地铁车站PBA工法施工变形风险管控实例分析

基于地铁车站PBA工法施工实例,采用数值模拟方法分析给出了控制沉降变形的关键工序,总结了施工过程中采取的一系列施工措施和地下管线保护措施,通过施工监测揭示了沉降规律及变形控制重点.主要结论如下:1)PBA暗挖地铁车站施工沉降主要发生在小导洞开挖和扣拱施工阶段,这两个阶段是控制地表沉降的关键阶段;2)通过全断面注浆和后背回填注浆加固拱顶和管线之间的土体,可减少开挖后由于上部土体松散造成的沉降,有利于地下管线的保护;3)导洞开挖阶段和扣拱阶段地表累计沉降量分别为总控制值的55%和80%,是变形控制的重点.     

盾构法施工中地下管线沉降监测与数值模拟

为研究地铁施工对地下管线的影响情况,以沈阳地铁1号线为工程背景,对盾构法施工引起的地下管线沉降规律及现场监测数据进行分析,说明所采用的施工方法和监测方案是安全可靠的.利用ABAQUS软件建立了能够更加全面合理地模拟施工过程中各种因素影响的三维有限元模型,以实际的地层参数、施工参数及相应的管线变形监测数据等作为样本,利用所建模型对隧道施工中的管线沉降进行对比分析,总结在施工阶段管线沉降量的变化情况,计算结果基本满意.实测数据分析结果和有限元模拟结果表明,盾构施工地下管线的变形在安全运行允许的范围之内.     

双线地铁开挖地表沉降预测及影响分析

各大中小城市通过开展地下交通工程缓解地面交通压力,但地铁路线多选在已建的市政道路下,故而必然对既有管线带来影响。有些管线被迫迁徙,但由于客观条件当其无法迁徙时,必须采取合理的施工方案约束地表和管线变形。以西安地铁3号区间隧道为研究对象,首先采取经验法计算单线隧道引发的地表沉降,然后基于叠加原理预测双线隧道对地表沉降曲线的影响,之后利用FLAC~(3D)模拟不同浅埋暗挖工艺对地表和既有管线变形的影响。理论分析及数值模拟结果均表明,双线隧道引发的地表沉降呈"U"型曲线分布,且沉降槽宽度影响范围和地表沉降均较单线大;有限元结果亦表明,环形开挖预留核心土法宜作为该区间隧道的施工方法。最后通过现场监测分析表明,该施工方法能有效降低地表沉降和管线变形,对黄土地区该类隧道工程具有一定的指导意义和借鉴价值。     

流体压力对沉降场地输液管网应变特性的影响

管内流体压力和场地变形影响着管网力学性能.设计小型埋地输液管网室内试验模型,利用MTS加载装置模拟场地不均匀沉降,研究管内流体压力对管网应变特性的影响.通过分析不同流体压力和场地沉降作用下管网的应变、变形等试验结果,得出:场地沉降中心或附近的管网应变最大,易破坏;在一定的压力范围内,管网内部流体压力越大,管网应变越小,管网抵抗场地破坏能力越强;分支管道的存在使得三通连接处的管道受力发生变化,容易产生应力集中现象,且靠近沉降中心位置的管段变形严重,而分支处的支管道变形较小,抵抗破坏能力较强.     

基于管线对偶图模型的供水管网可靠性分析

为了利用复杂网络理论对供水管网进行结构测度和鲁棒性分析,提出一个新的管网模型——管线对偶图模型.该模型将顺序相连、无大角度转折的同口径同材质管段序列看作统一实体,即管线.将管线抽象为节点,两相交管线对应的节点用边相连,由此形成的无向图即为管线对偶图.使用这一模型对3个城市的供水管网进行结构测度,结果显示,管线对偶图具有明显的无标度特性.利用无标度网络鲁棒性分析方法中的模拟攻击方法,使用3种攻击策略进行实验.结果表明,管网在不同攻击策略下结构变化规律呈现较强的相似性,都会经过初始期、分裂期和崩溃期3个阶段;不同的攻击策略下供水管网进入分裂期和崩溃期的进程差异明显;基于节点度的攻击策略对管网的影响最大,基于节点介数中心性其次,随机攻击对管网的影响最小,高度连接的管线是供水管网中关键和脆弱的部分.对结构测度和模拟攻击的结果进行分析,发现谱隙和进入分裂期的去点率可作为衡量供水管网可靠性的重要指标.针对管线对偶图模型提出的可靠性分析方法可以用于指导供水管网的设计和运维.     

考虑深基坑支护结构变形的邻近管线变形解析方法

深基坑开挖对邻近地下管线水平变形影响显著.首先,考虑柔性支护结构侧向位移对基坑侧壁卸载松弛应力分布的影响,对既有侧壁卸载力学计算模型进行改进,并利用Mindlin解计算出基坑开挖卸载引起的邻近管线水平附加应力.在此基础上,基于Pasternak地基模型建立了管线水平变形方程,分析了侧向卸载应力路径对Pasternak模型参数取值的影响,得到管线水平变形解析解,并将计算结果与实际工程监测数据进行对比.最后,对基坑与管线之间距离、管线埋深、土体侧向卸载模量3个参数对管线水平变形的影响进行详细分析.结果表明：计算结果与监测数据相吻合.管线水平变形曲线距基坑边缘2H附近存在拐点,水平变形迅速减小.当管线纵向超出基坑开挖范围2H时,几乎不产生水平变形.基坑坑角附近管线水平变形为最大水平变形的0.5～0.6倍.基坑与管线之间的距离对管线最大水平变形值有显著影响,管线最大水平变形值随着距离的增大呈现“先急后缓”的非线性减小.在距围护结构的距离与基坑深度比值为0.5～1的范围内,随着管线的埋深和土体侧向卸载模量增大,管线最大水平变形逐渐减小.     

无内衬地下连续墙的变形影响及控制

以上海市延长路地铁车站为依托工程,选取典型的无内衬地下连续墙水平位移监测点、轴力监测点和地表沉降监测点,根据其在车站内部结构施工不同阶段的最大位移时程曲线、轴力变化情况及地表沉降曲线等,分析了无内衬墙结构的变形特征,即基坑开挖阶段变形最大,中板施工完毕后,变形逐渐稳定.根据周围管线和建筑物的沉降、倾斜时程曲线,分析了无内衬墙变形对周围环境的影响,即基坑开挖阶段,管线沉降速率最大,建筑物倾斜明显,结构施工阶段,管线沉降速率、建筑物倾斜逐渐减缓至稳定,这与无内衬墙结构的变形规律相吻合.     

供水管网全网关阀预案与关键阀门分析

研究供水管网全网关阀预案一次性生成方法并评估阀门和管线的重要性,可为实施管网快速抢修和增强管网可靠性奠定技术基础.为此,应用图论传递闭包理论和Warshall算法计算识别管网子区(关闭阀门隔离事故管线后形成的管网最小隔离区域)和多余阀门,建立阀门-管网子区拓扑模型.然后应用该模型分析管网隔离子区的关联子区(阀门关闭后下游关联影响停水区域)及其非必关阀门(下游阀门),生成面向单事故点和多事故点的供水管网全网关阀预案,进一步分析了阀门失灵后的拓展关阀方案;以用户缺水量(位于事故子区及其关联子区)为指标评估管网子区和阀门重要性,识别关键子区(管线)和关键阀门,辅助管网科学巡检与阀门养护,提高阀门可靠性.天津市供水管网实际应用表明,管网子区为全网关阀预案制定及阀门与管线重要性分析提供了捷径.     

上海软土地区某深基坑施工监测分析

软土地区深基坑周边往往建筑密集、地下管线众多,环境保护要求较高,必须进行严格的工程设计和施工,最大限度减少基坑施工对周边环境的影响.介绍了上海某深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,并对主要监测结果作了详细分析.监测结果表明,基坑开挖引起的围护结构变形及对周边环境的影响具有明显的三维空间效应;围护结构变形、地表沉降、地下管线变形及邻近高架基础沉降主要发生在深层土体开挖阶段,开挖至坑底后,变形逐步趋于稳定;坑外地下水位的变化可反映围护结构的止水效果;本工程设计方案的实施和工程施工过程中的信息化控制技术有效地保护了基坑周边的环境.     

南水北调配套引水隧洞衬砌关键施工技术

引水隧洞由于断面小、浅埋、石质差,施工作业空间小,隧洞衬砌不容易施工,通过优化设计是提高施工效率的关键因素之一.以南水北调配套工程河西支线第七标段浅埋暗挖工程为例,由于浅埋暗挖二衬结构施工及洞穿钢管施工空间狭小,暗挖线路设计较长且线型不一,经优化设计,采取二衬混凝土和洞穿钢管包封混凝土合并一次进行自密实混凝土浇筑的办法进行施工,并对二衬钢筋、二衬伸缩缝、硅芯管、钢管安装和二衬底板混凝土、自密实混凝土浇筑等关键施工步骤和工艺进行质量控制.通过对已完成二衬段止浮装置进行受力验算后,钢管抗浮措施满足自密实混凝土浇筑要求.