler-Bernoulli(EB)等效连续梁模型计算结果进行对比,验证本文方法的合理性。研究结果表明：本文方法和EB连续梁模型预测的隧道纵向位移均接近实测值;本文方法预测的隧道弯矩和接头张开量均大于EB连续梁模型;但EB等效连续梁模型预测的纵向位移曲线整体呈现为光滑连续,而本文方法预测的位移曲线是由一系列短直线连接而成,在接头处存在“尖点”。     

地铁盾构隧道下穿铁路箱涵桥变形响应研究

随着城市轨道交通网络的进一步发展,大量的地铁盾构隧道临近甚至紧贴铁路箱涵桥建设。本文以北京地铁某典型区间隧道下穿铁路箱涵桥工程为例,应用数值模拟的方法,对盾构隧道下穿铁路箱涵桥的变形响应进行了研究,着重分析了注浆加固效果及沉降缝两侧的变形机理。研究结果表明:(1)盾构隧道下穿铁路箱涵桥过程中,沉降监测点产生影响的纵向水平区间约为监测点前3D(D为盾构隧道直径)至监测点后3D;(2)盾构隧道下穿铁路箱涵桥过程中,沉降缝两侧箱涵会出现较大差异沉降,易对桥体上方列车的运营安全造成影响;(3)盾构隧道穿越铁路箱涵桥前,对盾构隧道拱顶进行注浆预加固,可在一定程度上控制桥体沉降及沉降缝两侧差异沉降。     

双向掘进隧道游离SiO2粉尘扩散规律模拟与分析

为研究双掘进面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律,获取通风系统的合理设计参数,以斗篷山隧道为研究背景,利用Ansys-CFD有限元计算流体力学软件离散项模型对双向掘进隧道安装除尘设备前、后粉尘扩散轨迹及不同时间周期内粉尘浓度分布特点进行数值模拟,并对模拟结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明:(1)衬砌台车对粉尘的扩散具有明显的阻碍效应,台车两侧游离SiO_2粉尘浓度值出现了明显的分界.(2)单纯压入式通风条件下,部分高浓度游离SiO_2粉尘在非爆破端循环停留时间较长,通风一段时间后少量高浓度的游离SiO_2粉尘穿过台车在非爆破端循环停留形成簇团效应,未进入斜井进行排放.(3)压入式通风设备和除尘系统联合作业后,非爆破端游离SiO_2粉尘浓度趋于0,联合作业900 s后,隧道正洞与斜井内游离SiO_2粉尘浓度基本降至8 mgm~3以下,达到规范要求.研究显示,采用离散项模型对双工作面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律的模拟是可行的.压入式通风设备与除尘系统联合作业条件下游离SiO_2粉尘快速进入斜井进行排放,隧道施工作业区内游离SiO_2粉尘浓度在短时间内大幅下降,通风过程中粉尘运行轨迹几乎不涉及隧道非爆破端,减少了对非爆破端的污染.     

通省隧道变质软岩变形破坏灾变因子及其权重研究

通省隧道主要穿越的地层为元古界武当群片岩,属于变质软岩,施工中多次出现围岩大变形与垮塌,严重影响了正常施工.本文从地质调查、室内试验、监控量测等方面,采用X射线粉晶衍射矿物成分分析、物理力学试验、现场测量等手段,分析了通省隧道变质软岩的变形破坏特征,重点研究了变质软岩变形破坏的孕灾环境及灾变因子,并通过AHP层次分析法确定了各灾变因子的权重,以为采取针对性的防治措施提供依据.     

复杂地质条件下特大断面隧道施工工法及其循环进尺参数的优化研究

针对高速铁路隧道建设地质条件复杂等特点,以发生坍塌情况下的某特大断面软岩隧道为研究对象,采用有限元数值模拟手段,对CD法和三台阶七步开挖法的施工工法及其循环进尺参数进行了优化研究,并与现场实测数据进行了对比分析与验证。结果表明:采用三台阶七步开挖法并优化其循环进尺参数后,隧道各施工步位移变形合理,可确保隧道施工安全;数值模拟结果与实测结果基本吻合,从而验证了数值模拟结果的可靠性。     

变形监测在大跨浅埋公路隧道安全施工中的应用研究——以茅山隧道为例

介绍了当前隧道发展的前景、隧道变形监测在施工中的重要意义以及隧道监测技术的研究现状,以茅山西隧道的变形监测(主要为地表沉降、拱顶下沉、水平收敛、围岩压力、二衬内力)研究为例,说明变形监测在保证隧道安全施工的重要作用.     

红层软岩隧道围岩稳定性及支护时机研究

新奥法作为一种目前国内外地下工程建筑及隧道施工时普遍应用的方法,其原理与优势得到了广泛认可。为分析红层软岩隧道施工中的围岩稳定性和支护合理性,根据成贵高铁南厂沟隧道工程实际情况,利用实时监测的隧道围岩拱顶下沉和周边收敛数据,基于新奥法理念研究了隧道围岩的稳定状况、变形规律以及二衬支护时机。结果表明:南厂沟隧道红层软弱围岩变形可分为变形急速增加阶段、变形相对稳定阶段和变形缓慢增加阶段三个阶段;针对围岩拱顶下沉和周边收敛的合理的拟合曲线,通过拟合计算可以得到围岩变形趋于稳定的时间,并据此提出合理地判定二衬施作时间的方法,可为类似工程提供借鉴。     

高透水地层复合土钉墙的应用

在透水性高的砂性土条件下,将止水帷幕水泥土搅拌桩与土钉相结合,形成复合土钉墙支护结构,是解决高透水地层基坑支护的有效方式.针对某具体工程实例,介绍了高透水地层采用复合土钉墙结构进行基坑支护的设计方案,并对基坑变形进行了监测.结果表明:采用复合土钉墙支护可满足基坑开挖对支护结构稳定及周边环境保护的要求,同时复合土钉墙结构受力合理、安全度高、施工简单方便、工期短、造价低,具有较好的经济和社会效益,可在类似工程中推广应用.     

长隧道围岩施工变形特征分析的模型应用

隧道围岩监控量测是隧道安全施工的重要保证,通过对隧道现场实测数据进行建模来分析围岩施工的变形特征,可以判断隧道围岩的稳定性,从而指导隧道的下一步施工。利用灰色系统理论GM(1,1)模型和BP神经网络模型对某隧道现场监控量测数据进行数据拟合与建模分析,并通过计算拟合残差选取更适合的预测模型来处理分析数据。由模型预测结果可知,BP神经网络模型所得到的拟合值更加贴合实际发展趋势,拟合精度更高,具有一定的适应性。     

隧道施工对地下水资源影响的监控方法探讨

铁路、公路隧道工程施工排水作业会导致地下水资源漏失、周边水文地质环境发生变化,进而破坏当地的生态环境平衡,使区域居民生产生活受到影响。为减缓隧道施工造成的地下水影响,除了合理的选址选线外,主要依靠采用先进的施工工艺和止水技术,按照"以堵为主、限量排放"的原则进行施工。隧道施工地下水环境监控是针对环评阶段提出的可能存在明显地下水环境影响的隧道工程以及施工中实际发生大量涌水的隧道工程,对其隧道排水量、地下水出露点位的水位、地表沉降等开展跟踪观察和监测,结合水文地质、气候气象等资料分析评价隧道施工排水产生的环境影响,及时发现产生的环境问题,为提出解决方案提供技术支持。     

隧道围岩应变非线性回归分析

本文以小岩头隧道为依托,根据监控工作的实测资料,按照新奥法基本原理中岩体开挖的时间效应,应用数学的方法对量测所得的净空收敛数据进行回归分析,指出在隧道开挖过程中围岩变形的时间效应,为修改设计与指导施工提供理论依据。     

基于时间序列的深基坑支护结构变形预测

基坑工程由于受多种因素的影响．目前已成为岩土工程中的重点和难点。在基坑施工过程中,需要根据现场的实际工程地质条件及选择的支护型式、建筑物的安全等级．对支护结构的变形进行严格控制。时间序列分析主要是指采用参数模型对所观测到的有序的随机数据进行分析与处理的一种数据处理方法。通过现场量测的深基坑围护结构变形信息资料,对数据进行整理和分析．利用时间序列分析法对支护结构的变形作出预测,以保证基坑安全施工。