浅覆土盾构隧道施工引起地表沉降的研究

为研究绍兴软土地层下浅覆土盾构隧道施工引起地表沉降规律,本文以绍兴市轨道交通2号线一期工程后墅路站—中兴大道站盾构隧道施工为背景,对在10、14、16、18 m这4种覆土厚度下的沉降槽宽度、地表最大沉降及地层损失率进行对比分析,并利用Peck公式及其修正公式进行拟合。结果表明：隧道轴线上方的最大地表沉降在10～16 m覆土厚度范围内随覆土厚度的增加而逐渐减少,超过16 m之后趋于平稳;隧道施工影响范围约为隧道轴线两侧11 m范围内,不同覆土埋深的隧道上方测点沉降均在4～5 d内保持稳定;Peck及其修正公式拟合曲线的地表沉降变形规律与实测结果基本一致,但两者的沉降槽宽度系数随隧道覆土厚度的增加呈负相关关系。     

超大直径泥水盾构穿堤施工技术

盾构掘进施工过程中,由于开挖破坏了地层原始应力状态,地层产生应力增量,特别是剪应力增量,引起地层移动导致不同程度的地面沉降。超大直径泥水平衡盾构掘进施工参数控制不当极易造成地面沉降差异过大,影响地面建(构)筑物安全和使用。对南京纬三路过江通道N线大直径泥水平衡盾构穿堤掘进施工进行总结,为类似大直径泥水平衡盾构穿越地面建筑物施工提供借鉴。     

北京地铁九龙山——大郊亭区间隧道开挖引起的地表沉降研究

研究区间隧道开挖引起的地表沉降对维护施工安全、降低施工风险具有重要的意义。以北京地铁7号线九龙山—大郊亭区间隧道为背景,运用Peck法对实测断面进行位移反分析,得到区间隧道的沉降槽宽度参数K与最大沉降值S_(max),提出了北京地区类似工程中相应参数的参考值。并通过实测数据与数值模拟对隧道开挖进行分析,研究施工中隧道间距、洞径、隧道布局与施工掌子面距离对Peck公式各参数的影响,研究结果可为后续地铁工程提供参考与指导。     

地层损失率对盾构隧道管片内力特性影响分析

考虑盾构隧道施工中产生的地层损失,采用有限元法模拟了不同地层损失率条件下的盾构隧道管片的内力分布。将有限元模拟的盾构隧道施工引起的地表沉降与现场观测值的对比,确定了某地铁隧道施工引起的地层损失率。有限元模拟分析结果表明,地表的最大沉降近似与地层损失率成正比。根据有限元模拟分析结果,建立了隧道管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力与地层损失率的映射关系。与不考虑地层损失率相对比,实际的管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力分别下降了22%,22%和75%。不考虑地层损失率计算得到的管片内力进行管片配筋设计是过分保守的,忽略了地层损失引起的地应力释放,同时在经济也是不尽合理的。     

顶管施工扰动区土体变形的理论与实测分析

根据现场监测和试验结果，对大型顶管施工产生的周围土体扰动变形的机理和特性进行了分析研究，提出了对工程有指导意义的扰动机理理论：同时，考虑扰动区土体密实度变化的影响，对Peck的地表沉降理论计算公式进行了修正，修正的Peck理论公式的计算结果与实测结果更为一致。     

大直径盾构施工主要问题及勘察技术措施

某市政改造工程入地段隧道拟采用直径15.5m的盾构施工,沿线地段穿越地表水体、地铁区间、铁路、地下管线及建筑物和构筑物等多处地质环境风险点,施工对地层扰动大,沉降控制难度大。通过对大直径盾构施工所涉及到的主要问题进行分析,提出针对性勘察技术措施,为大直径盾构选型及施工提供相应的技术参数与地质依据。     

不同叠交角度下盾构重叠隧道地层位移规律研究

以以色列“红线轻轨”项目重叠隧道为背景,在分析现场监测数据的基础上采用Rhino6和FLAC^3D软件建立了三维数值模型,研究了不同隧道叠交角度下盾构重叠隧道地表沉降、地层位移规律。研究结果表明,2条隧道从平行逐渐过渡到重叠状态时,随着叠交角度的增加隧道中间处测点累计沉降量增大,但累计沉降量除了受叠交角度影响外,还与穿越地层情况密切相关;在本工程地层条件下,由于2条隧道均穿越松散的库卡K1地层,叠交角度为60°时地表累计沉降达到最大。后建隧道开挖完成后,隧道叠交角度小于45°时,沉降槽宽度增大;大于45°而小于60°时,沉降槽宽度基本不变;大于60°时,沉降槽宽度减小;达到90°时,沉降槽左右对称。两侧隧道开挖完成后,隧道叠交角度达到75°时,两侧地层均改变移动方向。研究成果为重叠隧道的设计和施工提供参考。     

深埋软硬互层盾构隧道施工横断面地表沉降控制方法

深埋软硬互层盾构隧道施工过程中，受其地质情况的影响，易发生横断面地表沉降。为保证深埋软硬互层地质条件下的盾构隧道施工安全，合理控制横断面地表沉降位移，该文提出深埋软硬互层盾构隧道施工横断面地表沉降控制方法。首先分析隧道施工横断面地表沉降特征，确定隧道施工中发生横断面地表沉降的位置；然后使用Kerr模型计算互层盾构隧道变形量，得到施工过程中各个环节的施工荷载上限值；最后根据计算结果，在施工过程中构建大管棚，增加隧道支撑力，并改良软弱层与硬岩层施工技术，控制横断面地表沉降。实验结果表明：该方法可有效控制地表沉降位移。     

柱洞法施工地表沉降分析

基于北京地铁14号线某站的施工设计,结合现场监控量测数据,分析在高楼林立、地质条件复杂的城市环境中采用洞桩法施工引起的地表沉降的规律,对柱洞法(PBA工法)施作地铁站主体引发的地表沉降的原因进行分析,总结出PBA工法引发的地表沉降规律,为后续施工提供借鉴。     

基于等代层模型的盾构法地层移动优化反分析

该文提出了盾构施工引起的地层移动的反分析优化方法,采用共轭梯度法优化程序并且基于等代层模型来评价地层移动,分析了回填注浆对地层移动的影响。通过南京地铁某盾构隧道监测数据的反分析结果,发现在粘土层中盾构施工对地表的影响角度大约为45°,回填注浆可以减少60%~80%的自然空隙。建立了新的经验公式来预测南京地区盾构施工引起的地层移动,实例表明该公式具有良好的效果。     

大坡度并小半径曲线盾构连续穿越建筑群沉降施工控制

以天津地铁三号线水上北路站—吴家窑站盾构区间左线施工为背景,针对盾构施工区间遇到的大坡度并小半径曲线且连续穿越建（构）筑群盾构施工的综合难题,利用施工过程中积累的各种数据,采用归纳总结分析和数理统计的方法,分析了地面建筑物沉降与地质、推力、注浆、纠偏等参数的关系,得出了影响建筑物沉降的因素主要为曲线和纠偏时的超挖、推进速度、注浆参数及注浆方法,总结了控制地面建筑物沉降的管理与技术措施。     

液氮冻结法更换盾构尾刷的施工监测分析

 盾构尾刷更换的圆环柱状地层冻结加固施工不同于常规的地铁工程冻结施工。基于杭州庆春路过江隧道工程实例,对承压水地层条件下尾刷更换的液氮冻结法设计和液氮去回路温度、土体温度场、管片温度及解冻后的温度等施工监测数据进行了分析。分析表明,所采用的冻土帷幕符合盾构尾刷安全更换的施工条件,为类似地质条件下的盾构尾刷更换提供了新的思路。     

Study on destructions and reinforcement measures of mined constructions

Ground movement and deformation caused by underground mining would destroy the constructions located within subsidence area. Constructions would suffer different destructions with different location. The effect of ground deformation caused by underground mining to constructions was analyzed. Analyzed the destructive types of constructions in different ground movement and deformation. Taking a two-storey building for example, the walls were reinforced by computation before mining. To protect the construction the reinforcement measures to the construction before mining were studied.     

矿山地表沉陷盆地的监测与数学模拟

以大量的实测资料为依据，利用计算机进行模拟分析，总结出了煤层开采引起的地面沉陷量的估计公式，同时，也给出了煤矿开采地表沉陷盆地的经验型数学模型。     

超前长距离大管棚支护在深表土层斜井施工的应用

在斜井施工中,为了顺利通过含有深表土层、流砂层的地段,设计提出了超前长距离大管棚支护和冻结法2个可行的施工方案,经过详细的方案论证和技术经济比较,推荐采用了超前长距离大管棚支护方案,并在经坊煤矿成功采用导向跟管钻进技术实施超前长距离大管棚支护及滑模施工。工程实践表明,采用导向跟管钻进技术,能使超前大管棚一次支护长度达到160 m。与冻结法相比,超前长距离大管棚支护可使工期缩短77%、造价减少83%。同时,该施工方法成功推广到了庄子河煤矿。     

盾构双隧道衬砌结构应力与变形的数值模拟

为分析盾构双隧道施工周围土体及衬砌结构管片应力和变形规律,结合大连地铁2号线202标段盾构施工工程实例,运用ADINA软件对盾构施工过程进行动态模拟,建立了盾构隧道-混凝土衬砌结构-注浆土体-原状土体三维非线性有限元计算模型,综合考虑了上部土体的岩性分层,隧道施工间的相互影响,衬砌、注浆土体和原状土体之间共同作用,盾构施工、土体注浆及衬砌支护的动态过程。通过数值分析,研究盾构双隧道施工周围土体及衬砌管片应力和变形规律,为隧道盾构施工、衬砌管片设计与控制地表沉降提供施工建议。     

面向新建隧道斜交下穿既有盾构隧道的变形研究

考虑到轨道交通行业的迅猛建设发展，无法避免地铁隧道间广泛存在相互交叉穿越的情况，运营地铁的隧道结构随新建线路的附加施工引起的形变效用成为目前下穿隧道工程的热点。运用浅埋暗挖法对斜交下穿既有隧道工程进行分析研究，探讨了该方法下施工建设中各阶段的形变规律，提出了斜交下穿盾构隧道的沉降计算方法，通过仿真拟合出该类隧道的沉降曲线对应的地层损失系数。同时根据拟合结果和以往的地层经验参数，得到斜交下穿隧道的各阶段沉降公式的推荐参数。     

相界面对双相钛合金层裂孔洞形核的影响

利用一级轻气炮对TC4双相钛合金进行加载, 获得初期的层裂状态, 在加载中采用多普勒激光干涉测速技术对样品自由面粒子速度进行测试。在软回收经过加载的样品之后, 借助于金相显微镜、X射线断层扫描、纳米压痕等检测手段进行多维分析, 探讨了相界面对孔洞形核位置的影响。结果表明, 孔洞绝大部分都在α相内形核, 而不是如准静态损伤理论预测的形核于α/β相界面。这是由于相界面的反射与透射作用, 当冲击波从高阻抗α相传入到低阻抗β相时, 会在α相内产生拉伸脉冲, 当拉伸脉冲足够大时, 导致在α相内产生孔洞。     

地形影响下的开采沉陷影响函数法优化

影响函数法广泛应用于地下层状矿体的开采沉陷计算。理论上,该方法适用于水平地表条件下的沉陷预计。将地形变化纳入影响函数法,使此方法可以应用于非水平地表条件下。为了剔除其他开采和地质因素的影响,除地形变化外可能影响沉陷形态的因素都被固定了的简化数值模型被应用于研究中。根据这些数值模拟实验的结果,若干影响函数法的参数,包括影响半径、影响角和下沉率,通过4个地形相关的修正系数被重定义为地表相对矿体高程的函数。优化后的影响函数法可以更好的拟合非水平地表条件下的数值模拟结果和现场观测数据。相较于经典影响函数法,该方法需要将地表点相对矿体的高程作为输入数据。在其他开采、地质条件下,构建简单数值模型的方法可以被用于估算相应条件下的地形影响修正系数。