软岩浅埋连拱隧道施工围岩变形特征分析

为研究软弱破碎围岩浅埋连拱隧道施工过程中围岩变形特性,依托陕北某连拱隧道实际工程,通过现场布设监测仪器系统开展了拱顶沉降、围岩变形长期测试,获得了随施工过程拱顶沉降及围岩径向变形规律。结果表明:地表沉降近似于Peck沉降曲线,越靠近隧道中心地表沉降越大,最大沉降值产生于左线隧道开挖落底后,约为12.1 mm;拱顶沉降沿隧道纵向变化规律为:中导洞＞正洞＞左右侧导洞,中导洞表现为拱顶下沉,侧导洞则是水平收敛,上台阶施工因未临时仰拱封底而其收敛变形显著大于下台阶施工;随距隧道壁面距离增加,测点累计变形量逐渐减小,K21＋970测试断面围岩松动区约2 m,因测线布置限制,K21＋970测试断面松动区超过4 m。     

黄土地区暗挖段隧道中洞施工地层变形特性分析

以西安地铁隧道为工程背景,在现场实测和数值模拟的基础上,研究了浅埋暗挖地铁隧道穿越黄土区时围岩的位移变形规律.结果表明,采用台阶法施工,上导引起的沉降量远小于下导引起的沉降量,下导开挖后应在最短时间内进行初期衬砌支护;上台阶开挖所引起的拱顶沉降量大于下台阶引起的沉降量,其沉降值在下导掌子面通过2D(D为隧洞洞径)距离后逐渐趋于稳定.     

浅埋暗挖地铁车站管棚的数值模拟及其加固效果分析

以北京地铁十号线黄庄站126 m超前大管棚一次性施作作为研究背景,在对管棚作用效果和作用机理分析的基础上,比较了现有管棚计算模型的优劣,提出了在数值计算中采用桩单元模拟管棚的思路;对车站导洞施工过程中管棚变形的动态过程以及管棚注浆和管棚直径对地表沉降的控制效果进行了分析研究.监测数据表明:北京地铁十号线黄庄站管棚施作后,四导洞开挖完成后地表沉降控制在30 mm左右,与四号线黄庄站四导洞完成后地表80 mm的沉降值相比大大减小,起到了良好的控制作用.     

微桩锁脚台阶法在浅埋大跨小净距隧道中的应用研究

针对浅埋大跨小净距隧道施工步骤复杂，施工进度慢的问题，提出采用微桩锁脚台阶法进行浅埋大跨小净距隧道施工。分析了微桩锁脚台阶法力学作用机制，微桩模型可较好地进行台阶强锁脚，有效地发挥锁脚的支撑潜力，扩大台阶法的应用范围，结合龙池东路隧道对比分析了CD法和"微桩锁脚台阶法"的应用效果，表明微桩锁脚台阶法可达到等同于CD法的施工效果，采用理论分析和工程现场监控量测进一步对结果进行对比分析，表明微桩锁脚台阶法实际应用效果良好。结果可为浅埋大跨小净距隧道施工提供新思路。     

浅埋铁路隧道下穿高速公路施工方法比选

采用三维数值模拟方法,着重从开挖全过程结构体系转换和施工过程的空间效应的角度,分析比较了覆跨比小于1的浅埋铁路隧道下穿高速公路施工采用不同施工方法时的拱顶和地表沉降、衬砌变形和结构体系内力等关键参数的变化.计算结果表明,尽管双侧壁导坑法在开挖过程中断面较小,但由于分块多,前后掌子面滞后距离长,施工过程复杂,结构体系转换频繁,因而在地表沉降控制方面较中隔壁法并不具有明显的优势.而中隔壁法由于分块相对较少,各工序衔接紧密,拱顶沉降和地表沉降控制较好.其中CRD法由于采用了临时仰拱,对洞周收敛和中隔壁的变形较CD法具有更好的控制作用.基于施工全过程的不同开挖方法的三维数值分析比选研究对于选择恰当的施工方法并确保工程顺利实施具有重要意义.     

不同施工阶段上覆工程对浅埋地铁结构安全的影响

软弱土层的承载力和稳定性较差,外部环境对浅埋于此类地基中的地铁隧道结构影响较大。为避免临近工程的施工对地铁隧道的结构安全及正常使用造成不利影响,需要分析地铁结构的变形并对其进行控制。以实际工程为例,探究软弱地基上临近工程施工全周期对地铁隧道变形的影响,对隧道在工程全周期的各个施工阶段下的变形进行数值模拟,采用自动化监测系统在施工全周期内对区间地铁沿线进行实时监测,并评估现场支护形式及施工组织措施对于地铁变形控制的作用及各阶段下变形的发展规律。结果表明：现场所采用的搅拌桩加旋挖桩的支护形式及沿中轴线方向分批次跳仓开挖基坑的施工控制措施能够有效地控制软弱地基浅埋隧道的侧向变形和沉降;隧道两侧对称施工,能够降低隧道20%～30%的侧向位移;隧道变形的发展主要集中在地下室开挖及侧墙回填两个阶段。     

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

为了研究大连地铁202标段促进路站—春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律,通过现场实测和数据分析整理的方法,在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站,运用精密水准仪进行3个月的监测,监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方,沉降量约为25.66～31.82 mm.提出了距跨比β的概念,距跨比β的有效工程取值范围-4＜β＜4,地表沉降与距跨比β密切相关,其中-2＜β＜2地表沉降剧烈阶段,约占整体变形的67.5～77.6％,沉降速率约达0.84～0.93 mm/d.建议应加强监测频率,增加现场巡视.现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合,监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用.     

浅埋卵石土层隧道地表注浆加固技术数值模拟分析

针对石羊岭隧道浅埋卵石土层段围岩破碎、自稳能力差,在施工中易引起大变形、坍塌、地表沉陷等工程问题,对该浅埋段采用地表注浆加固处理后进行三台阶法施工。通过Midas/GTS软件对隧道浅埋卵石段地表注浆效果进行数值模拟。结果表明:地表注浆对卵石土层加固效果较好,可有效增强上部岩土体的力学参数,并大幅减小围岩变形。     

盾构隧道在不同施工工况中地表变形的模拟研究

为研究盾构隧道在不同施工工况中地表及自身的变形规律,本文建立了盾构隧道的有限元模型,对盾构隧道在不同施工工况下的开挖进行了模拟计算,即采用不同掘进顶推力施工时的地表沉降、隧道不同埋深情况下施工时地表沉降、开挖完成后地表作用大面积荷载情况下的地表沉降,以及隧道修建完成后地下水位变化后对盾构隧道变形等不同工况的模拟计算．结果表明：盾构的顶推力会导致其前方一定范围的地表土发生向上的隆起,并且顶推力越大,隆起变形和范围均较大．在相同顶推力作用下,埋深较大的隧道地表点的隆起变形和范围较小．地下水位上升会导致地表浅层土体发生回弹变形,并且下方有盾构隧道的地表的回弹值要比下方没有盾构隧道的地表的回弹值小;当地下水位从盾构隧道拱底逐渐升高到中心处和拱顶时,盾构隧道结构会出现竖向和侧向变形,并且水位越高,变形量也越大．     

膨胀土地层浅埋暗挖法施工方案比选分析

本文以合肥市轨道交通二号线过渡段浅埋暗挖工程为背景,对CRD法、CD法及台阶法三种施工方案进行了数值模拟。对比分析了横向地表沉降和拱顶沉降以及开挖对掌子面附近隧道变形的时空效应。并结合三种施工的现场施工方案,对三种施工方法的技术难度以及经济成本进行简要分析。研究结果表明,合肥轨道交通二号线过渡段暗挖工程采用台阶法施工技术可行,经济合理。     

高速公路连拱隧道开挖三维变形及沉降分析

通过对金丽温高速公路垟湾连拱隧道工程区的地质特征进行详细的分析和现场调查,系统研究了金丽温高速公路垟湾隧道开挖及加固全过程的围岩变形场及其变化特征,得出围岩在加固后变形值最大减少近30%的结论.对在不同开挖步中的地表沉降(Y向位移)进行分析,研究连拱隧道地表最大沉降部位横断面及纵断面的沉降规律,并分别建立对应的沉降预测模型,为破碎岩体中浅埋连拱隧道开挖地表沉降预测提供一定的理论依据.     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站—康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明:在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段; 单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18.89 mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36.4 mm; 已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大; 双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和; 单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8.4～9.3 m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16.2～17.5 m; 隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0.435～0.467,单线隧道开挖后的地层损失率为0.765%～1.324%,双线隧道开挖后的地层损失率为1.231%～2.200%。     

偏压大跨小净距公路隧道施工力学行为

为分析偏压大跨小净距隧道施工力学行为,采用FLAC3D有限差分数值模拟软件,针对偏压大跨小净距隧道在施工过程中的应力应变变化规律和施工方法比对、选择,开展现场监测数据对比论证与数值模拟计算分析。研究结果表明:由于偏压的影响,左线隧道的沉降、应力和受力均要大于右线隧道;开挖完成后左右线隧道拱顶和拱腰处的主应力会大幅度增加,造成隧道衬砌结构的剪应力也随之增大,同时也增大了两隧道间夹岩的主应力和剪应力,最终两隧道拱腰处应力集中明显;相比于左线隧道,右线隧道的开挖对左线隧道的弯矩影响更大,尤其是左线靠近右线隧道一侧拱腰的弯矩。其结果能够为偏压大跨小净距公路隧道的设计和施工提供了科学依据。     

基于Kalman滤波下的高铁隧道沉降变形评估方法

在进行高铁隧道沉降变形评估时,由于隧道的沉降量小,受随机噪声干扰较大,使得原始监测数据的沉降曲线波动较大,出现尖端点现象。本文运用 Kalman 滤波对原始监测数据进行去噪,根据经过去噪后的原始监测数据进行隧道沉降变形评估。工程实例对比分析表明,经过Kalman滤波去噪之后,可有效地消减原始监测数据中的随机噪声,使沉降曲线更平滑且更逼近真实沉降情况;基于Kalman滤波下的沉降变形评估的相关系数及可靠性较传统的评估方法有所提高,该评估方法在高铁隧道沉降变形评估中体现出更好的优越性及较好的应用效果。     

变位分配原理在隧道穿越建筑物施工中的应用研究

厦门机场路隧道工程在浅埋、大跨及复杂地质等工程条件下穿越地表复杂的建筑物群,为了保证既有结构的安全,制定了以变位分配原理为核心的隧道施工环境安全风险管理程序.以拆迁房104#和105#试验楼为例,论述了建筑物承载能力分析方法和建筑物破坏形式,制定了建筑物安全风险控制标准,数值模拟预测了隧道施工影响下的地层和建筑物变形,并提出了超前预加固,加强支护参数,洞内跟踪注浆以及地表注浆加固建筑物等控制围岩大变形和有效保护建筑物的工程措施.现场实测数据表明,采取相应工程措施后,建筑物最大沉降量减小了30%~40%.     

超近距双线隧道旁穿建筑群的信息化施工风险控制

为减轻双线盾构隧道旁穿引起的建筑物沉降,采用FLAC^3D对不同施工方案的双线隧道旁穿建筑物引起的地层沉降进行数值模拟,对实施的右线隧道变线+左线钢环内支撑+双线花管注浆加固方案的施工参数进行优化,并进行相关的工程实测分析。 结果表明:原方案造成的建筑物差异沉降为26.5 mm,远超其10 mm的控制标准;采用排桩加固或右线变线后左线钢环内支撑和双线花管注浆加固方案均能使建筑物差异沉降满足要求;优化右线盾构参数可减轻对建筑物影响;施工荷载和注浆压力是后行右线影响先行左线受力状态的主要因素,采用实时监测的信息化施工是必要的。超近距离双线盾构顺利旁穿建筑物群,相关结果可为类似工程提供借鉴。     

沉管隧道沉降控制的计算分析

根据某一沉管隧道长期运营中监测到的沉降 ,对一直被工程技术人员忽视的沉降问题的机理进行了分析 .指出河道的淤积、潮汐的往复荷载和超载情况等都可以引起沉管隧道的沉降 ,提出了定期清淤、管底注浆和桩基加固的沉降控制措施和加固后管体的计算方法 .并针对一个实际工程 ,对加固计算中地基承载力进行了分析 ,提出桩基加固方案 ,通过加固后管体的结构计算 ,分析了管体本身的内力和加固情况 .     

塑料排水板超载预压加固深厚软土的监测分析

以惠州大亚湾石化工业区D1地块软基处理工程为背景,结合工程的具体特点和工程地基沉降和稳定性要求,选用塑料排水板超载预压法对该软基进行处理.通过制定现场监测元件布设方案,进行动态监测加固地基的地表沉降、分层沉降、孔隙水压力和深层土体水平位移,使沉降变化规律很好地运用于施工控制.再结合现有理论研究成果,探讨塑料排水板超载预压法加固深厚软土的变形规律及加固效果,对塑料排水板超载预压加固深厚软土的相关参数进行研究,从而为工程的优化设计和施工安全提供科学依据,并为类似工程提供借鉴.     

城市地铁TBM隧道掘进诱发既有建筑物变形的空间属性效应

针对城市地铁全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)隧道掘进诱发既有建筑物沉降变形的问题,考虑隧道下穿城市建筑物群实际工况的复杂性,以青岛地铁1号线小北区间段硬岩地层TBM隧道掘进下穿既有建筑物群为实际工程背景,采用数值计算分析方法,建立TBM隧道掘进连续下穿多座既有建筑物的三维力学计算模型,综合研究TBM隧道单洞掘进对单一建筑物变形的空间属性效应;从工程建设实际出发,系统研究空间属性对于TBM隧道双洞掘进连续下穿多座紧邻既有建筑物过程中诱发地层与既有建筑物的应力应变状态。研究结果表明:隧道埋深越浅,则建筑物受隧道开挖的沉降速率越大;在双线隧道开挖中,埋深越浅,建筑物受横向距离较近的隧道开挖影响占比越大,隧道埋深越大受双隧道叠加影响越大。隧道下穿不规则建筑物时对建筑物转角处以及在大尺寸建筑物附近的小型建筑物影响较大,在实际施工中需要进行监测。