基于层状土推覆方法的盾构隧道抗震性能分析

当前对于地铁盾构隧道进行抗震分析时多基于弹性假设的简化设计方法,难以体现土体和结构的非线性特征;而动力时程分析具有耗时长,工作量大,考虑因素多等缺点使其在工程设计中的广泛应用受到限制。地下结构静力推覆方法具有概念清晰,考虑土体与结构相互作用,相比动力方法耗时大大减少等优点。而自适应层状土推覆分析可以改善地下结构静力推覆法的地震荷载加载模式,使之在含软弱夹层的场地中同样具有较高的精度。通过建立二维的土体-结构相互作用模型,采用自适应层状土推覆分析法对实际的单线地铁盾构隧道横断面进行拟静力弹塑性分析。绘制了其抗震性能曲线并发现了相对薄弱处的位置,并与动力时程的分析结果进行了比较,证明该方法有良好的精度。同时采用该方法对地铁盾构隧道抗震响应做了参数分析,给出了管片混凝土标号和土体模量的改变对隧道薄弱点受力的影响。     

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。     

双线盾构地铁隧道施工地表沉降数值分析

目前，中国城市地铁建设欣欣向荣，城市地下铁道往往不以单孔隧道形式出现，大多数采用水平双孔平行隧道，在盾构施工推进时，施工方式不同，对周边环境的影响也就不同。本文以某城市地铁平行盾构推进为实际工程背景，分析比较了四种不同施工方案所引起的地表沉降量，寻求其变化规律，为今后地铁设计及施工给予一定的指导。     

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。     

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。     

三维盾构隧道开挖面极限支护压力的上限解

为了研究掘进过程中盾构隧道开挖面附近土体的稳定性,假设土体为纯粘性土,且为理想弹塑性材料,服从摩尔-库仑屈服准则,参照矩形基础承载力问题的三维Hill机构,建立了盾构隧道开挖面土体处于主动、被动极限平衡状态下的破坏模式。从塑性极限分析上限法的基本原理出发,推导出三维盾构隧道开挖面极限支护压力上限解的计算公式。结合某算例,讨论了三维盾构隧道开挖面主动、被动极限支护压力上限解与平面应变上限解的关系,以及开挖面极限支护力与土体粘聚力、h/D的相互关系。研究结果表明:三维盾构隧道开挖面主动极限支护力要比平面应变上限解小,而被动极限支护力要比平面应变上限解大;随着粘聚力的增加,三维盾构隧道主动、被动极限支护力与平面应变上限解的差别也逐渐增大;盾构隧道开挖面主动、被动极限支护力的上限解均随h/D的增大而增大,且h/D越大,盾构隧道开挖面主动、被动极限支护力随土体粘聚力的变化速率也越快。     

砂土层中隧道漏砂情况下的安全性研究

盾构隧道的漏水漏砂会引起隧道周围土体应力的变化,导致隧道周围局部或者大范围的土体松动,以致改变隧道横向受力与变形模式,影响隧道结构的安全。采用可考虑大变形的颗粒流方法 PFC,研究隧道不同部位发生漏砂时隧道周围土体的应力变化规律及隧道内力、横向变形的发展规律。结果表明:隧道腰部漏砂引起漏砂位置外围土体松动并进而在松动区外围形成土拱区,隧道扁圆化趋势加剧,隧道内力急剧增加;隧道顶部和底部漏砂极易导致顶部和底部弯矩符号发生变化,改变隧道横向受力模式;隧道肩部发生漏砂时,隧道最大弯矩点向漏砂位置转移,危及隧道肩部管片结构的安全。     

钱江隧道盾构废弃泥浆的混凝分离

为了实现钱江隧道盾构废弃泥浆的无害化处理,对盾构废弃的砂土泥浆和粘土泥浆分别进行混凝分离的实验条件研究,结果表明:对于砂土泥浆,密度为1.20 g/cm3有利于实现高效的泥水分离;PAM作为絮凝剂的分离效果最好;混凝分离的最优化分离条件为:投药量为150 mg/L,pH为8左右,水力条件为以300 r/min搅拌1 min,再以80 r/min搅拌20 min。对于粘土泥浆,密度为1.10 g/cm3有利于实现高效的泥水分离;PAM作为絮凝剂的分离效果最好;混凝分离的最优化分离条件为:投药量为150 mg/L,pH为6左右,水力条件为以300 r/min搅拌1 min,再以80 r/min搅拌20 min。该实验为废弃泥浆的进一步处理奠定了基础。     

地铁盾构隧道下穿南水北调干渠的沉降控制研究

通过对地铁盾构隧道下穿南水北调干渠时沉降现场监测数据和数值模拟结果的分析,对干渠结构、干渠上部倒虹吸结构和地表的沉降控制进行了研究。结果表明:(1)盾构隧道下穿南水北调干渠时,干渠结构最大沉降发生在干渠底部。在盾构隧道与干渠渠底净距为2.5D(D为盾构隧道外径)并采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为11.26 mm,未采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为14.52 mm,说明采用克泥效工法能够有效减少干渠结构的沉降量,减少幅度为22%,同时也能够有效降低地表和倒虹吸结构的沉降量;(2)随着盾构隧道与干渠的距离越来越接近,干渠底部、地表和倒虹吸结构的沉降量逐渐增大,且随着盾构隧道与干渠渠底净距的减少,其沉降量的增大幅度逐渐提高;(3)采用克泥效工法时,盾构隧道与干渠的净距不少于2.0D时,能够保证干渠底部的沉降量不大于15 mm。该研究结果可为类似工程提供参考。     

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。