富水黄土隧道围岩大变形控制技术研究——以银百高速甜永段榆林子隧道为例

富水黄土隧道开挖施工过程中会出现隧道围岩大变形、初期支护结构破坏等工程灾害。以银百高速甜永段榆林子富水黄土隧道为依托,对该富水黄土隧道围岩变形特征进行了现场监测与分析,利用MIDAS-GTS-NX有限元分析软件对大管棚+超前注浆小导管支护、基底旋喷桩支护、拱脚钢管桩+基底旋喷桩支护、帷幕注浆加固4种加固措施对榆林子富水黄土隧道围岩加固及变形控制效果进行了数值模拟,结合该富水黄土隧道围岩变形特征现场监测与对比分析,讨论了经帷幕注浆加固的榆林子富水黄土隧道的加固效果。结果表明：榆林子富水黄土隧道围岩的变形大致可分为变形快速发展—变形持续发展—变形稳定3个阶段,隧道围岩变形值可利用指数函数模型进行预测;4种加固措施可有效地减小隧道围岩变形量达20.1%～86.5%,Boltzmann函数能够有效地预测隧道围岩的先前变形;4种加固措施对于隧道支护结构的受力情况也有明显的改善,加固后隧道仰拱填充层最大主应力减小了18.2%～35.3%,隧道初衬最大主应力减小了33.7%～76.8%;从4种加固措施的加固效果来看,帷幕注浆加固措施对于该富水黄土隧道变形及结构受力情况的控制效果最佳。该研究结果可为富...     

武汉粉砂地层深基坑开挖对既有盾构隧道影响分析

以武汉粉砂地层大型商业综合体项目深基坑开挖工程为依托,通过对邻近地铁盾构隧道竖向位移和水平位移进行长期实时的自动化监测,分析在武汉粉砂地层中深基坑开挖对既有盾构隧道变形的影响,并分析了隧道管片裂缝的分布特征。结果表明：粉砂地层深基坑开挖主要引起既有盾构隧道沉降和朝向坑内的水平位移;在基坑开挖阶段,隧道沉降和水平位移迅速发展,而在基坑结构施工过程,隧道沉降和水平位移基本不进一步发展;随着基坑上部主体结构施工的进行,隧道发生隆起和朝向坑外的水平位移,在综合体室内装修阶段,隧道沉降和水平位移趋于稳定;基坑开挖过程诱发的盾构隧道纵向沉降和水平位移均呈现“U”形的变形模式,最大水平位移量出现在基坑开挖宽度中部;深基坑开挖诱发盾构隧道内部衬砌结构出现大量的平行管片裂缝,出现密集管片裂缝的区域基本上与隧道较大沉降量和水平位移出现的区域具有高度的一致性。     

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。     

基坑开挖及降水对周边地铁隧道变形的影响分析

为研究基坑开挖及降水对既有地铁隧道变形的影响。基于深圳前海某基坑项目,考虑基坑开挖及降水情况,结合修正的摩尔-库伦本构模型,利用MIDAS GTS NX软件建立基坑三维有限元模型和二维有限元模型,分析了基坑开挖及是否考虑降水对基坑支护结构变形的影响并与现场基坑支护结构的监测结果进行了对比,并分析了基坑开挖及降水对周边地铁隧道变形的影响,以及不同初始地下水水位(降水深度)对地铁隧道变形的影响。结果表明:基坑开挖时,考虑降水会增加基坑支护结构地连墙的变形,支护墙位移增加约4 mm,不能忽略降水情况;在基坑开挖及降水条件下,周边地铁隧道水平方向的变形呈"横蛋状",隧道竖向方向的变形呈整体下降趋势;当地下水水位埋深小于0.3倍的开挖深度时,地下水渗流对基坑变形的影响显著,当初始地下水水位埋深大于0.5倍的开挖深度时,地下水水位对基坑工程的影响相对减弱。     

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。     

基坑外设隔离桩参数对近邻既有地铁隧道变形的影响

隔离桩作为常见的施工变形控制措施在保护周围敏感和重要建(构)筑物等方面发挥了重要的作用,其相关设计参数对邻近建(构)筑物变形的影响研究具有重要意义.依托武汉市华中科创产业园基坑工程,采用正交试验设计方法,以隔离桩的布置位置即桩隧距离、桩间距、桩长和桩顶埋深为影响因素,分析隔离桩不同设计参数对基坑邻近既有地铁隧道水平位移...     

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...     

大型基坑复合土钉支护结构的数值模拟与分析

随着城市发展和建设,大型深基坑工程越来越多,受场地空间限制,在基坑设计与施工过程中,支护结构内力的变化、基坑周围地层的沉降以及周围环境的影响已成为评价基坑稳定的关键因素.本文基于FLAC3D软件,以邯郸天琴大厦深基坑工程为例,对该基坑复合钉支护结构进行了数值模拟,研究了复合土钉支护下边坡的变形与沉降、基坑开挖时塑性区的分布以及支护构件的力学特性变化规律.结果表明:土体的沉降影响范围和水平位移都与基坑开挖深度成一定的比例关系;通过基坑复合土钉支护结构的轴力与剪切变化特征分析,可推算出失稳区域的发生位置与形状.将数值模拟结果与实际监测数据进行对比分析,从而验证了模拟结果的可靠性,对基坑工程的设计与施工具有重要的参考价值.     

武汉某深基坑工程变形数值模拟与现场监测的对比分析

为保证深基坑工程的稳定性和安全性,掌握深基坑支护结构及土体的变形规律尤为重要。以武汉某深基坑工程为研究背景,利用MIDAS/GTS三维有限元软件对基坑开挖过程中三种工况下基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移及基坑外地表土体沉降变形特征进行了数值模拟,并与现场实际监测数据进行了对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移、基坑外地表土体沉降量越来越大,需要在施工过程中注意及时处理;模拟曲线与现场实际监测曲线的形状和变形趋势基本吻合,验证了数值模拟结果的合理性,对类似基坑工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

抗剪强度折减系数法在基坑土钉墙稳定性分析中的应用研究

深基坑土钉墙支护结构由于其经济可靠且施工快速简便,已在许多国家得到迅速的发展和应用。但由于土钉墙支护基坑边坡稳定性分析中土体计算参数的难以确定,常常误导土钉设计,造成众多基坑土钉墙事故的发生。笔者根据抗剪强度折减系数理论,并结合FLAC3D三维动态仿真模拟．分析了基坑土钉墙在开挖与支护作用下的应力场与位移场分布形态特征,据此得出其发生扰动后的综合强度参数,以此综合强度参数计算基坑坡体的安全系数,为基坑土钉墙稳定性分析提供了有效途径。     

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.     

深基坑多层承压含水层中混合井降水技术优化研究

对于多层承压含水层中的深基坑工程而言,水文地质条件复杂,基坑施工常因隔水层厚度不足或水力坡降过大导致坑底突涌,盲目地进行坑内降水又会造成基坑渗流场突变、基坑内外水位差过大等问题。因此,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。以某深基坑降水工程为实例,通过理论计算并结合数值模拟研究了不同承压非完整井的相关参数,包括滤管数量、位置和长度,揭示了相关参数对减压降水效果的影响,优化了隔、降组合降水措施。结果表明:采用混合井双滤管复合结构深井时降水成效显著,且第一、二承压含水层上、下分层滤管长度比接近1∶1时达到最优值,此时理论计算结果与数值模拟结果的相对误差最小,仅为6.81%,故对处于多层承压含水层等复杂水文地质条件下的深基坑工程可结合实际地层结构借鉴混合井分层滤管长度最优比值进行降水设计。     

长江Ⅰ级阶地某深基坑地下水控制分析

对于地处长江I级阶地的深基坑工程而言,由于其地层软弱、水文地质条件复杂、周边建筑密集等原因,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。本文以位于湖北荆州市繁华中心城区的地下商业城某深基坑工程为例,通过理论分析和经验判断,提出采用竖向隔水帷幕+深井降水的综合方案来控制深基坑地下水问题,即在弱透水层的潜水和承压水采用在支护桩之间施打高压旋喷桩形成竖向隔水帷幕,在强透水层的承压水采用井管降水的方法来控制基坑地下水,但降水井的深度要适当。经过工程实践验证表明,弱透水层的潜水、承压水的处置措施得当,可为富水复杂环境地质条件下的深基坑工程的设计与施工提供借鉴。     

地铁深基坑变形规律参数化方法探讨

在对基坑隆起、基坑围护桩体水平变形以及基坑周边地表沉降产生机理、变形规律和影响因素分析的基础上,提出各测项的变形模式：基坑隆起为抛物线模式,围护桩体水平变形和基坑周边地表沉降为双直线模式.变形模式中的参数取值与基坑条件（包括工程、水文地质条件、岩土体物理力学性质、支护结构形式等）存在对应关系.给出了以监测数据为基础的各变形模式参数的线性回归方法,为建立以回归参数控制的预测分析库奠定基础.     

基坑放坡安全开挖的设计与施工

放坡开挖适用于地基土质较好、开挖深度不深,以及施工现场有足够放坡场所的工程。本文讨论了软土基坑施工中,当开挖不深(3～5m)、基坑开挖对周边工程环境要求不高或有可靠措施时采用放坡开挖的技术参数,列举了工程实例。     

人工边坡破裂面的最短路径搜索方法及其应用

文章运用Dijkstra最短路径算法确定土体中最危险的潜在破裂面,通过弹塑性有限元模拟基坑开挖过程, 计算土体的位移和应力以及评价基坑的稳定性。文中较详细地叙述了这种基于有限元分析技术和组合优化法来确定土坡中最危险的潜在破裂面的原理和实施过程,并给出了计算实例,进行了相应的讨论。     

基于ANFIS模型的基坑工程位移反分析

在软土地基深基坑开挖支护工程的设计与施工中,岩土体力学参数的取值问题是关键。基于MATLAB(R2007a)模糊工具箱中的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)对基坑岩土体力学参数进行了位移反演分析,并结合汉口火车站出站厅基坑工程实例,动态反演了具体参数,检验了反演精度,从而验证了该方法用于基坑工程位移反分析的可行性及工程适用性。     

Monitoring in Building Road Tunnel Across Coal Measures

<正>In some cases coal measures, goaf, big caves, and huge faults, as well as high initial stress cannot be avoided in road tunnel excavation. These geological features may make it more difficul practical tunnel construction. So it is necessary to take strong precautious measures against gas outburst, water bursting and roof fall in a tunnel across coal measures with risk of gas outburst. The techniques, such as advance drilling exploration, multiple-cycle shallow depth hole controlled blasting, reinforced supporting, which include concrete grouting and twice supporting, and monitoring measures are often applied in the construction of tunnels and satisfied results are achieved. Results in this paper can help others to get experiences in road tunnel construction with similar geological features.