富水砂层刚度参数敏感性分析及地表沉降预测*

为了在富水砂层地铁盾构施工中保证施工安全,控制地表沉降是其重要措施。依托福州地铁盾构工程项目,利用正交试验方法,使用有限元软件Plaxis 3D建立25个数值分析模型,采用反分析的方法,确定富水砂层土体硬化模型(Harding Soil model)主要刚度参数之间的关系;通过对各刚度参数进行极差分析与方差分析,确定土体硬化模型各刚度参数敏感性和显著性,建立刚度参数与地表沉降的数学模型。研究结果可以较好地对最大地表沉降进行预测,为富水砂层参数优化和盾构施工地表沉降预测提供理论基础。     

大跨度暗挖地铁车站台阶法施工沉降特点研究

以青岛某地铁车站工程为背景,针对大跨度地铁车站主体隧道台阶法施工,利用M IDAS／GTS仿真数值模拟软件对不同台阶数量的开挖方案进行模拟研究,并结合工程现场监测数据,经过对比分析得出基于坚硬岩石地层条件下大跨度地铁车站台阶法施工沉降特点,从地表沉降控制的角度提出合理的台阶数量,为类似工程的开挖方案设计与施工沉降控制提供参考依据。     

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.     

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。     

金竹山土朱煤矿开采地表沉降规律与灰色预测模型研究

针对金竹山矿业公司土朱煤矿煤层赋存条件,依据采动理论的裂缝垂直分带模型,分析地表沉降和塌陷的机理;提出在采煤活动阶段应进行地表实际位移观测,经数据处理后得到地面沉降曲线,以确保地面人类活动的安全;在采煤活动后阶段则实施灰色预测地面沉降,即通过采煤活动阶段的地表实际观测数据为历史原始数据序列,建立灰色Logistic模型;并对采煤活动后阶段的地面沉降进行预测。精度检验表明:灰色Logistic模型预测精度高,利用该模型预测地面沉降可减少地面沉降监测经费和实时提供预警信息,以确保开采区域内人们生命财产安全。     

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分析技术；开挖施工引起的地层位移与建筑物的相互作用的基础模型；     

基于某地铁盾构隧道施工地表沉降的分析研究

盾构法施工技术以其特有的智能、安全、快捷、地层适用性广等特点与优势,在我国城市地铁建设中越来越多的得到推广和应用,但此法受工程地质条件、掘进过程人为控制等因素的影响,可能引起地表沉降。本文从盾构掘进对土体扰动而导致其平衡状态变化的角度讨论了地表沉降的机理,对盾构施工地表沉降的发展过程进行了详细的分析,最后利用轨道交通工程某号线盾构工程实际监测数据分析了地表沉降的一般规律,并提出防止地表沉降的控制措施,以期为类似工程施工提供有益的参考和帮助。     

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。     

双线地铁隧道下穿管道安全性对比研究

地铁与燃气管道等高危管道均为线性工程,地铁隧道下穿管道的情况不可避免,一旦因地铁施工导致管道泄漏,后果难以承受,管道沉降值是考量其安全性的关键指标。为对双线盾构地铁隧道下穿管线安全性进行预测,采用修正的Peck公式理论方法进行计算,并与数值模拟结果相对比,研究结果表明:双线盾构地铁隧道下穿管道安全风险可控,修正Peck公式及数值模拟法均能较真实地描绘地表以下任意土层的沉降槽曲线,进而可以比较准确地计算土体竖向沉降,可作为一种用于计算隧道开挖所引起管道竖向位移的方法。     

单变量灰色预测模型在煤矿开采沉降预测中的对比分析

以预测煤矿开采而引起的地表高程的损失为目的,通过灰色系统理论的建模、关联度分析和残差辨识,建立基于贫信息的传统GM(1,1)模型、GM(1,1)残差模型、时序残差GM(1,1)模型,又建立基于原始数据具有绝对误差的灰色CompertzⅠ和灰色LogisticⅠ模型与具有相对误差的灰色CompertzⅡ和灰色LogisticⅡ模型,并将其应用到金竹山矿业公司土珠煤矿的地表沉降量的实际预测分析中,对该矿2007年度1—10月的地表高程损失量进行灰色生成后,建立了7种灰色预测模型。根据其预测值的精度检验结果对比分析表明,所建立的7种模型均为一级(好)模型,且灰色CompertzIⅡ和灰色LogisticIⅡ模型远优于传统GM(1,1)模型,预测精度高,可靠性强,对煤矿开采的复垦规划有重要指导作用。     

基于等维新息灰色马尔科夫的地铁客流量预测*

为准确预测地铁客流量的发展趋势,采用等维新息灰色GM（1,1）预测模型与马尔科夫模型相结合的方式建立等维新息灰色马尔科夫模型,探讨等维新息灰色马尔科夫模型在地铁客流量预测领域的应用;运用平均相对误差、后验差比值和小误差概率3种指标对模型精度进行检验。结果表明:等维新息灰色马尔科夫模型与原始数列的拟合程度较高,预测精度等级为Ⅰ级（优）,优于传统灰色GM(1,1)模型和等维新息灰色GM(1,1)模型的预测精度,更加符合地铁客流的实际情况。     

对地铁工程风险评估体系框架的研究

地铁工程同一般建设项目相比,受不可预见的水文地质条件、社会环境、施工技术的可靠度、经济发展的程度等多方面因素的影响较重;就必然使地铁工程成为高风险的工程建设项目,然而目前对其风险评估工作还停留在简单的定性和定量的评估水平上。为此,笔者在研究系统论的基础上,从动态系统风险评估的观点出发,运用动态控制的原理,着重研究适合于地铁工程风险评估体系的理论框架,及建立理论框架时应考虑的诸多问题;同时对动态系统风险评估、评价因素可靠性分析技术、各种风险评估方法及评估技术的运用做了简要论述。该框架体系不仅适用于地铁工程的风险评估,同样适用于其他复杂的工程系统的风险评估评价。     

基于模糊综合评价的地铁站消防安全风险评估

为了降低地铁车站的火灾发生率,对地铁车站消防安全风险进行评价,从主动防火能力、被动防火能力、消防安全管理、乘客安全行为4个方面建立包含24个二级指标的地铁站消防安全风险评价体系。对武汉市武昌火车站地铁站进行实地调研,利用模糊综合评价法对地铁站进行火灾风险评估,得出该地铁车站火灾风险隶属矩阵为{0.2284,0.3721,0.3225,0.0770,0},依据最大隶属度原则,发现该地铁站的整体消防水平处于“比较安全”的层次,但在消防安全管理与乘客安全行为两方面还存在问题并亟待改善,该研究结果可为今后降低地铁站消防安全风险提供借鉴意义。     

地铁运营安全及对策研究

从城市轨道交通发展及 2 0 0 8年奥运会在北京召开的现状来看 ,如何最大限度地保证运营安全是我国地铁交通急需解决的关键技术难题之一。在对国际和国内地铁运营安全形势分析的基础上 ,笔者提出了地铁运营安全防范的人、物、制度和社会环境四要素 ,以利于下一步地铁运营安全工作的开展。人的要素是指乘客要有较强的安全防法范意识 ,地铁工作人员具有高素质的工作水平。物的要素是指地铁装备防灾抗灾能力强。制度的要素是指安全管理制度规范和完备。社会环境的要素是指全社会共同努力 ,综合整治预防灾难。     

基于Pathfinder的特殊地铁站点人群紧急疏散模拟

为了保障地铁安全运营,提高突发事件发生后人员疏散的效率,基于实际地铁站的尺寸和载客量,利用Pathfinder软件对北京市某特殊地铁站进行建模;结合站点内不同时间段的人流特征,分析站点内可能存在的不利工况,并对各类工况进行仿真模拟。结果表明:地铁站点内疏散的瓶颈区域为站台和站厅连接处的楼梯口;早高峰时期列车满员时,候车人数超过200需要采取限流措施;晚高峰时期列车人数在1 056左右时,候车人数超过576需增加引导人员限制人员流动。研究成果可为特殊地铁站点的疏散通道设计和日常的人流安全管理提供理论依据。     

地铁站细水雾幕挡烟效果的数值模拟研究

地铁站台层发生火灾时,烟气会从站台层经过楼扶梯开口蔓延至站厅层,因此, 楼扶梯开口处的挡烟效果对人员安全疏散影响重大。通过搭建全尺寸地铁站数值模拟模 型,对细水雾幕和排烟系统作用下楼扶梯开口处的挡烟效果进行了模拟研究,结果表明 :当仅设置挡烟垂壁时,挡烟垂壁有一定的蓄烟作用,但仍有大量烟气通过楼扶梯开口 从站台层蔓延至站厅层;设置细水雾幕可在一定程度上阻止烟气通过楼扶梯开口从站台 层蔓延至站厅层,有效降低烟气温度,但由于细水雾向下的冲量破坏烟气层的稳定性, 使得细水雾幕附近的烟气层高度降低;同时设置细水雾幕和排烟系统可实现良好的挡烟 效果,在楼扶梯的中段附近已基本不受火灾烟气的影响。     

某复合型地铁车站站台防排烟方案研究

在地铁站台火灾中,机械排烟和补风对于有效排出站台烟气至关重要,地铁设计规范要求采用正压送风方式来防止烟气经扶梯和楼梯流入站厅层。对于复合型地铁站台而言,站厅层可能与其它建筑共用,建筑面积较大,难以提供足够的风压进行正压送风。本文利用性能化防火设计方法对多种站台防排烟方案进行研究,并提出了分析流程。本文还针对某实际工程案例验证了这一流程的可行性,并据此选择了一种将机械排烟和补风有机结合的防排烟方案。本文的研究工作对其它类型地铁站台防排烟方案具有参考价值。     

活塞风影响下地铁火灾烟气运动规律的数值模拟研究

地铁车站及地铁列车为人流密集的公众聚集场所,一旦发生火灾事故伤亡损失往往非常惨重,因此深入开展地铁火灾安全的研究有助于地铁安全管理工作。在合理分析地铁站台和列车火灾荷载的基础上,采用数值模拟方法对活塞风情况下地铁区间隧道火灾问题进行了模拟计算和分析,研究了在活塞风影响下的烟气蔓延规律和温度分布情况,其结果有助于提高地铁车站的运营的安全管理和发生火灾后的疏散指挥能力。     

基于脆弱性的地铁网络事故蔓延模型构建研究

为了解决地铁系统事故中应急方案的合理制定问题,针对网络化条件下的事故蔓延机理进行研究。首先,通过对脆弱性进行内涵分析,明确脆弱性概念在安全管理和安全评价中的特点,阐明脆弱性作为事故蔓延扩散特征参数的合理性;其次,以脆弱性为依托,分析地铁事故沿网络拓扑的蔓延机理并据此构建地铁网络事故蔓延引力模型;最后,以北京地铁为例对建立的模型进行测算,验证模型的有效性。结果表明:西直门发生事故时,车公庄、新街口、积水潭和平安里是4个一级应急响应站点。     

地铁火灾人员疏散的研究

利用网络优化计算方法建立地铁火灾人员安全疏散的模型,结合南京地铁的具体情况进行了疏散模拟分析,并将模拟结果与南京地下铁道有限责任公司组织的站台实地火灾演练进行了比较、分析,从而验证了疏散模型的有效性。该模型的建立为地铁性能化防火设计提供了参考,也为地铁防火救灾工作提供科学依据。该模型与地铁火灾数值模拟相结合可以评估地铁火灾疏散设计的安全性。