高寒地区地铁隧道沉降规律研究

以哈尔滨地铁3号线湘会暗挖区间右线隧道施工监测为背景,通过对地铁施工过程中地表沉降监测点和拱顶沉降监测点累计沉降值的分析,总结哈尔滨地铁在隧道开挖过程中地表沉降和拱顶沉降的变化规律。发现隧道开挖过程中纵向地表沉降主要发生在上台阶掌子面通过监测断面前1.6 B(B为洞宽)到通过监测断面后4.8 B范围内,并对比冻融对地表沉降造成的影响;横向地表沉降主要发生在距隧道中心线两侧3.2 B范围内,给出横向地表沉降数学表达式并计算出沉降槽宽度参数建议值为k = 0.78,其结果与实测结果吻合较好;隧道内拱顶沉降主要发生在上台阶掌子面通过监测点前1.6 B到通过监测点后3.2 B范围内;隧道内初期支护体系的设置对控制拱顶沉降有明显作用。     

杭州地铁1号线越江隧道累积沉降研究

列车荷载作用下软土地区盾构隧道的长期沉降问题不容忽视。针对杭州地铁1号线越江隧道工程,基于经验拟合的理论计算公式,并结合动三轴试验、有限元分析等手段,计算分析隧道下卧土层的不排水循环累积塑性变形和累积孔压消散引起的固结变形;采用分层总和法对隧道的车载累积沉降进行计算,分析得到隧道的长期沉降规律,以期为隧道的长期沉降控制提供指导。     

盾构隧道结构长期沉降研究综述

从已经出版的文献中可以发现,目前对盾构隧道沉降的研究主要集中在施工期隧道结构和地层的短期沉降及地层的长期沉降,但对隧道结构长期沉降研究的成果却不多.为着眼于隧道结构长期沉降的研究,首先分析了隧道结构长期沉降的主要因素,并对8个主要因素分别进行了讨论,对各因素的影响程度进行了定性的比较;然后对目前隧道结构长期沉降的研究方法及预测方法进行了总结,并对目前研究的不足之处进行了讨论.     

两种超前预支护技术控制地层沉降效果对比研究

针对广州市城市街道人行隧道在施工过程中实测地表沉降量超出容许沉降量 ,为分析其原因和寻求更合理方案 ,利用三维有限元对该隧道的施工过程分别进行了实际方案和对比方案的计算模拟 ,通过计算结果的对比分析 ,指出原方案的不适用性 ,而采用水平旋喷桩对整个隧道周边地层进行加固处理则可以有效地控制地层沉降。     

城市隧道下穿电缆隧道时的数值计算分析及变形沉降预测

针对城市隧道下穿电缆隧道进行了数值计算,分析了隧道开挖过程中电缆隧道的变形沉降和应力分布,以及地表沉降槽的开展情况的建议措施。计算结果与施工实际结果比较接近,为该工程施工提供了依据和指导作用,也可供类似工程参考。     

软土地区地铁矩形隧道长期沉降规律及预测

针对运营中的软土地区某地铁区间矩形隧道的病害发展情况,从大量监测数据入手,分析研究隧道变形发展在各个时期的规律(结构自身应力平衡、土层固结、周边环境变化),发现该区域隧道变形主要受软弱地质条件及周边物业开发影响。同时,针对计算结果,分析该隧道各个区段沉降发展趋势,认为在无外部影响情况下,隧道沉降呈收敛趋势。为该隧道的沉降治理提供有效的理论依据,也为类似工程提供参考。     

采用随机介质理论改进方法计算平行双线盾构隧道的沉降

地下工程施工引起的土体沉降可能会对地面建筑以及地下构筑物的安全造成影响。先开挖的隧道对于后开挖隧道的沉降变形有影响,隧道断面的收缩变形也不是均匀的,因此在随机介质理论中加入了考虑隧道断面不均匀变形的系数,以及先开挖隧道对后开挖隧道的影响系数,采用随机介质理论改进方法,对双线并行盾构隧道造成的地面沉降预测进行了分析。结合工程实际,对比分析了随机介质理论改进方法的计算结果、一般计算方法的计算结果和实际观测数据。分析结果验证了随机介质理论改进方法的合理性。     

大跨隧道下穿建筑物施工方案对比分析及施工技术

以洛阳周山隧道下穿村庄民房为工程背景,采用FLAC3D建立三维数值模型对比分析了三台阶法和CD法下穿施工引起建筑物变位、隧道支护受力及隧道周边地层塑性区分布规律等,确定采用CD法施工。在施工过程中对建筑物沉降进行监测,结果表明,建筑物沉降规律与数值模型计算结果吻合较好,保证了建筑物的安全。     

盾构下穿铁路箱涵施工变形控制技术研究

结合南昌地铁1号线区间隧道在丁公路北站—师大南路站区间下穿京九铁路箱涵桥工程,采用有限差分程序对盾构施工过程中土层及结构的变形进行了仿真计算,分析了隧道施工对铁路桥、公路路面与轨道结构的影响。计算结果表明,框构桥的整体沉降最大沉降量超过标准限值,必须对框构桥底板下部土层进行加固,建议检测框构桥底板脱空程度,及时进行注浆加固处理,以保证地铁隧道安全顺利穿过运营铁路桥。     

填海区地铁盾构隧道下穿公路施工地层沉降规律的数值模拟

以深圳地铁2号线盾构隧道下穿填海区滨海大道公路为背景,利用非线性有限元分析软件ABAQUS建立三维有限元模型,研究在隧道施工扰动下,地表的横向沉降和纵向沉降、地层的水平位移和分层沉降的变形规律.仿真计算结果表明:在隧道横断面方向上地表沉降近似呈正态分布,在纵断面方向上地表沉降槽宽度约为15.0 m;距隧道开挖面越近,地层水平位移受车辆荷载和隧道开挖扰动越大;在车辆荷载作用区域,地表沉降和地层水平位移均大于非车辆荷载作用区域,地层的分层沉降和沉降槽宽度均随着地层埋深增加而减小,地层的上部沉降普遍大于下部;在非车辆荷载作用区域,隧道中心线上方的土体沉降随着地层埋深的增加而增加.     

郑西客运专线路基工程沉降观测方案

研究目的:湿陷性黄土路基施工过程中的沉降观测对确定无碴轨道的施工时间起着决定作用,要对路基沉降作出比较准确的评价,就需要制订一种有效的观测方案。研究方法:首先要配备必要的人员和高精度的检测仪器、确定需要观测的内容、布置合理的观测断面、确定观测频率;沉降观测包括基底沉降观测、水平位移观测、路堤坡脚沉降观测和路堤顶面观测四方面,根据测量结果进行沉降推算,以确定最终沉降值和堆载预压的卸载时间。研究结果:实测沉降推算通常可采用双曲线法和对数曲线法来进行并建立沉降与时间的关系曲线,按实测沉降推算或沉降的反演分析法来分析和推算总沉降量、工后沉降值以及后期沉降速率,并分析推算最终沉降完成时间。研究结论:为路基工程沉降观测提供了一种有效的观测评价方法,希望得到推广。     

路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。     

城市轨道交通路基沉降与无砟轨道轨面不平顺映射关系

路基沉降会影响轨面不平顺,为了分析路基沉降与无砟轨道轨面不平顺间的映射关系,基于温克尔弹性地基耦合梁理论和有限元方法,建立考虑层间接触非线性整体道床轨道梁-体空间有限元模型,对轨道自重荷载和设计列车动荷载作用下轨面不平顺与路基沉降间映射关系展开研究,并在此基础上,提出城市轨道交通无砟轨道线路路基不均匀沉降的安全限值。分析结果表明:路基发生不均匀沉降时,无砟轨道结构在自重荷载和列车动荷载作用下发生跟随性沉降变形,且各层沉降幅值从上到下依次增大;路基沉降幅值越大轨面不平顺越明显,20 m沉降波长条件下,沉降幅值超过25 mm时轨道结构与路基间易形成脱空;轨面不平顺对路基沉降波长也极为敏感,20 mm沉降幅值条件下,当沉降波长超过25 m时路基与轨道结构间脱空现象明显缓解,此时轨面不平顺基本可与路基变形保持一致。     

铁路有砟轨道下沉破坏研究进展

轨道累积下沉是轨道不平顺发生、发展的根源,是各种线路病害的动力源,由此形成以轨道下沉研究为主体的轨道下沉破坏理论。轨道下沉破坏研究是轨道管理基础研究工作中的重要内容。国内外对有关轨道累积下沉特性及下沉影响因素等问题给予高度重视,曾进行广泛研究。本文综述国内外关于轨道下沉破坏的研究历史与现状,主要包括轨道下沉试验研究、轨道下沉破坏仿真计算研究和轨道下沉与轨面高低不平顺发展关系研究。通过总结和分析,明确国内外研究状况和发展动向,对比国内轨道管理基础研究状况,指出我国为适应现代轨道养护维修管理需要在轨道下沉破坏方面进一步重点研究的问题。     

地铁车站风道洞桩法施工对地层沉降的影响

以北京地铁8号线某区间站PBA(洞桩法)工法施工为背景,通过FLAC3D数值模拟软件对小导洞开挖顺序进行模拟,得到其最优的施工方案。模拟结果表明:优先施工下层导洞的方案三和方案四产生的地表沉降和拱顶沉降小于优先施工上层导洞的方案一和方案二;同层导洞不同的施工顺序也会对地表沉降和拱顶沉降产生不同的影响。最后通过四个施工方案产生的地表沉降和小导洞拱顶沉降的对比,确定采用方案三进行施工。方案三模拟数值与现场监测数值比对结果表明,二者沉降趋势和沉降量都相差不大,验证了模拟结果的可靠性。     

盾构下穿掘进施工对建筑物影响分析

以合肥地铁1号线葛望区间下穿三层框架结构为工程背景,运用MIDAS/GTS软件建立数值分析模型,模拟盾构掘进对上覆建筑物的影响。结果表明:横断面最大累计沉降值发生在两隧道对称轴线上,沉降槽基本呈正太分布曲线;纵向沉降曲线所呈现的规律与上部无结构荷载影响时基本一致;上部建筑结构沉降曲线包括3个平稳和2个剧变阶段,且二次沉降规律明显;上部建筑物荷载对沉降槽宽度及反弯点的位置影响不大,最终沉降会明显增大;地表最大沉降随偏心比e₀的增大逐渐降低,当e₀=1.5时,隧道的最大沉降与上部无结构荷载影响时基本一致,但沉降槽宽度相比而言有所增大;先掘进建筑物下伏隧道、增大注浆压力有利于控制上部建筑物的沉降变形。     

砂-黏复合地层盾构地表沉降分析及沉降槽宽度系数修正

以深圳地铁11号线宝安站—碧海站区间为工程背景,选择具有正态分布性质且能考虑沉降槽偏移的高斯峰值函数,对该段地表实测沉降数据进行曲线拟合,分析砂-黏复合地层条件下盾构掘进引起的地表沉降规律;并结合国内外沉降槽宽度系数的计算理论,提出砂-黏复合地层沉降槽宽度系数。结果表明:高斯峰值函数拟合的沉降槽曲线与砂-黏复合地层条件下的工程实际更为契合;通过选取合适的参数,可以运用日本学者竹山·乔公式对砂-黏复合地层地表最大沉降值进行预测,砂-黏复合地层地表最大沉降值随土的弹性模量的加权平均值的增大而减小;提出的砂-黏复合地层沉降槽宽度系数更能反映砂-黏复合地层特征,使沉降计算值更准确。     

高速铁路强夯地基沉降的离心模型试验研究

为准确掌握中等压缩性土地基在路堤荷载下的沉降变形规律,应用TLJ-2型土工离心试验机模拟强夯加固地基,研究高速铁路中等压缩性土地基的附加应力和分层沉降特征。通过与现场填筑试验对比,分析离心模型试验预测原型地基分层沉降的精度,提出沉降修正系数取值范围,为今后中等压缩性土地基加固技术优化提供借鉴。结果表明:路基基底中心应力比路肩下大,符合柔性基底应力分布形式;附加应力随地基深度增加而减小,强夯影响深度内附加应力衰减较快,而影响范围以下衰减减缓;铺轨运营550d后,地基工后沉降逐渐趋于稳定,工后沉降值远小于施工阶段地基的总沉降;离心模型试验预测地基单位分层压缩量的精度较高,而对于不同施工阶段离心模型试验预测地基沉降的精度存在差异,沉降修正系数的引入能够较为真实地反映现场地基沉降特性。     

列车荷载作用下深厚饱和软土盾构隧道沉降分析

软土地层盾构隧道运营期沉降一直是工程界关注的重点问题。结合工程实例,采用不排水循环累积变形理论、循环三轴试验参数和简化动力有限元及分层总和法,分析深厚软土地层盾构隧道在运营期列车荷载作用下沉降响应。分析成果表明,隧道埋深越浅、隧底软土地层越厚,则运营期沉降越大;就沉降速率来看,隧道在运营期最大沉降速率将在隧道运营后的初期出现,且地层越差,沉降量越大,沉降速率越小,沉降稳定时间越长;采取一定沉降控制措施后,深厚软土地层盾构隧道在运营期列车循环荷载作用下的沉降是可控的。针对本项目的特点,结合分析成果,合理确定深厚软土地层盾构隧道沉降控制措施。     

软土地区盾构隧道下穿铁路干线引起的线路沉降规律分析

软土地区盾构隧道下穿铁路干线引起的上方铁路线路沉降规律与一般情况下盾构推进引起的地面沉降规律有较大的不同。基于某地铁隧道工程实例,对隧道下穿铁路的施工期及其后续阶段的线路沉降进行观测。根据观测数据,从沉降发展的时间历程、施工各阶段沉降量所占比例和地面沉降槽的特征3个方面进行了分析研究。结果表明:此类工程的地表沉降规律特点主要是后续沉降量在总沉降量中所占比例相当大,并且其沉降达到稳定需要的时间远比通常情况要长,最终沉降量的大小几乎完全由后续沉降决定;此外,其沉降变形槽的深度和广度也更大,而且后推进的隧道上方沉降尤为显著。