区间盾构隧道联络道施工对隧道结构和周围地层安全性影响的研究

在建成的区间盾构隧道基础上,采用矿山法构筑联络通道是地铁工程施工的难点。由于盾构隧道联络通道的施工需要拆除区间隧道的部分管片,极易导致盾构管片发生过大的变形,使得隧道结构受损。笔者采用3DFLAC数值分析软件对区间盾构隧道之间的联络道施工进行了三维弹塑性仿真分析,分析了联络道施工对盾构隧道变形、盾构管片受力及联络通道地表沉降的影响,数值模拟得出的结论为制定施工辅助安全措施提供了依据。     

盾构隧道下穿建筑物引起的地表沉降分析及控制研究

以广东某区间地铁隧道下穿单层工业厂房为工程背景,在ANSYS平台建立了地铁盾构施工的三维模型,再通过有限差分软件FLAC3D对不同工况下不同开挖阶段的横、纵向地表沉降进行数值模拟计算,研究了盾构隧道开挖时的空间效应和时间效应对地表沉降及周围建筑物的影响规律。同时针对上软下硬复合地层中的沉降控制技术进行研究,可为类似工程的沉降控制提供有力参考。     

倒挂井壁法在联络通道施工中的应用

地铁联络通道施工多在隧道洞通后采用暗挖和冷冻法施工,北京地铁7号线东延高楼金站～施园站区间(高施区间)受盾构始发端加站变更影响,工期严重滞后。区间联络通道采用冷冻法施工已无法保证通车目标,经四方会议进行多方案比选后,选择了可以先期施工的明挖倒挂井壁法施工。倒挂井壁法施工可在区间盾构未开始施工前施工,提前完成联络通道结构主体,相比原方案(冻结法),倒挂井壁法施工改变了联络通道施工顺序,变控制节点工作为非关键工作,并且节省了施工成本,有效解决了地铁区间联络通道节点滞后、施工工艺后置的施工难题。本施工方法丰富了地铁联络通道施工方法,可供今后类似工程参考和借鉴。     

某轨道交通盾构穿越府河施工安全控制研究

以武汉市轨道交通机场线盘龙城站—宏图大道站盾构区间下穿府河盾构施工过程为例,结合工程实际情况,从强化施工准备工作、严格控制掘进参数、进行洞内二次注浆、河堤注浆等方面对盾构施工过程进行安全控制,并加强施工监测来保证盾构安全、连续、快速均衡通过,对今后市内过河的土压盾构施工具有一定的指导意义。     

基于土压平衡盾构施工的双层地铁隧道引起地面沉降分析

为了研究双线上下层盾构隧道施工时的短期地面沉降,以大连地铁二号西安路到交通大学区间盾构隧道施工为背景,使用Flac3D软件进行沉降的有限差分分析,模拟了地下隧道的掘进、支护和掌子面支护等。针对大连典型的地质特征进行预测,这些特征是决定地面沉降量的关键因素。研究区域的地质构造从地面向下分别为素填土、卵石、板岩。通过模拟上下双层非对称往返施工的盾构隧道施工过程,及掘进、支护和掌子面支护等详细步骤,得到了其单向和双向往返施工时的地面沉降,进而可分析其沉降规律。结果显示,上层隧道施工时,将降低岩层承载能力,同时改变下层隧道的土体平衡,加剧沉降,所以沉降量较大且两侧的测点沉降量不对称。通过模拟与分析为在市内建筑物密集区域修建地铁隧道提供安全可行的方法。     

铁路接触网安全性评价方法及工程应用

地下工程穿越既有接触网时会对接触网系统的安全性产生较大影响,基于铁路接触网的设计标准和规范要求,提出一种接触网安全性的评价方法,其中包括计算工况选取、接触网位移分析、支柱负载分析及参数检算4部分。结合北京地铁某区间盾构隧道穿越火车站接触网工程实例,对该方法的有效性进行了研究。结果表明,工况1下,接触网处于安全状态;工况2下接触导线高度变化量超限。建议当盾构开挖通过一个接触网支柱后,要迅速对已通过接触网支柱进行处理,恢复到原来状态,避免2个或3个接触网支柱同时发生大于10 mm的基础沉降以及超过0.2%的支柱倾斜量。     

地铁盾构施工风险评估与风险规避研究

深圳地铁二号线2202标段包括科苑站—红树湾站—世界之窗站,大部分采用盾构法施工。盾构隧道处于砂质粘性土地层填海地层,下穿4栋高尔夫别墅,存在基岩隆起、孤石和易出现施工扰动等情况。对2202标盾构施工进行安全评估,指出盾构机选型、盾构机进出洞及盾构施工过程中的风险源,如始发方向失控、盾尾卡死、洞口土体坍塌、地面建筑物出现不均匀沉降等,进而强调在施工过程中要正确辨识风险源,并根据地质、水文和周围环境条件研究采取适当的规避风险措施。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

大直径盾构隧道穿越繁华区施工风险评价

针对深圳市春风隧道盾构施工中要穿越复杂地质及各种建构筑物的风险因素,利用层次分析法,对春风隧道施工进行风险源权重评价。在评价过程中,建立了隧道施工风险评价指标体系,运用判断矩阵计算出隧道中各因素的影响权重,根据权重大小进行比较,从而确定影响隧道施工的主要风险源。结果表明,在盾构施工中,盾构轴线偏移、建构筑物出现裂隙或破坏、盾构选型、开挖面失稳等危险有害因素对其影响较大,针对各项风险源提出了具体的管控措施,保证盾构隧道施工的安全。     

物元可拓法在地铁盾构施工安全风险评估中的应用

针对地铁盾构施工安全风险评估结果不完善、精确度不高等问题，采用DEMATEL-ISM法与物元可拓评估模型相结合，对地铁盾构施工安全风险进行科学合理的评估。首先，以文献整理为基础，结合工程实际，从人员及管理、机械设备、施工材料、施工技术及施工环境5个方面建立地铁盾构施工安全风险评估指标体系；其次，采用DEMATEL-ISM法分析关键影响因素和影响程度以及因素间的层级结构；再次，考虑指标间的关联影响，引用shapley值法确定指标权重，采用物元可拓法构建地铁盾构施工安全风险评估模型；最后，对宁波地铁3号线一期句章-鄞州客运区间应用所建模型进行实例分析，结果表明，其风险评估等级为“中度风险”。其中，人员及管理、施工技术及施工环境所属风险等级相对较高，该区间盾构施工时管理人员应重点监测地质环境，并严格做好地基加固等施工技术工作。     

盾构近接立交桥基础安全影响三维数值分析

为了提高盾构近距离穿越立交桥群桩基础施工中的安全性,采用有限元方法建立三维数值模型对盾构穿越群桩基础过程进行动态模拟,分析了群桩基础水平位移的变化规律以及地表受盾构影响的变形规律。结果表明:盾构掘进对桩基础水平位移影响最大,且水平位移增长过程分为盾构到达前、穿越时以及注浆阶段3个阶段,3个阶段水平位移值比例为6∶3∶1;盾构在竖直方向对桩基础水平位移的影响范围为1D（盾构直径）,水平方向为3D;此外,处于盾构左右双线之间的桥梁结构由于受到土层和桩基础沉降的双重影响,会产生较大的位移,实际施工中建议加强该区域桥梁结构的监测。     

上软下硬地层隧道盾构施工引起的地表沉降研究

以大连地铁5号线地区盾构施工为背景,研究了在穿越上软下硬地层时盾构施工引起的地表沉降.运用线性回归和实测数据相结合的方法研究了盾构隧道掘进过程中地表沉降的规律,在Peck公式中引入最大地表沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对公式进行修正,使其适用于大连地区上软下硬地层中盾构施工的地表沉降预测.结果表明,当α、β的取值范围分别为0.249～0.612和0.551～0.739时,修正后的Peck公式预测曲线与原始Peck公式曲线相比误差更小,预测结果更可靠.     

基于突变理论的盾构下穿危旧房屋及河流段风险评价与控制方法研究

为了综合评价盾构下穿危旧房屋及河流段风险,结合软土土质特点,在对已有评价模型分析的基础上,针对风险评价普遍存在的问题,借鉴突变理论,确定盾构施工风险突变评价法步骤,将各因素归纳为工程地质、勘察设计施工、周边环境和水文地质四大指标,并对其进行分解,构建风险评价指标体系及等级标准,利用突变理论对工程实例进行评价,得到该区间盾构施工风险等级为极高风险,评估的结果较好地反映了工程的实际情况。基于风险评价结果,在盾构下穿过程,采取合理设定土压力、调节盾构推进速度和注浆压力等措施,实时动态监控地表沉降的变化和盾构施工关键参数,所得成果验证了突变理论风险评价的实用性和有效性。     

内嵌式预埋槽道在盾构隧道中安装及应用研究

传统地铁盾构隧道内管片上安装动力电、照明、通讯(BAS、FAS)、消防、排水及疏散平台的固定支架采用植筋、化学锚栓及膨胀螺栓与预制管片连接固定,存在安装时对管片结构损伤大、效率低、施工环境恶劣、风险高、耐久性差及维修保养困难等一系列问题。为验证预埋槽道力学性能及后期使用过程中各种优点,以北京地铁7号线东延工程某盾构区间预制管片内嵌式槽道安装及预埋槽道应用各环节为背景,通过对1 km隧道预埋槽道上安装各种支架的进度、成本及作业环境等进行统计,得出槽道上安装各种支架的时间为胀栓(植筋)安装的50%,综合成本(含预制槽道)的145%,安装支架环境、安全及耐久性大幅提升,此法固定设备支架方式可为其他地铁(综合管廊)盾构、矿山隧道工程提供参考和借鉴。     

地铁大断面隧道盾构过江风险分析及数值模拟

在地铁建设过程中,常出现线路须下穿大江大河的情况,尤其在南京、广州等南方城市的地铁建设中,这种情况更为普遍。本文以南京地铁西延过江线穿越长江段为工程背景,分析了大断面单洞地铁隧道盾构施工的施工风险,并采用数值模拟的方法,对施工过程进行模拟,通过对位移、应力及渗流场的分析,研究了大断面过江施工方案的安全性。     

南水北调穿越北京地铁13号线清河桥施工优化分析

以南水北调工程盾构施工穿越北京地铁13号线清河桥工程为背景,采用有限元分析方法,针对不同施工加固措施及行车速度条件下所引起的桥面竖向变形、桥墩竖向变形和地表沉降等问题进行了研究。总结了预加固旋喷桩配比参数、注浆配比参数及行车速度等因素对各结构变形的影响程度。结果表明:水灰比为1.00时的旋喷桩,既能控制结构变形,又具有较高的经济和施工效益;水泥浆与水玻璃浆之比为1.0∶1.0时的注浆参数最优;行车速度控制在50 km/h以下时,能较好地控制结构变形的发展。最后通过对施工过程中各结构的变形进行监测,验证了优化结果的合理性。     

郑州地区双线盾构隧道开挖对桩基础内力与位移的影响

为研究粉细砂层地区盾构隧道下穿建筑物对桩基础内力与位移的影响，以郑州粉细砂层地区盾构施工为例，采用有限元软件 MIDAS-GTS NX 建立地铁盾构隧道下穿建筑物的三维实体模型，分析盾构隧道下穿建筑物的不同阶段对桩体位移、内力的影响。结果表明:在郑州粉细砂层地区进行盾构施工时，盾构工程对桩基础底部位移的影响较大，位移最大值大多发生在桩底；盾构施工对桩身轴力的影响表现为桩身轴力最大值位于距隧道1倍洞径范围内。在进行双线盾构隧道施工时，应在临近、远离2个阶段注意工程的安全与防护问题，并采取相应的预防和保护措施。     

大直径泥水盾构始发段掘进对近接既有地铁桥梁的影响分析

为了在大直径盾构泥水始发段保障邻近既有地铁桥梁结构的安全性和正常营运,依托京张高铁清华园隧道3#～2#盾构区间始发段施工工程,采用有限元方法建立三维精细化数值模型,分析始发段大直径盾构掘进引起邻近桥梁结构的变形规律,并给出有针对性的防护措施.研究结果表明:在大直径盾构始发施工时,在不采取防护措施的情况下,盾构工程对邻近...     

基于TM30自动监测系统在盾构下穿铁路信息化施工中的应用

为了减小盾构施工对周边建构筑物的影响,实时反馈竖向、水平等位移变形,更好地指导施工,形成建设、施工、监理、监测、铁路运营等多部门信息联动与信息共享机制,确保施工安全及铁路运营安全。提出了基于TM30自动监测系统的监测方法,对监测模块、监测方法、数据传输、控制标准等进行研究;通过前期理论分析及后期实践检验,此方法安全性、稳定性、实时性等均有保障,取得了自动化监测可完全取代人工监测的初步实践成果,通过监测数据实时传输、实时分析,确保了施工安全及铁路运营安全。     

地铁盾构施工安全风险规律分析与对策

为预防地铁盾构施工安全事故,利用迭代自组织数据分析算法(ISODATA)对收集到的57起事故和186个未遂事件报告结构化数据进行聚类分析;通过对比分析各聚类集群相对风险可能性的量化结果,探讨地铁盾构施工的安全风险规律及管理对策。结果表明:始发-到达阶段地质条件复杂、洞口土体加固及降水不当是地铁盾构施工领域最危险的风险因素;针对事故风险较大的盾构始发-到达阶段,运用施工安全生产工艺学方法作为安全风险管理对策,可提高地铁盾构施工安全管理绩效。