基于时空关系的盾构开挖地表沉降规律

基于武汉地铁四号线某区间隧道盾构开挖引起的地表沉降数据分析,考虑地表沉降的时空关系,将地表沉降划分为无影响阶段、前期沉降阶段、通过阶段、盾尾空隙沉降阶段、工后沉降阶段,并给出了各个阶段的大致范围及其地表沉降占总沉降的比值。通过对Mindlin解引入时间参数,针对不同阶段地表沉降影响因素进行分析,在前影响距离范围内,盾构机与土体的摩擦力和地层损失对地表沉降的影响占优,在后影响距离范围内,地层损失对地表沉降起到了绝对的控制作用,前期沉降阶段的土层隆起与正面附加推力、摩擦力有关,而正面附加推力、摩擦力和注浆压力导致了工后沉降阶段的土体回弹,由此获得了实时地表沉降预测的理论公式。研究结果表明:理论预测值与实测值能较好的吻合,该公式能够较为准确地实时预测地表沉降。     

浅埋隧道施工对地表沉降影响的简化解析计算

受边界条件的制约,浅埋隧道开挖引起地表沉降的解析式中大多包含地层损失,地层损失不仅是地表沉降的诱因,又是时间的函数。针对这一现象,提出了地层损失随时间变化的模型,结合三维空间的萨格塞塔解,给出了预测浅埋隧道地表沉降随时间及施工参数变化的新型表达式。通过算例,分析了施工方法、开挖速度、台阶间距及解析模型中地表沉降速度系数对地表沉降的影响特征,结果表明:相向施工时,地表沉降速率先增大后减小,背向施工时,地表沉降速率逐渐减小;开挖速度对地表沉降的路径有较大影响,但不改变沉降的终值;隧道分部开挖时,台阶间距为隧道直径的2~3倍,相互影响较大,大于这个区间之间几乎没有影响;地表沉降速度系数不影响地表沉降的终值,仅改变沉降路径。最后,通过工程案例验证了解析式可靠性。     

隧道开挖诱发地表沉降的三维预测模型构建及应用分析

基于地层损失原理,对隧道开挖诱发地表沉降三维理论解进行了修正。以重庆市某在建隧道工程为背景,综合应用了室内相似模型试验和三维扫描技术,分析了隧道埋深和开挖进尺对地表沉降变化的影响规律,验证了三维地表沉降修正理论解的可行性。结果表明：随着隧道埋深增加,沉降槽区域也随之增大,地表最大沉降值逐渐减小;隧道开挖进尺的增加对沉降槽和地表最大沉降值的影响并不显著。     

上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析

收集了上海软土地区 35 个具有墙后地表沉降实测资料的深基坑工程案例,从统计角度研究了深基坑的墙后地表变形性状。最大地表沉降随着开挖深度的增大而增大,其值介于 0.1 ％ H ～ 0.8 ％ H 之间,平均值为 0.38 ％ H ,其中 H 为基坑开挖深度。 影响因素分析表明最大地表沉降随着墙后软土层厚度的增大而增大,随着坑底抗隆起稳定系数的增加而减小,而与围护墙的插入比及支撑系统刚度的关系不大。 最大地表沉降与最大墙体侧移的比值基本介于 0.4 ～ 2.0 之间,其平均值约为 0.84 。统计了墙后地表沉降的分布模式,给出了墙后地表沉降的包络线。最大地表倾斜量介于 0.001 ～ 0.017 之间,给出了根据最大地表沉降量来预测最大地表倾斜量的统计关系。     

注浆技术对隧道施工地表沉降的影响分析

为研究隧道施工下地表的沉降情况,通过对合肥市轨道交通4号线和平路站至东二环路区间盾构法隧道施工地表沉降进行监测,分析注浆施工技术对地表沉降量的影响,得出了注浆施工技术能有效地抑制地表沉降。     

深基坑开挖引起的周边地表沉降分析

本文主要对由于支护结构变位而引起的地表沉降进行了相关研究,利用正态分布及抛物线函数拟合了地表沉降曲线,并推导出沉降的估算公式。结合实际工程案例验证了该方法在预估地表沉降上的可行性。     

隧道下穿富水软弱不均匀地层沉降控制技术研究

在富水软弱不均匀地层中开挖隧道,对地表沉降的控制是非常重要的。尤其是当地表存在密集建筑物时,控制标准更严格,控制难度更大。该文依托南方某隧道工程下穿书画院段,采用数值计算和现场数据分析,对下穿段地表沉降控制方法和地表沉降规律进行了研究。主要得出以下结论:(1)大断面隧道下穿富水软弱不均匀地层时采用地表袖阀管注浆可以有效控制地表沉降,减小注浆区上方地表沉降的不均匀性,且地表沉降在二衬施作完成前已经趋于稳定;(2)下穿书画院段地表沉降值与地层的变化趋势存在一定的关系,地层条件越复杂,隧道开挖产生的地表沉降越大;(3)采用双侧壁导坑法下穿不均匀地层沿开挖方向中线左侧地表先产生沉降,右侧地表沉降相对滞后,且沿开挖方向左侧地表累积沉降值大于右侧地表累积沉降值;(4)地表袖阀管注浆工况下地表横向沉降分布曲线不满足Peck公式。     

基坑施工降水引起基坑外土体沉降的研究

为解决透水砂层条件下深基坑降水引发的地基土变形问题,以山西省长治市某深基坑工程为研究对象,运用现场降水试验方法观测了降水规律,计算了土体水文参数,并借助理论计算方法和现场地表沉降实测方法,研究了距离基坑不同距离处地表沉降的变化规律。研究结果表明,基坑外土体沉降的理论值与实测值变化规律大致相同,均在基坑边线附近较小,而随着距离的增加,土体的沉降呈非线性减小并趋于收敛,理论计算的地表沉降曲线与降水漏斗曲线形状大致相同;与地表沉降理论值相比,理论计算在距离基坑边线5m范围内对地表沉降的预测较为可靠,而在9m之后,对地表沉降的预测值偏小,实际地表沉降值明显比理论值大。     

基于镜像法和相似理论的隧道地表沉降研究

隧道开挖引起的地表沉降主要由地层损失引起.在球孔扩张理论的基础上,采用镜像法推导了隧道地表沉降计算公式,可分析在地层损失、埋深、开挖推进距离以及观测点空间位置等不同因素影响下地表沉降的连续动态变化;同时结合上述地表沉降的影响因素和相似理论,通过相似准则之间的函数关系反映地表沉降规律;最后结合工程实测数据对计算公式进行验证,结果表明计算公式较好地体现了地表沉降规律.     

暗挖地铁车站围岩稳定性分析与支护优化

针对青岛地铁中山公园暗挖岩石车站开挖出现地表变形过大问题,结合现场施工监测动态信息,采用有限元方法模拟了车站在各施工开挖步后产生的地表沉降、洞室收敛变化情况。结果表明,原设计方案车站地表沉降达50 mm左右,洞室直墙处收敛值较大,车站整体有塌陷的可能,实际监测地表最大沉降为45 mm,与模拟值较为吻合。施工中掌子面穿过断面一定距离后,该断面地表沉降速率变小,表明支护结构的施作对地表沉降起到了一定的控制作用。提出了加强支护控制过大变形方案优化方法,对修改后的支护设计方案数值模拟表明,采用新设计方案的车站地表沉降量减少44%,最大地表沉降为28 mm,且中导洞开挖引起的位移沉降量占总沉降的60%左右,能保证地表变形控制在允许安全范围内。     

过江盾构隧道穿越大堤的地层沉降分析及控制

对杭州庆春路过江盾构隧道施工引起的地表沉降实测数据进行了分析,采用Peck公式对横向地表沉降曲线进行拟合,并对大堤和其他断面地表沉降进行了对比。分析结果表明：盾构在大堤下施工引起的地表沉降更大,原因是盾构施工对周围土体的扰动、大堤结构的复杂性、堤顶车辆对土体施加的循环荷载及降雨等共同作用使堤顶沉降加剧;验证了Peck公式在杭州地区软土地层中预测盾构施工引起地表沉降的适用性,其中地表沉降槽宽度参数K取值范围为0.25～0.31,地层损失率η的取值范围为0.10%～0.34%;结合工程实践,提出了泥水平衡盾构穿越大堤控制地表沉降的措施。     

顶管下穿城市道路地表沉降规律分析

依托郑州市地铁8号线龙王庙站污水管道改迁工程，通过对区间11中工作井W-12～W-13范围内的顶管施工引起的地表沉降进行分析研究，得出了郑州地区顶管下穿城市道路引起的地表沉降规律。研究结果表明：顶管施工过程中，工作管到达时和通过时引起的地表沉降最大；产生地表沉降的横向影响范围为距离管轴线-10m～10m内；路面结构层可以有效限制地表沉降，使得横向沉降槽“浅而宽”;产生地表沉降的纵向影响范围在开挖面前后-10m～20m内；靠近始发端的监测点的地表沉降显著大于靠近接收端的监测点。最后，分析研究了产生地表沉降的原因，并提出了相应的施工处理措施。     

隧道浅埋段地表沉降监测评价研究

依托草坪子隧道浅埋暗挖段地表沉降监测项目,对隧道浅埋暗挖施工过程中引起的地表沉降进行了监测,探讨了隧道开挖引起的地表沉降机理,分析了隧道开挖作用下常见的地表损害形式,最后模拟分析监测结果对此次监测方案进行评价得到此浅埋段隧道的地表沉降随隧道开挖的规律以及本身的累计沉降规律。     

基于时序InSAR技术的天津郊区地面沉降监测应用

城市区域大多实施了严格有效的沉降防控措施,地表沉降逐渐由城市向郊区发展,监测城市周边郊区的地表沉降十分有必要。基于时序InSAR技术,利用28景Envisat ASAR影像获取了天津市西郊的地表沉降速率以及沉降的历史演化信息。实验结果显示,在2007年~2010年间,天津市城区的地表沉降较为缓慢,而郊区则出现了3个大的沉降漏斗,并且以最大沉降速率超过100 mm/a的速度快速发展,有与河北沉降漏斗连通的趋势。     

南京典型地层盾构隧道地表沉降分析

以江苏省南京市宁和城际TA03标段铁—春盾构区间隧道为例,结合现场实测地表沉降数据,对南京典型地层下盾构施工引起的地表沉降规律进行了分析。结果表明,地表沉降受地层稳定性影响较大,硬质地层占比越高,地层稳定性越好,盾构施工产生的地表沉降值越小;地层稳定性越高,纵向地表由隆起变形转为沉降变形的速度越慢。     

武汉地铁罗园区间隧道施工地表沉降监测与分析

为了减小由于地铁隧道开挖引起的地表沉降值及其沉降影响范围,结合工程实例研究了地表沉降机理,给出了地表沉降监测方法并进行了分析,对指导施工并确保施工安全、减少施工对周边环境及城市居民生活的影响有着重大意义。     

长沙地铁典型地层盾构施工地表沉降分析与预测

分析了长沙地铁二号线沿线地层特征,以及盾构施工状况,基于长沙地铁土压平衡盾构穿越典型地层100多个地表沉降观测断面大量的地表沉降实测数据的统计分析,探讨采用Peck公式预测长沙地铁施工引起的地表横向沉降槽的可行性,得出了预测长沙地铁土压平衡盾构施工引起的地表沉降基本参数的取值范围,即地表沉降槽宽度系数(K)0.3-0.6,地层损失率0.5%-1.25%。应用本文获得的地表移动参数,采用Peck公式可以较好预测长沙地铁施工引起的地表沉降,及其对于邻近结构物的影响。     

软土地区双圆盾构施工引起的地表沉降分析

与单圆盾构工法相比,双圆盾构工法有其独特的施工技术要求,其影响地表沉降的因素更为复杂。根据上海轨道交通六号线双圆盾构区间段地表沉降实测数据的统计分析,总结了地表沉降槽的形态特征,提出了沉降槽宽度范围的估算公式。结合双圆盾构区间段的工程实践,进一步探讨了与地表沉降相关的双圆盾构施工参数的取值问题。     

盾构隧道致地层沉降的物理模型试验研究

通过不同隧道埋深、支护压力和掘进速度的盾构隧道施工地表沉降的大型物理模型试验,总结不同条件下的地表沉降规律,分析土压力的变化特性,归纳不同条件下的地表沉降曲线;探讨隧道埋深、支护压力和掘进速度对地表沉降值的影响,推导地表横断面沉降槽计算的经验公式.结果表明:随着隧道埋深增加,地表沉降值减小,地表横向沉降槽影响范围加宽;...     

减压降水诱发地表沉降规律及其预测方法

为合理预测减压降水引起的地表沉降量及其分布,实测了上海某深基坑工程群井抽水试验引起的观测井水头降深和地表沉降,分析了地表沉降的分布和变化规律,并引出场地的等效综合模量来建立承压含水层水位降深与相应地表点沉降之间的对应关系。将等效综合模量和渗流场的数值模拟相结合,提出了减压降水诱发地表沉降的预测方法。