信息与动态

中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面取得一系列成果近年来,中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面进行了大量研究,在轨道交通深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究、区域地下集运系统区间防排烟设计研究、地铁突发事件下人员疏散研究、地铁安全评价等方面完成了十余项研究项目,部分成果已在广州、深圳和南京等城市的地铁中得到应用,提高了这些工程项目的安全可靠性,取得较好的社会和经济效益。主要研究领域有:城市复杂条件下浅埋暗挖大垮度地铁隧道施工引起的地表沉降和地层变形规律;地层位移与变形安全性评价模型和…     

地铁车站深基坑开挖变形及数值模拟分析*

为研究土岩复合地层地铁车站深基坑变形时空效应特征与规律，以南宁地铁某车站基坑为研究背景，在不同施工工况下对车站基坑进行有限元数值模拟，并结合实测数据进行对比。结果表明:数值计算值与现场实测值差距较小，2种变形规律接近一致，有限元计算结果合理。围护结构水平位移随施工进行逐渐增大，呈现鼓肚形状，水平位移由桩顶移动到桩身，最大位移稳定在桩身0.5~0.75H处；围护结构受力集中在第2道和第3道内支撑位置；基坑地表沉降中，长边方向的沉降比短边方向沉降明显，空间效应显著；在地铁车站深基坑中，基于时空效应机理，考虑施工影响，在施工过程中调整施工工序和参数，对基坑稳定和控制变形具有重要指导意义。     

广州地铁鹭江站施工安全技术体系研究

城市地铁工程主要穿越城市商业区和居民聚居区 ,施工过程中的安全技术问题可能对地表环境产生严重影响 ,甚至诱发地面塌陷等灾害发生。笔者结合广州地铁二号线鹭江站的施工实践 ,研究了城市地铁工程的施工安全技术 ;探讨了地铁车站施工安全监测中的维护桩变形、土体变形、支撑结构的受力状况、地下水水位、地下管线沉降和位移监测的实施细则 ;突出了对折返线施工过程的监测 ;研究了施工安全保障技术方法体系 ;对施工现场安全技术、施工工艺安全技术进行了深入分析 ;明确了基坑开挖、洞室掘进、空中作业等不同类型的施工场地和人工挖孔、爆破、模筑混凝土、钢支撑安装、防水层施做等各种施工工艺的安全保障技术方法 ;建立了安全施工和安全管理措施方法体系。     

隧道盾构施工下穿地铁车站出入口安全影响分析

基于有限单元法的Ansys软件,对某隧道盾构施工近距离下穿既有地铁出入口人行通道的施工过程进行数值仿真分析,得出其地层变位规律及对结构内力和变形产生的影响;提出结构安全评价新指标(斜率和曲率)并结合水平位移、竖直位移和差异沉降等指标对车站结构变形的安全性进行了分析,其评估结果与现场监测结果作对比分析,非常吻合。说明该评价指标有效、操作过程可行且结果可信,从而可利用其为类似工程的设计与施工、相关软件计算结果的使用以及结构安全评估提供依据和支持。     

浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性分析及病害防治研究

浅埋暗挖法已渐成为中国城市地铁隧道修建的主要方法 ,但若应用不当 ,可能导致地层失稳或过量变形等工程病害问题 ,危及地面以及周围建筑物、管线等城市生命线安全。笔者在总结浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性问题基础上 ,分析了危害安全性的病害原因 ,提出了安全性评估指标 ;同时 ,从设计、施工、监测等各方面提出了防治地铁隧道工程病害的措施     

新建铁路路基斜交超浅埋地铁的变形监控与安全评估

为评估深厚软土地区临近超浅埋地铁施工对盾构的扰动,结合斜交超浅埋地铁的某客运专线桩板结构路基工程,基于"第三方监测"的工程安全监控模式进行施工及试运营期间的安全评估,并研究了各阶段的变形规律及安全敏感因素。研究结果表明:地铁水平位移只出现于桩基施工阶段;沉降变形与收敛变形则贯穿于整个施工与运营阶段,变形值呈"增大—减小—稳定"的趋势;地铁变形中沉降影响最大,收敛变形次之,水平位移最小,且变形极值均小于安全限值,说明地铁结构是安全的;桩板结构有效控制了后续沉降的发生,大大降低了新建客运专线与既有地铁的相互影响。     

西安地铁车站深基坑变形规律FLAC模拟研究

开展西安地铁深基坑变形规律理论与监测的研究对指导西北地区深基坑信息化施工具有重要价值。本文以西安地铁2号线某车站深基坑工程为背景,完成了车站深基坑施工监测方案设计,对深基坑施工过程进行了FLAC计算模拟,重点研究了桩体变形、钢支撑轴力、基坑周边地表变形规律。结果表明,复杂环境下城市地铁车站站深基坑明挖施工时,现场监测是信息化安全施工的保证,采用钻孔灌注桩和钢支撑的复合围护方案作为车站深基坑的围护结构是合理的,土方分层开挖方式和钢支撑预应力施加是减少空间效应保证安全施工的重要措施。桩身水平位移特别是桩顶水平位移是围护结构变形特性的直接反映,围护桩变形最大的地方为基坑中部到三分之二基坑深度处。基坑围护结构附近的地面隆起量明显小于基坑中部的隆起量,随着开挖深度增大,隆起量逐渐由基坑中部最大转变为两边大中间小的型式。     

减小浅埋暗挖法施工对建构筑物影响的措施

地铁隧道施工过程中,由于施工产生扰动,必然会破坏岩土体原有的应力平衡状态,从而产生一系列与岩土工程环境有关的问题,如土层位移以及由此产生的地面建筑物、地下管线及桩基等建构筑物的破坏等。在城市环境条件下的第四纪地层中进行浅埋暗挖,更加严格要求土层位移必须控制在允许范围之内,以达到环境土工的安全使用。笔者重点针对地层沉降的组成及控制建筑物受开挖产生的影响,总结实践经验,给出了控制开挖产生沉降的多种方法,同时提出隔离措施,具有一定的使用价值和工程施工指导意义。     

基于SD模型的地铁盾构施工人员安全能力仿真

为研究地铁盾构施工人员安全能力的动态演变规律，减少地铁盾构施工安全事故，建立基于系统动力学（SD）的地铁盾构施工人员安全能力仿真模型。首先，从施工人员个体特质、组织管理以及施工环境3个方面提取盾构施工人员安全能力影响因素，并运用结构方程模型（SEM）验证主要影响因素及因素间的关系；然后，运用SD模型构建地铁盾构施工人员安全能力仿真模型；最后，对成都地铁11号线盾构施工人员进行实证分析。结果表明:地铁盾构施工人员安全能力在前8 h缓慢上升，后4 h快速下降；在前5 h，提高施工人员个体特质、改善施工环境以及提高组织管理水平均能提高安全能力；提高组织管理水平能够减缓后4 h安全能力的下降趋势。     

基于结构方程模型-模糊认知图的矿山法地铁隧道施工安全风险分析

为了对矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险进行动态演化分析，构建了矿山法地铁隧道施工安全风险评价指标体系，在结构方程模型建模与分析的基础上引入模糊认知图方法。首先，以扎根理论为指标筛选框架，识别出矿山法地铁隧道施工安全风险。然后，通过结构方程模型分析矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险因素的因果关系及其路径系数。最后，通过模糊认知图进行动态预测与诊断推理。以武汉市某矿山法地铁隧道工程为例进行实证分析，综合风险预测分析与推理诊断两方面进行了评价。结果表明：矿山法地铁隧道施工过程各阶段的风险从大到小依次为隧道开挖、超前支护、结构防水、辅助措施、初期支护和二次衬砌，施工过程中应重点关注隧道超挖、欠挖，开挖循环进尺、步序确定不合理，隧道开挖方法选择不合理等关键风险，研究结果与武汉市某矿山法地铁隧道工程基本相符，验证了该模型的有效性。     

城市地铁安全施工第三方监测的研究与实施

实施城市地铁施工第三方监测是保证施工安全和工程质量十分重要的举措 ,有效地避免了施工过程中可能发生的事故。笔者以深圳地铁一期工程为例 ,详细阐述该工程中实施第三方监测的内容、第三方监测分析管理信息系统的研究和开发 ,包括地铁施工过程中对线路及沿线两侧建筑物倾斜和沉降、道路及各种管线沉降、土体位移、水位变化、桥梁墩台位移、隧道收敛及拱顶下沉等进行及时的监测、分析和信息反馈 ,从地铁工程第三方监测分析管理信息系统的内容、主要功能、系统结构等方面论述该系统的设计及开发。第三方监测及其管理的信息化 ,对全国其他城市的地铁施工安全 ,具有借鉴作用。     

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。     

土压平衡矩形顶管施工引起的地表沉降规律研究

为了分析与掌握矩形顶管施工引起的地表沉降变形规律，提出基于MIDAS-GTS有限元软件的分析方法，首先，通过工程实例验证MIDAS-GTS有限元软件在分析顶管施工引起地表沉降变形的有效性；其次，通过影响因素的敏感性分析确定不同影响因素作用下的地表沉降变形特性，这些影响因素主要包括开挖面支护压力、侧摩阻力、地层结构特性等；最后，通过地表沉降变形特性分析得出矩形顶管的适用范围。研究结果表明:基于MIDAS-GTS有限元软件的地表沉降规律分析方法和结果，可为矩形顶管施工过程提供相关参考和借鉴。     

浅埋暗挖施工危险识别及控制要点

浅埋暗挖施工广泛用于城市地铁、市政工程、城市热力与电力隧道、城市地下过街道、地下停车场、水利工程等工程项目中。浅埋暗挖技术是以加固和处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合式衬砌结构，选用合理的开挖方式，应用信息化量测反馈设计和施工，以保证施工安全，控制地面沉降。     

盾构隧道施工引起地表沉降分析与处置

随着隧道施工技术的发展,盾构隧道愈来愈成为软弱岩土层或繁忙闹市地区地下工程施工的主要施工方法。但无论盾构隧道施工技术如何改进,其施工引起的地层移动是不可能完全消除的。为此,本文就盾构隧道施工地层变形特征、地表沉降原因及变形机理、地层变形预测等进行了分析研究,介绍了采用Peck公式预测分析盾构隧道地面沉降量及沉陷槽的方法,并提出了控制地层变形保护建筑物的主要措施,强调了运用数值分析方法对多工况变形进行预测分析仅仅具有指导性,只能作为控制沉降的理论参考,必须在盾构施工过程中加强沉降监测工作,随时了解地面沉降信息,及时采取有效措施,以达到控制沉降和减少损失的目的,为今后地铁设计与施工给予一定的指导。     

在建车站下穿既有车站开挖过程仿真及监测对比分析

为研究在建车站基坑施工对既有车站的影响特性,以昆明市地铁4号线某车站下穿同站已运营地铁1号线为工程背景。采用ANSYS软件构建车站基坑数值分析模型,对车站基坑密贴下穿开挖过程进行模拟,分析既有车站结构变形规律,并基于实测数据对模型进行验证分析,绘出施工过程与车站结构位移变化对应特征曲线,同时利用模拟结果预测基坑施工过程中可能发生最大变形的位置,以此指导后续施工。结果表明:主体结构各项位移及轨道高差都满足规范要求;临近地铁隧道的深基坑开挖会引起隧道不同程度的位移,变形规律与开挖工况及距基坑远近密切相关;轨道几何部位最大水平位移-2 mm,轨道间距2 mm,变形所受影响较车站主体及道床影响大。     

地铁深基坑变形规律及影响因素数值模拟研究

依托黄土地区某城市地铁车站深基坑工程为背景,建立有限元模型,对深基坑施工过程进行有限元分析,对不同工序下深基坑围护结构的变形规律进行研究;以土层粘聚力、钢支撑位置及桩入土深度为影响因素,分别进行模拟分析.研究表明:有限元模拟方法能有效反映基坑维护结构位移变形规律,黄土粘聚力、钢支撑施作位置及围护桩入土深度的变化对基坑围护结构及周围地表位移有一定影响,设计中的钢支撑位置是最优的设置位置.     

基于模糊层次分析法的地铁工程施工安全评价

目前我国正处于城市地铁建设的高潮期,由于城市轨道交通工程具有建设周期短、地下条件复杂等特点,所以地铁工程施工安全事故时有发生.基于这一现状,首先以住建部颁布的《地铁施工安全评价标准》为依据,构建地铁施工安全评价指标体系,利用层次分析法,建立指标权重集;确定单个评判对象对备择集的隶属程度,得到单因素评价集;然后建立模糊综合评判集,对地铁施工安全进行评价;最后结合实例进行了实证研究.     

地铁施工引起地下管线变形的安全评估方法及其应用

研究地铁施工引起地下管线变形的安全评估方法,分析三点共圆法求算管线变形曲率中测点间距和测量误差的影响,并对其适用性及相关问题进行了探讨；提出利用六次多项式曲线拟合求算管线变形曲率的方法,并结合工程实例阐述其应用.     

基于BIM和本体的地铁基坑施工危险源自动识别

为提高地铁施工现场安全管理水平,将BIM技术与本体技术相结合,研究其在地铁施工项目危险源管理领域中的应用。首先明确了BIM环境下地铁基坑施工危险源辨识的流程;然后根据地铁基坑本体模型及规范约束模型,构建了地铁基坑施工的安全本体,最后选取基坑临边为例,将建立的基坑临边安全本体知识导入到BIM模型中,实现危险源的自动辨识及安全防护措施的可视化。结果表明,结合BIM技术和本体技术,不仅可以实现地铁基坑施工安全知识的储存、共享,还能实现危险源的自动识别与分析,促进安全知识与施工过程的集成。