城市地下大空间多因素耦合的施工风险研究

针对城市地下大空间施工风险因素多样性、风险因素耦合作用复杂的问题,提出了风险多因素耦合的概念.首先,在安全风险系统概念模型的基础上,对其进行拓充建立了安全风险系统量化模型,用以定量计算失效点的出现概率.其次,以风险因素耦合效应对系统整体风险水平的影响程度为参照,给出风险因素耦合系数来度量各因素耦合程度的大小.以广州南站地铁站深基坑工程为依托,通过数值设计试验研究了深大基坑施工风险因素的耦合效应,结果表明风险因素的耦合对系统整体安全风险多为正向影响,且部分因素间的耦合效应甚至可能将局部系统风险放大至2倍以上.研究成果可以为城市地下大空间多因素耦合的施工风险分析提供一定的参考.     

城市地下大空间施工重大风险多因素耦合演变模型

为解决大规模新型地下空间的施工风险防控问题,提出城市地下大空间定义,分析城市地下大空间施工风险的特征,并从系统的角度分析城市地下大空间施工风险的理念,将城市地下大空间施工风险系统分为工程结构子系统、环境子系统和组织管理子系统3部分。首先,在分析各子系统特点及子系统间关系的基础上,整合贝叶斯网络、模糊综合评价法、马尔科夫链和系统动力学,构建城市地下大空间施工重大风险多因素耦合演变模型; 然后,在贝叶斯网络框架下提出风险因素耦合系数的概念,实现在定量描述风险因素耦合效应的同时简化贝叶斯网络的构建过程,并分别以马尔科夫链和系统动力学作为描述环境子系统和组织管理子系统演变行为的工具,实现对施工过程中风险演变趋势的预测; 最后,运用多因素耦合演变模型对北京地铁17号线东大桥站进行施工风险分析。结果表明： 1）城市地下大空间施工风险具有明显的阶段性特征,在开挖阶段达到最大; 2）风险因素耦合效应对风险事件发生概率有显著影响,忽略风险因素的耦合效应会使风险分析结果出现较大偏差。     

复杂敏感环境下的深大基坑设计与实践

复杂敏感环境下的深大基坑开挖通常存在较大的风险,合理选择基坑设计方案是保证基坑安全的前提。以具有地质条件复杂、周边环境敏感和基坑深大特点的2个基坑为例,综合考虑地质、水文、周边环境、基坑形状和施工便利性等诸多因素,经过多组分析计算,采取具有针对性的基坑围护结构形式、支撑布置形式、地下水处理措施和地铁自动化监测措施等,实现了基坑安全和周边环境的安全,并对基坑和周边环境监测结果进行了分析总结。结果表明,对复杂敏感环境下的深大基坑设计时,要对周边环境有充足的认识,并进行详细的计算,对有偏差的计算结果进行重点分析,对重要的风险源及时采取针对性的处理措施。     

基于N-K模型的隧道施工事故多风险因素耦合分析

为解决多风险因素耦合作用对隧道安全施工的影响，在分析2009—2019年国内101次隧道施工事故发生原因的基础上，将影响隧道安全施工的风险因素区分为人为因素、设备因素、环境因素和管理因素4方面; 将风险耦合理论引入隧道施工事故风险分析中，探讨隧道施工事故多风险因素的耦合机制、分类和解耦原理，利用N-K模型构建隧道施工风险耦合模型，揭示隧道施工事故多风险因素间的耦合效应。研究结果表明： 参与耦合作用的风险因素越多，耦合作用形式计算的耦合值越大，则隧道施工风险越大。在3个风险因素参与的耦合过程中，人为-设备-环境因素之间的相互耦合作用造成的隧道施工风险最大；在2个风险因素参与的耦合过程中，设备-环境因素之间的相互耦合作用造成的隧道施工风险最大。基于解耦思想,可以减小隧道施工中各风险因素之间的耦合效应，进而降低隧道施工事故发生的可能性。     

客运专线深大排桩围护基坑安全影响因素及对策分析

为系统分析深大排桩围护基坑的安全影响因素,结合成绵乐客运专线双流机场段基坑工程,利用结构变形现场监测数据进行了设计参数与施工工序的安全影响分析,并提出了增强基坑工程安全性的技术对策。研究结果表明:排桩围护结构主要呈现桩顶与桩底变形小、中间变形大的“大肚状”形态,其中,围护结构刚度与旁载主要影响围护桩的变形量,支撑类型与放坡平台对变形形态和变形量都有影响,而施工工序主要影响围护结构的变形速率,施工质量则是直接与工程安全相关;根据“长条形基坑分段、大基坑分块”的设计施工原则,加强施工安全监管与信息化技术,可大大降低深大基坑的技术风险。     

超深圆形基坑施工过程的力学特性研究

依托德阳某超深圆形基坑项目,结合流固耦合理论,采用三维有限差分法对超深圆形基坑的施工过程进行动态数值模拟,对设计与施工方案进行了评估和优化。结果表明:由于支护桩间的高压旋喷桩的作用,圆形基坑开挖引起的排桩水平位移明显减小,而桩周的土层强度显著增大;降低圆形基坑周边土层中的地下水位,不仅可避免在施工过程中发生流土和管涌事故,还可在一定程度上降低工程开挖对土体的扰动。排桩的中下部弯矩比其他区域更大,因此,土体开挖至基坑的中下部位置时应特别注意。     

紧邻深大长基坑的地铁结构保护对策与实践

邻近既有地铁结构的基坑施工，会引起地铁结构的附加应力及位移，影响其使用功能，威胁结构安全。以广州南站区域地下空间及市政配套设施工程为背景，为确保紧邻的地铁结构在深大长基坑连续施工过程中的安全，针对复杂的周边环境及工程难点与风险点，采取分期分区施工、土层加固、设置抗拔桩、隧道正上方抽条开挖、堆载反压及控制施工扰动和加强监测等保护措施，有效控制地铁结构的位移变形，验证了该方案的合理性，并通过总结相关经验，以期为类似工程提供参考。     

软土基坑开挖对邻近既有隧道影响研究及展望

随着城市地铁建设的飞速发展，邻近已运营地铁线路的基坑工程大量涌现。基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场，继而引起邻近既有地铁隧道附加变形和内力。为了全面了解软土基坑开挖对既有隧道影响的研究进展，从理论研究、模型试验、数值模拟和实测分析4个方面分别阐述了软土基坑邻近施工问题的研究现状。结果表明：现阶段的理论研究主要从两阶段法入手，考虑了不同的侧重研究因素和简化条件；模型试验包括离心模型试验与常重力模型试验，可作为一种辅助研究手段与其他研究方法相互验证；数值模拟分析问题全面，结果直观，已广泛应用于工程项目的设计评估；根据基坑与隧道的相对位置关系，分别对不同工程的实测数据进行整理分析，提出考虑基坑卸荷量、形状因子、隧道埋深和水平净距等多因素的三维卸荷系数，可以较好呈现基坑开挖引起邻近隧道变形的规律性特征；基坑周围土体深层位移、围护结构变形与邻近地铁隧道变形之间存在一定联动关系；同时，总结分析了风险评价与影响分区体系以及施工控制防护技术和监控手段的探索与应用实例，为现场工程安全风险控制提供了施工经验和实践依据；最后，指出现有研究中存在的不足和尚需讨论的方面，建议深入开展邻近既有隧道设施的多维度基坑开挖时空效应研究、本构模型适用性探究、结构多元化与精细化建模、基坑降水与地下水渗流影响研究；进一步推进动态施工安全风险评价与影响分区研究，发展创新控制防护技术以及建立联动共享的新型监控成套技术体系。     

厦门第二西通道陆域段施工技术问题探讨

厦门市第二西通道陆域段工程沿厦门岛内繁忙干道兴湖路布设,结构形式多样,安全风险较高。对厦门市第二西通道陆域段工程中浅埋暗挖双连拱隧道、深大明挖基坑、隧道上跨既有地铁隧道等施工中的关键技术问题进行研究。主要研究和结论如下：1）浅埋暗挖双连拱隧道埋深小、跨度大、地质软弱、保持地面交通,控制沉降是施工的关键技术所在。从三导洞工况理论分析看,设计支护和开挖方法是合理可行的,施工中还应结合实际优化具体支护参数,注重受力体系转换环节,加强监控量测,用信息化指导施工。2）深大明挖基坑,关键是要确保基坑支护体系变形受控,结构安全,基坑防水有效,保证基坑和周边建筑物的安全,尤其要注重复合地层组合式围护体系的整体稳定。3）隧道上跨既有地铁隧道,施工中要采取防既有地铁轨道上浮的工程措施,同时加强地铁轨道监控量测,制定好轨道调整预案,保证地铁轨道线型符合规范要求。     

滑降式快速预支撑体系在超深基坑中的应用研究

上海机场联络线4标华泾站的基坑为超深基坑，分为四个独立的区域进行开挖，其中4区基坑开挖深度达42.898m；目前，超深基坑施工中最大的施工难点为基坑围护结构的变形控制。随着基坑开挖深度的不断加深，开挖工况也趋于复杂，一旦基坑变形过大，就会导致周边建构筑物和地下管线出现沉降、撕裂甚至损毁的情况，给超深基坑开挖施工带来极大的风险。伺服钢支撑具有安装快速、立即发挥支撑作用的优势，能极好的控制围护结构在开挖过程中的变形，在超深基坑开挖过程中得到广泛应用；滑升模板是混凝土结构中的一种活动成型胎膜，施工进展快，可极大地提高机械使用效率，本工程基坑开挖施工过程中将二者有机的结合，研究了滑降式快速预支撑体系在超深基坑施工中应用，文章对该体系的概况及施工工艺进行介绍，通过对基坑围护结构变形控制效果进行分析，梳理总结分析其优势与不足，为后续类似超深基坑工程的应用提供参考。     

人民路越江隧道工程浦东风塔基坑对黄浦江防汛墙的影响分析

人民路越江隧道工程浦东风塔基坑距离黄浦江防汛墙近,挖深大,基坑工程必然影响到黄浦江防汛墙的安全。该文采用有限元分析软件,分析论证了浦东风塔基坑施工对黄浦江防汛墙安全的影响。     

超深复杂结构车站基坑开挖施工技术

以南宁市轨道交通3号线青秀山站工程为依托，采用超深群管井综合降水、大直径深长钢管柱成孔及定位技术、非爆破新型双牙高频振动高频破碎锤、抓斗等联合机械开挖、多节点立体交叉隧道施工等技术，解决泥质粉砂岩等地层降水难、大直径深长钢管柱成孔及垂直度控制难度大、基坑开挖效率低、明暗挖工程平面重叠和立体交叉施工难度大、群洞转换节点多等难题。在确保超深基坑、暗挖隧道开挖过程安全的前提下，有效控制了地表下沉，提高了复杂车站基坑开挖施工功效，缩短了工期，取得较明显的经济效益。     

开口无支护式大型深基坑设计及施工技术

南宁永和大桥主桥沉井基础施工在深基坑中进行，该基坑在设计和施工中受制约因素多、难度大，主要介绍该基坑的工程设计及施工技术。     

考虑流固耦合效应的基坑开挖施工对地铁隧道结构影响分析

邻近地铁沿线的建设工程施工不可避免地会对已建成的地铁结构设施的安全和运营产生影响,为确保地铁结构设施的稳定和运营安全,需要对建设工程的设计、施工方案进行审查,评估工程施工对地铁结构设施的影响。以某工程为例,运用流固耦合分析方法研究了在地下水作用下,考虑水和岩土体耦合作用的基坑开挖过程对地铁隧道结构的影响,并分析了桩基础施工对地铁隧道结构的作用效应。基坑开挖过程中降水会引起基坑范围内较大幅度的地表沉降,该过程与基坑开挖卸荷效应联合作用,对地铁隧道结构的变形应力产生复杂的影响;另外,邻近地铁隧道结构的桩基施工加载也会引起隧道结构的下沉变形,需要在实际工程中予以重视。     

考虑渗流固结耦合作用的软土深基坑降水施工的三维数值

在前人研究资料的基础上,基于三维比奥固结理论和修正剑桥模型,对三维渗流固结耦合模型在复杂地质条件下软土深基坑降水计算中的应用进行研究,并以上海某一实际基坑降水工程为例,对其降水过程进行三维有限元计算。通过对该工程的三维有限元分析表明,考虑渗流固结耦合作用的三维数值模拟方法能够很好地模拟基坑降水引起的基坑及土体变形特征。因此,在深基坑降水及其引起周边土体变形的计算中,运用该数值模拟方法具有重要的现实意义。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

珠海地铁横琴站软土深基坑的变形分析

以珠海城际轨道交通工程横琴站基坑施工为背景，对基坑开始开挖到顶板浇筑完成的整个过程进行实时监测，重点分析研究轨道交通车站深基坑的围护墙位移变形、支撑轴力等随基坑挖深和时间的变化规律，并对比了同一基坑，不同里程段，不同支护形式下的基坑变形特点，探讨了基坑变形过大的因素以及控制变形的措施和建议。     

浅析支撑布置对围护结构变形的影响

随着城市化建设的快速发展,各类深大基坑在许多城市中频繁涌现。围护结构变形量对基坑安全起着决定性作用,而围护结构变形量的影响因素众多,针对基坑设计中布设相对灵活的支撑,在简述弹性地基梁计算方法的基础上,以汕头苏埃隧道南岸明挖段基坑为工程背景,分析了支撑布设对围护结构变形量的影响,为今后类似工程的设计与施工提供参考。     

复杂条件下锚碇深基坑开挖安全控制技术

基坑开挖是大型悬索桥梁锚碇基础施工的关键性工程之一,由于大都是超大、超深基坑,且一般位于江河堤附近,基坑开挖施工条件复杂、风险因素多、难度大,为保证锚碇基础施工质量和安全,合理的开挖工艺方法应用及有效的安全控制措施是关键。该文以工程、水文地质条件复杂的南京长江第四大桥南锚碇深基坑开挖控制措施的成功应用为背景,重点介绍在井筒式地下连续墙加内衬的支护结构形式下基坑开挖工艺方法和基坑降排水系统、墙体及基底防渗、设备人员及相应防护设施设置等方面的安全控制方法以及技术措施。     

富水砂质粉土地层基坑围护结构施工技术

 基坑围护结构是基坑安全稳定的最基本保障，杭州解放路延伸线新城隧道基坑开挖深度大、地下水位高、地质差，围护结构施工难度大。结合工程实际，分析介绍了基坑施工过程中围护结构的施工技术及辅助性措施。     

川南山区公路深基坑施工安全风险评估案例研究

基于模糊层次分析法,对川南某山区公路在建项目的深基坑施工进行安全风险评估并作研究,其中一级指标包含5个因素,二级指标包含16个因素。通过邀请相关专家打分,获得评估数值,采用德尔菲法、层次分析法确定指标权重;之后用模糊综合评价法确定项目风险等级。结果表明,本工程基坑施工安全风险评定等级为风险较大,主要风险因素为:现场管理风险>施工作业风险>工程环境风险。