地铁双隧道施工诱发地表沉降预测研究与应用

地铁施工诱发地层沉降与环境损伤的预测与控制是亟待深入研究的重要课题。地铁区间隧道多是同一埋深建造的两条近距离平行隧道，两隧道开挖对地层沉降的影响往往相互叠加，沉降预测更加困难．本文研究了双孔平行隧道施工诱发地表横向及纵向变形的修正Peck法与随机介质法计算公式；对于地铁双孔平行隧道开挖，基于部分实测沉降数据的Powell最优化理论方法，实现了Peck法与随机介质法各自的多参数反分析预测；开发出了地铁隧道施工诱发地层环境损伤预测评价与控制设计的STEAD系统；对多处双孔平行隧道工程实进行了理论预测和验证，实测沉降证明了理论方法与STEAD程序系统的科学性和有效性．     

城市地铁施工沉降的数值模拟研究

地下工程施工,会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移,从而影响到隧道和地表建筑物的正常使用和安全运营。以某一地铁施工为依托,运用PLAXIS有限元软件对施工进行动态开挖模拟,分析其沉降因素,正确估计特定地区可能发生的地面变形沉降,将模拟结果与现场监测的资料进行了对比分析,模拟结果可信度高。该研究对城市地铁隧道工程的设计与施工具有重要的指导意义。     

浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究

本文以在建的浅埋暗挖法施工的北京地铁五号线某标段的双线隧道为例,通过现场各实验断面实测数据的分析研究,得到在第四纪覆盖层,主要为粉质粘土的地质条件下隧道开挖过程中地表沉降、速率和拱顶沉降变化趋势。并指出在掌子面0．5D～0．75D范围内,地表沉降速率增长较大,施工中应在该范围内及时进行初期衬砌的支护。通过监测数据的统计分析,地表累计沉降主要发生在掌子面2D范围内,在此区域内地表变形速率较大,超出3D后,地表变形速率趋于平缓;沿隧道纵向地表沉降最大值超前发生于主断面。其影响最大的范围是在4D～4．5D的范围内。在施工中适时用小导管注浆法加固土体效果显著。分析结果对北京地铁后期建设和同类地层地铁施工环境控制具有重要借鉴和参考价值。     

盾构施工引起土体位移的空间计算方法

城市地下隧道的修建会引起隧道周围一定范围土体的位移，对土体位移进行较准确的计算对于控制隧道周围土体位移量和减小过大位移对已有建筑物及管线带来的危害十分重要．隧道周围土体的位移是由地层损失引起的，并且跟注浆量有很大关系．根据地层损失及注浆量的空间分布规律，应用镜像方法原理，采用数值积分方法，对隧道推进过程中由地层损失和注浆产生的位移进行空间分析，得到隧道周围土体的空间位移分布．计算结果与天津地铁施工过程的现场实测结果对比表明该方法有效可靠．     

临近地铁深大基坑支护技术的探析

地铁隧道内设备众多,空间狭窄,列车运行速度快,对地铁线路的变形有严格要求.当地铁周边有深大基坑工程时,必然会引起地铁隧道、车站产生不均匀沉降和水平位移,从而对地铁正常运营产生影响.以紧临深圳地铁2号线的某基坑工程为例,在基坑设计中,为了避免基坑开挖对临近地铁的正常运行产生影响,开展了变形影响因素分析,确定了关键风险点,采取了有针对性的支护结构型式与施工开挖方法.设计计算与施工监测结果表明:临近的地铁线路、车站的变形控制值均在规范允许范围内.     

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%。     

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.     

粉质黏土地层条件下盾构下穿既有隧道变形控制技术探讨

盾构下穿既有隧道施工中的变形控制是确保盾构施工安全的重要保证.以郑州地铁某区间盾构隧道工程为研究背景,分析了盾构施工地层变形的诱发因素,针对粉质黏土地层条件下盾构下穿既有隧道的变形控制问题,提出盾构掘进参数控制法、克泥效法、同步注浆和二次注浆控制相结合的施工控制技术,并结合现场试验结果验证了盾构施工变形控制效果.     

CRD法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响

以西安地铁三号线太白南路-吉祥村暗挖区间隧道工程为依托,采用台阶法和交叉中隔墙法（CRD法）对隧道施工时的围岩变形进行实时监测,并对数据进行回归处理,应用FLAC3D软件对2种施工方法进行模拟分析,系统研究了2种开挖方法的隧道围岩变形规律。研究结果表明：采用C RD法能够有效控制拱顶沉降及水平收敛量,减小施工对围岩的扰动程度,对于保持软弱围岩的自持能力及稳定性有明显作用;在进行西安地铁隧道施工时,应采用台阶法实现隧道的快速开挖,而对于地层条件复杂或施工要求较高的区段建议选择C RD法进行施工,以便更好地控制围岩变形,保持围岩稳定性。     

盾构法施工地铁区间隧道的地表沉隆

地下开挖引起的地表沉降是地铁修建过程中非常关键的问题．在文章中，以盾构法施工的某地铁隧道试验段的实测地表变形数据，分析了地表变位的特点，得到几点定性规律，并用Peck公式对实测点进行拟合，发现沉降曲线与正态分布曲线非常接近．将拟合结果与以往经验公式进行了对比，发现两者吻合较好．     

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%.     

地铁盾构隧道近距离下穿砖木结构建筑的变形控制研究

以天津地铁盾构区间隧道近距离下穿某砖木结构风貌建筑为背景,采用PKPM软件预判和现场监测相结合的方法,对新建隧道施工所引起的邻近砖木结构风貌建筑物的沉降进行深入研究.分析了盾构下穿建筑物前、下穿过程及离开后3个不同阶段的建筑物沉降变化情况,并提出了在盾构施工过程中控制结构沉降所采取的必要措施,为今后类似工程提供借鉴.     

基于长期沉降运营地铁隧道健康诊断

目的研究上海轨道交通二号线某区间地铁隧道运营期间的健康状况并进行诊断,得出实际运营地铁隧道不同时间不同区段的曲率半径分布规律．方法以盾构隧道的长期沉降为基础,从地铁隧道长期沉降出发,采用非均匀有理B样条法对隧道纵向沉降变形曲线进行拟合,并计算出相应曲率半径;然后通过修正的等效连续化模型,计算出5种临界状态下的隧道曲率半径及其他变形受力指标值．结果上海市地铁该区间隧道绝大部分测点处于《上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》的地铁安全运营的要求范围内,即曲率半径不小于15000m;几乎所有测点均满足盾构管片抵抗0．5MPa水压的环缝张开量要求,即曲率半径大于2550m;随着地铁运营时间的增长,隧道曲率半径分布集中的现象有所削弱,说明隧道不均匀沉降状况逐渐加剧;地铁区间中位于车站和中间旁通道之间的区域,曲率半径分布集中,隧道不均匀沉降现象不太明显;靠近车站和中间旁通道附近区域,曲率半径分布相对分散,隧道不均匀沉降现象较为严重．结论系统地对弹性和塑性状态下的隧道纵向等效连续化模型进行了修正,完成了从具体指标上定量地对地铁运营隧道的健康状况进行诊断,对于城市地铁隧道运营监控具有指导意义．     

盾构下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律研究

地铁建设中,盾构隧道下穿群桩时引起的地表沉降和桩身受力不可小觑。本文采用FLAC~(3D)软件模拟了合肥地铁2号线下穿五里墩立交桥的工况,研究了下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律。研究表明:地表最大沉降量偏向桥墩荷载较大的一侧,其值为-1.31 mm;地表沉降曲线较明显的转折点均产生在桩与土的临界面处,且承台上方的地表沉降趋于直线;桩的水平位移和弯矩沿桩身分布曲线呈弓形,且上半部分变形较明显,两者的最大值均发生在桩基上部的1/3处,在以后工程实践中,可在此处加以钢套以提高桩基承载力。     

软土地层浅埋盾构施工的精细化数值模拟

为研究盾构隧道浅埋施工过程中多种因素对地层的扰动影响,基于有限差分平台建立模拟盾构动态开挖的精细化数值模型,考虑刀盘摩擦力、开挖面支护力、盾尾注浆压力和盾壳摩擦力对周围土层的综合作用,并将盾尾注浆时压力消散和浆液凝固的对应关系分阶段、分区域赋值,实现了对施工过程的精细模拟。利用厦门地铁1.0D埋深盾构隧道工程现场监测结果对数值模型进行验证,计算并总结了浅埋开挖引起软土地层的扰动变形规律,进而研究了各施工因素对扰动效果的影响。结果表明：软土地层盾构施工过程中,以刀盘顶推作用为主的机械开挖使前方土体径向扩张,开挖空间上方土体隆起,两侧土体外移;盾尾注浆阶段,在开挖空间两侧各1.0D范围内形成沉降槽,且随注浆压力消散逐步加深,隧道侧面土体水平位移在注浆层凝固期间,出现近场回弹和远场扩张现象;刀盘驶过目标断面3.0D后地层变形趋于稳定。刀盘摩擦力和盾壳摩擦力的增大会进一步加剧地层扰动变形,而开挖面支护力及盾尾注浆压力增大时,地表沉降有所减缓,侧面水平位移显著增加。因此,施工参数的选取应考虑对隧道周边地层扰动程度的均衡。     

临近基坑施工对地铁隧道影响的数值模拟分析

基坑开挖卸荷必然对临近软土地铁隧道产生影响,因此如何预测隧道变形并提出相应预防和保护措施显得尤为重要。结合上海地区一个临近地铁隧道的基坑工程,运用整体有限元分析方法对地铁隧道在基坑施工过程中所产生的影响进行弹塑性分析。分析结果与工程实测数据比较吻合,表明整体有限元方法可以较好地模拟此类工程问题,从而为实际工程的设计施工提供一定的理论和计算依据。     

侧部岩溶尺度及净距对盾构隧道围岩变形影响分析

以某地铁区间岩溶区盾构隧道修建为工程依托,对隧道三维动态盾构施工过程进行弹塑性数值模拟,分析盾构隧道施工时,溶洞尺寸以及溶洞与隧道间净距对隧道围岩变形及应力等的影响规律。研究结果表明：溶洞对隧道施工过程中围岩变形影响较大,围岩的径向位移及其释放率在有溶洞存在时有增大趋势,同时发现其随溶洞尺寸增加而增大;溶洞尺度及溶洞距盾构隧道间净距对围岩塑性区分布范围及形态以及衬砌结构受力特征等有比较大的影响;通过反复论证,确定了溶洞与盾构隧道问最小施工安全净距不应小于溶洞尺寸。本次研究成果可为岩溶区城市地铁隧道修建提供参考依据。     

地铁隧道开挖过程三维物理模型动态试验研究

据相似材料大比尺三维概念物理模型理论,高仿真度制作了成型盾构隧道地铁站厅隧道开挖试验物理模型。模拟了双盾构隧道之间开挖站厅隧道的全过程,研究了站厅隧道、横通道开挖过程中模型地表沉降,土体的变形,盾构隧道及站厅隧道洞周特征点的位移。模拟并研究了混凝土加固桩对土体位移的影响,总结出土体的动态力学特征和变形规律,得出一些有益的认识和结论。对指导地铁施工、研究在已建成双隧道间拓展开挖站厅空间具有十分重要的意义。