地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的大型模型试验研究

为研究地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的发生机理,研制水渗流作用下隧道大型模型试验系统,以青岛黄岛区地铁涌水涌砂灾害为例,再现了地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的灾害演化发生过程,进一步揭示涌水涌砂诱发地面塌陷的发生机理,在此基础上基于椭圆理论建立涌水涌砂过程中地面最大沉降值的理论预测公式。研究结果表明,地表变形与涌水涌砂具有良好的相关性和滞后性。在涌水涌砂诱发地面沉降过程中,地表变形将经历缓慢变形、急剧变形、地面坍塌3个阶段。地表缓慢变形阶段,灾害影响范围内地表位移缓慢增加,土体土压力及黏土层内测点渗压基本保持不变,而涌水点附近渗压在动水压力作用下逐渐升高。地表急剧变形阶段,土压力和地表位移急剧增加,涌水点附近渗压呈断崖式衰减,而黏土层内测点渗压快速增加,均具有显著的土体塌陷前兆信息,也反映土体塌陷灾害的瞬时特征。地面塌陷阶段,地表变形、土体土压力、涌水点附近渗压基本保持不变。地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷模型试验研究结果对类似工程防治具有一定的指导意义。     

道路填土引发软土地铁盾构隧道变形案例及整治技术

随着轨道交通网络的逐渐完善以及城市化的不断推进,临近地铁隧道的加、卸载工况频发,对地铁隧道的健康状态产生不利的影响。上海某地铁区间由于道路填土导致隧道发生了159 mm（也即25.6‰D,D为隧道直径）的横向大变形,引起结构产生漏水漏泥、接头张开等严重的结构病害。全面记录了该工程案例的详细情况,包括工程地质资料、道路施工情况、隧道变形形式以及后续的变形整治措施等,并对整治效果进行了定量分析,特别是侧向微扰动注浆技术的修复效果。现场数据表明：道路施工引起隧道横向变形增量约为30～50mm,局部明浜回填会加剧变形的发展;侧向微扰动注浆能够有效地修复隧道已发生的横向变形,且注浆量与隧道变形量存在定量关系,并且明显受到注浆前隧道变形量大小的影响;道路卸载后回填以及后续的钢板加固,能够在保证工程建设的同时,又能保证隧道结构的安全。     

突发高压渗流作用下黄土地铁隧道水压阶跃效应分析

高压水源外泄具有突发性、快速性和释能效应,诱发的黄土围岩灾变性态及隧道结构劣化影响要比静力入渗作用更严重。为揭示高压渗流作用下黄土围岩水压阶跃效应的传递特征、诱因及其对隧道结构受力的影响规律,通过开展相似模型试验,对黄土围岩渗流性态的时空演化及隧道力学响应进行研究。研究表明：突发高压渗流过程依次经历了黄土局部湿陷侵蚀→产生隐伏空腔→形成优势通道→围岩水压及结构内力阶跃波动→渗流趋于稳定;局部湿陷势释放和优势运移通道的孕育发展是围岩水压及结构受力阶跃波动的主要原因;在不同水源位置下,起拱线以下衬砌内力变化均显著大于上部结构,且拱底位置受力影响最大,其中在上部水源时轴力的最大阶跃增幅为324kN,在下部水源时弯矩的最大阶跃增幅为84 kN·m;优势运移通道下侧围岩区域所受影响最大,在不同水源位置下衬砌内力影响程度表现为上部水源>下部水源>侧部水源。     

装配式地铁车站预制构件模具的设计与工程应用

为提高地铁车站预制装配工业化生产水平,结合深圳地铁16号线项目技术要求,基于有限元软件对装配式地铁车站预制构件模具进行受力分析,确定了模具最优结构设计方案。工程应用表明,所设计的装配式地铁车站预制构件模具精度满足相关要求,可为类似装配式地铁车站的工业化生产提供参考。     

铝基复合材料制动盘在地铁车辆上的应用研究

应用替代铸铁材料的铝基复合材料制动盘能够降低车辆簧下质量,满足车辆轻量化发展趋势,改善车辆的轮轨关系和运行品质。本文从装用铸铁材料制动盘和铝基复合材料制动盘的地铁车辆入手,从某地铁线路实际试验情况出发,着重研究铸铁材料制动盘和铝基复合材料制动盘在满轴重载荷及纯空气制动工况下以最高运营速度连续两次平直道紧急制动热容量性能、满轴重载荷及纯空气最大常用制动工况下实际站点正线往返运行热容量性能、空车及满载等不同载荷工况下纯空气最大常用制动减速度及制动距离等,同时分析了铝基复合材料制动盘对车辆轻量化的效果。研究分析结果表明,铝基复合材料制动盘在提高车辆轻量化的同时具备优异的热容量和制动性能。     

地铁暗挖车站施工过程力学特征分析

地铁车站的施工通常有着开挖尺寸大、围岩受力情况复杂等特点,故容易出现塌方。为了进一步掌握地铁车站施工时围岩的受力变形情况,做好支护措施,保证施工的顺利和安全,通过数值分析和现场监测的方式对隧道围岩、支护结构的受力情况进行分析。研究结果表明：施工过程中,监测面围岩主应力的变化趋势为先快速提高并超过初始应力,达到最大值后逐渐降低,最后基本保持不变。(1)部导洞开挖对拱部围岩应力的变化影响较大,(2)、(3)部施工对其影响可忽略不计。拱部各测点K值的变化规律为先降低至最低值,各位置开挖并安装初期支护后K值开始提高,再逐渐降低后保持稳定。开挖(5)a位置并安装初期支护后,边墙测点K值减小至极限状态附近,之后有小幅度提升,最终趋于稳定。边墙与其他部位相比K值较低,支护措施需要加强。与(2)、(3)部位相比,(1)位置施工后沉降值占最终沉降比值较大,是隧道沉降控制的核心部分。     

地铁车站基坑施工过程中支护结构变形研究

以榆树庄站地铁车站为研究对象,采用3D实体单元模拟,建立其有限元模型,分析其基坑施工过程中,桩体的位移及结构变形规律,得出以下结论：当开挖深度较小时,桩体主要受到基坑土体的主动土压力作用。随着开挖过程的进行,采用支撑、冠梁等措施对基坑的水平位移进行控制,使其水平位移-桩深曲线呈先增大后减小的趋势。随着开挖过程的进行,基坑桩体的最大水平位移逐渐增大,且其最大位移对应的桩深逐渐增大,说明开挖过程会影响基坑桩体的水平位移。模拟值与实测值间的差距较小,二者间的水平位移最大差值不超过1mm,证实采用有限元模拟对地铁车站的基坑变形及受力情况进行分析准确性较高。     

深圳市管廊隧道岩溶条件下穿既有地铁段盾构施工技术

岩溶条件下修建地下工程通常会受到岩溶溶洞的影响,对工程建设效果与安全产生不利影响。使用注浆加固的形式填充部分岩溶溶洞,虽然能够在一定程度提升地层稳定性,但地铁盾构施工依然会对地层中既有结构产生一定的影响。为此结合深圳市16号线下穿既有盾构区间的管廊隧道实例,在明确具体总体施工方案基础上,从盾构机的选择、洞口施工方案、特殊地段掘进施工方案以及盾构机过溶洞方案等方面探究施工要点,旨在为类似工程实践提供参考。     

解析非常规环境下的弓网接触位置动态监测

在地铁运行阶段,为强化车辆运营的安全性与可靠性,需要实时监控地铁弓网运行状态,而弓网接触位置的动态监测十分关键。基于此,本文主要分析了地铁车辆弓网系统概述及主要子系统功能,并进一步阐述了非常规环境下地铁弓网接触位置的动态监测策略,希望可以为保障地铁运营安全和运维效率的提升奠定强有力的基础。     

地质条件对地铁隧道盾构法施工工艺的影响及风险控制探讨

近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,城市人口的急剧增加,交通压力日益增大。为缓解城市交通拥挤问题,城市轨道交通建设已成为城市发展的重要内容。因此,盾构法在地铁隧道工程中的风险控制是十分必要的。但由于隧道的地质情况十分复杂,因此盾构法的施工安全隐患成为研究热点。接下来,我们将认真探讨盾构法的施工风险,并提出相应的防治措施。实践证明,只要采取适当的风险控制措施,就可以有效地预防风险的发生。