软土盾构隧道施工期风险损失分析

目前,国内各大城市均十分重视以地铁为代表的地下工程建设,但与之而来的是在建设过程中频频发生的工程事故,因此,风险分析作为国际上通行的分析工具,已经越来越得到各界的关注。但我国在工程项目的风险分析研究方面还处于起步阶段,无论是基础资料的积累,还是风险分析理论的研究都还有很多不足,尤其是风险损失方面的研究较少。作者通过在上海地区进行的风险调研,试图通过统计数据对软土地铁盾构隧道施工期所产生的事故损失进行统计分析,为进一步的风险分析提供依据。     

软土地区盾构施工安全风险管控要点

地下工程施工场地有限、环境艰险,尤其是软土地区盾构施工安全风险高,管控不严易发生安全事故。为创建安全、高效、优质的软土盾构施工工程,本文以上海地铁14号线某区间段为例,分析了工程主要施工技术要点,从安全施工制度、盾构隧道施工、管片吊装、用电等方面总结了施工安全风险管控要点,同时阐述了盾构施工应急处置措施。采用科学先进的施工工艺方法,做好施工风险隐患排查管控与应急培训,不断提高施工安全文明管理水平,促进行业高质量发展。     

软土地区盾构掘进对已建隧道影响的研究现状

软土地区盾构近距离穿越已建隧道的工程近年来不断增加,尤其是运营中的地铁隧道其结构安全保护要求很高。在地铁不停运过程中,相邻穿越施工中稍有不慎都可能引发巨大的安全事故。穿越施工对地层及相邻隧道结构扰动的因素众多,机理复杂。本文归纳了国内目前类似施工的控制指标,对该类工程的研究现状、变形机理及影响因素进行了探讨。     

软土地区盾构隧道施工数值模拟研究及应用

数值模拟已成为分析盾构隧道施工的重要手段,而计算准确性的关键是选择合适的土体本构模型及确定正确的参数。为研究适用于上海地区软土地层盾构隧道施工数值模拟的土体本构,结合上海工程实例,分别采用摩尔-库伦模型（MC）、土体硬化模型（HS）、小应变土体硬化模型（HS-Small）,对盾构隧道施工进行数值模拟,通过与ANSYS理论计算结果进行对比,分析不同土体本构模型在数值模拟中的适用性。研究发现,针对上海地区软土地层,在盾构隧道施工工程中采用摩尔-库伦模型（MC）、土体硬化模型（HS）的计算结果与ANSYS理论计算结果吻合度较高。这些模型已成功应用在实际隧道工程的结构受力分析中。     

天津软土地区盾构穿越海河的施工技术评估

为保证天津地铁3号线盾构隧道顺利下穿海河,需要对解天区间海河段工程的特点、难点问题进行分析。通过对穿越海河两岸地表沉降的监测结果进行分析,得出了盾构穿越海河地表的沉降规律,并验证了盾构穿越海河过程中的关键施工技术方案的合理性。最后,总结了天津软土地区盾构穿越海河的施工经验。     

地铁隧道盾构法施工风险辨识评估研究综述

近些年来,轨道交通网络化进程不断加快,城市轨道交通中占主要地位的地铁工程在新理论和新工法方面取得了长足进展。盾构法作为地铁隧道的主要施工方法之一,其诱发坍塌事故所造成的伤亡事件也愈发得到社会关注。本文主要梳理了盾构始发、掘进与达到全过程中存在的风险因子,并从风险辨识与评估的角度对风险分析方法进行概述,重点关注新方法、新工艺与新技术在盾构施工风险辨识、评估中的运用,探讨了基于机器学习算法的智能模型,在地铁盾构施工风险控制过程中的可行性与适用性,研究内容可为后续盾构施工的理论研究与实际工程提供参考依据。     

盾构隧道施工风险与规避探讨

随着道路运输体系的不断发展,各类隧道的建设也愈来愈多。就当前的发展形势而言,盾构隧道的建设及投入使用正逐渐增多,日渐成为地下工程建设的重要施工方法之一。然而,历年的调查研究表明,盾构隧道的施工仍存在极大的风险问题,相关负责部门若规避不当,则往往会引发重大安全事故,造成不可挽回的损失。本文就盾构隧道的施工风险加以分析,浅要提出几点规避措施。     

软土地区重叠盾构隧道施工空间效应的数值分析

某地铁区间含有一段重叠盾构隧道,两条隧道最近处约为1.9 m,施工难度极大。文章以此工程为背景,采用有限元数值分析,对重叠隧道不同空间夹角、空间距离等情况下,新建隧道对既有隧道的影响规律进行了全面系统的研究。     

岩溶地区地铁盾构隧道设计风险控制

以各地区地铁隧道岩溶处理的成功经验为基础,探讨了有效控制岩溶地区地铁盾构隧道建设风险的方法,并提出了合理的隧道设计方案与检测要求,以保证工程建设安全。     

基于事故等级的盾构隧道施工风险动态评估

由于盾构隧道工程建设的复杂性,在建设过程中,事故的发生难以避免。事故可能导致工期延误,费用增加,甚至人员伤亡。为了消除这些事故以及潜在的消极后果,评估并减轻隧道建设过程中的风险至关重要。但是,对于隧道施工期的定量风险分析,不论是采用数值模拟还是试验分析都较为困难。故提出了一种间接计算隧道建设期风险的方法。通过分析大量的隧道建设期的事故记录,从中确定风险事件以及风险因素,并对风险事件的概率以及损失进行计算,从而得到风险事件的风险值,在此基础上可对盾构隧道建设期的风险进行半定量的评估。     

均匀软质地层条件下土压平衡盾构施工的合理顶进推力分析

应用数学和力学方法,从土压平衡盾构的掘削工作机理入手,研究顶进推力的计算方法及其影响因素。开展土压平衡盾构的掘削模型试验,研究在不同埋深、不同刀盘开口率以及不同土性时的千斤顶顶进推力的变化规律,并对前述理论研究成果加以验证。结合地铁隧道工程实例,应用推导的推力计算公式预测盾构推进过程中的顶进推力,取得了较为满意的结果。     

浅埋盾构隧道土压力浅论

本文采用数值分析的方法,研究了不同埋深下盾构隧道所承受围岩压力的变化规律,并与传统理论解进行了对比分析,提出了修正浅埋隧道围岩压力计算公式的一些建议。合理地评价盾构隧道垂直土压力的松动效应,对盾构隧道管片的合理设计具有一定指导意义。     

大直径土压平衡盾构全土压模式掘进探析

以长株潭城际铁路综合Ⅰ标开福寺站-滨江新城站区间在用国内目前最大直径土压平衡盾构S657（直径9330mm,用仿形刀时9430mm）前1000m掘进里程为实例,就全土压掘进中遇到的问题和全土压掘进中各参数进行分析,并就大直径土压平衡盾构全土压掘进得出碴土改良等相关结论。     

软土盾构隧道局部卸载的理论与三维有限元分析

以上海地铁2号线盾构隧道上部局部基坑开挖(卸载)为实例,通过三维有限元法和局部均布荷载作用下弹性地基梁理论解析方法的竖向位移计算值与工程实测数据的对比分析,可知二者计算结果与实测值的规律一致,都可满足工程分析的要求精度,尤其局部均布荷载作用下弹性地基梁理论解析方法,不仅适宜于已建成隧道上部加载、卸载时隧道结构纵向沉降档的估算,而且还可用于隧道结构的纵向设计,因此,其对地铁隧道结构的设计和保护都具有重要价值.     

水压爆破在软岩隧道开挖中的应用

主要从水压爆破工艺特点及原理入手,着重阐述了水压爆破技术在软岩隧道开挖中的具体应用方法及保障措施,从而在改善施工作业环境、保证围岩破碎效果、提高施工效率的同时,为该技术的应用推广提供有力依据。     

Prediction of tunnel displacement induced by adjacent excavation in soft soil

Deep excavation may have impact on the adjacent tunnels. The interaction between new excavations and existing tunnels has been increasingly serious with the rapid development of underground space and metro system in urban area. It hence creates a high necessity to predict tunnel displacement induced by nearby excavation to ensure the safety of tunnel. In this paper, a semi-analytical method to evaluate the heave of underlying tunnel induced by adjacent excavation is presented and verified by field measurement results. The influence of excavation and the resistance of tunnel are obtained based on Boussinesq’s and Mindlin’s solutions, respectively. Then the soil–tunnel interaction behavior is analyzed based on the displacement coupling condition by assuming the tunnel as an elastic beam. A visco-elastoplastic model (VEP model) is employed to simulate the rheologic deformation of soil. The behavior of the tunnel underneath excavation is studied by the new method to discuss the influence of different factors, including excavation area, relative distance and construction procedure. Results of case studies show a good agreement between prediction and measurements.     

盾构法隧道施工数值模拟

盾构法隧道施工在城市地下工程建设中有着广泛的应用前景。分别采用可以考虑土体小应变特性的本构模型与修正剑桥模型对盾构隧道施工进行了数值分析。这两种模型的计算结果的规律性是相似的;采用修正剑桥模型计算的沉降量、开挖影响范围受盾构施工质量的影响不大;采用土体小应变本构模型计算结果对盾构施工质量很敏感。盾构开挖过程中土体的有代表性的应力路径大都在修正剑桥模型屈服面之内,判断为卸载,即使有部分加载路径,根据剑桥模型计算的变形也不大,小应变本构模型合理地定义了加卸载,可以反映土体小应变时的高刚度,随应变增大土体刚度的迅速减小过程,因而较好地反映了施工质量对地表沉降的影响。分析表明小应变本构模型计算结果是合理的,也证明了考虑土体小应变特性的必要性。     

盾构施工中隧道地层位移与土压力研究

分析了盾构壁后注浆体固化过程的力学性质,阐述了有限元分析法模拟盾尾注浆体的处理方法,对有限元分析法结果进行了分析。     

盾构隧道软土震陷有限元分析

软土地区震陷是造成工程结构震害的原因之一,其计算问题一直是目前国内外十分关注的问题。为了研究地铁隧道在软土地区中的震陷计算问题,以天津Z2线地铁隧道一期工程为例,结合地质勘察报告和地震安全评价性报告,采用《软土地区岩土工程勘察规程》（JGJ 83—2011）推荐的有限元分析计算方法并结合软化模量理论,进行地铁隧道软土震陷的分析计算,将计算结果与自由场情况下的计算结果进行对比分析。结果表明,地铁隧道位置处的震陷值大于相同位置处自由场情况下的震陷值,但二者数值相差不大,隧道的震陷值在一定程度上可以通过自由场的震陷值来进行估算;隧道震陷处理措施的范围可限制在隧道中心轴线左右两个隧道直径范围内。研究以期对于软土地区盾构隧道震陷问题具有一定参考价值。     

Optimal control of an earth pressure balance shield with tunnel face stability

To ensure security during the excavation process of an earth pressure balance shield, this paper presents an optimal control method that accounts for the tunnel face's stability. The tunnel face is controlled by an optimal screw conveyor speed derived from the particle swarm optimization algorithm for a designed stable normal vector angle range on the distribution surface of the chamber pressure field. These normal vector angles can be computed online by measuring the changes to the earth pressure in the shield's chamber using a BP neural network model of the chamber pressure field distribution. An experimental example that uses excavation data from an actual EPB shield is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.