基于地下水动力学的地铁隧道裂隙水预测分析

针对城市中土岩组合的矿山法地铁隧道的实际情况,文章基于隧道潜水含水体的连续多孔介质模型建立了潜水含水体与裂隙含水体的组合介质分析模型;结合地下水动力学理论,推导了适用于该模型的裂隙水涌水量预测公式,并给出了公式中参数的具体取值方法,提出了该公式在地铁隧道注浆加固断面的涌水量预测中的应用方法。以青岛地铁隧道工程为依托,分别用解析法和数值分析法预测了隧道的涌水量,并与现场试验测量值进行了对比分析。分析结果表明,解析公式预测值误差较小,具有较高的工程应用价值。最后,分析了不同的洞室形状对隧道涌水的影响,得出了在地铁工程中断面形状对涌水量影响较小的结论。基于以上研究,文章推导的解析公式对土岩组合地层中地铁隧道涌水量的预测具有较高的适用性。     

海底隧道涌水量的预测及其应用研究

文章采用理论分析方法,推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式,并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究,采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布,计算出海底隧道的每延米涌水量,并与理论解析解进行了对比分析。结果表明,海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切,而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关;数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致;为了确保海底隧道施工及运营的安全,应采取"以堵为主,限量排放"的治水方案。     

岩溶区隧道特大涌水突泥段帷幕注浆方案研究

为了合理确定岩溶区隧道帷幕注浆参数和注浆方案,文章以广西岑溪至水汶高速公路山心隧道涌水突泥段为依托,通过室内外试验研究,分析了隧道掌子面等部位围岩矿物成分,并基于此采用经验法和综合分析法对地层可注性进行了判别,确定了注浆方式;采用有限元方法对帷幕注浆厚度等进行了计算分析,确定了适用于山心隧道的帷幕注浆参数和设计方案;监测结果表明,采用该方案处治后涌水量降低了约54%,稳定后涌水量达到了设计要求。     

某富水断层隧道涌水治理方案优化分析及工程应用北大核心CSCD

以武九高速高楼山公路隧道为例,针对以断层破碎带为主控因素的隧道突水治理问题展开数值分析研究。基于FLAC 3D有限差分法及流固耦合分析原理,研究了导水洞排水、注浆堵水和排堵结合等不同治理方式对隧道涌水量及围岩稳定性的影响。结果表明:对于富水断层隧道发生A、B级别的大量涌水时,建议同时采取导水洞排水、注浆堵水的排堵结合措施,导水洞设置在近断层处,且与隧道相对距离为0.75(D+l),注浆圈厚度控制在7 m以内,注浆圈相对渗透系数比不超过10,既能降低涌水量,又能保证围岩的稳定性;对于C级涌水隧道,可采取注浆措施,注浆厚度不低于3 m,相对渗透系数不低于20;对于D级及以下涌水隧道,采取常规抽排水措施即可。     

浅埋地铁隧道围岩压力计算方法研究

文章通过对太沙基公式和谢家杰公式局限性的分析,结合浅埋地铁隧道变形、破坏发展规律,提出了一种改进的浅埋地铁隧道围岩压力计算方法,并对该方法与现行计算方法进行了对比分析。结果表明,改进方法计算得到的围岩压力小于谢家杰公式、大于太沙基公式,与工程实际吻合度更好,可为城市地铁浅埋隧道围岩压力估算提供理论参考。     

采用压密注浆定量纠偏运营地铁盾构隧道技术研究

为解决运营地铁盾构隧道受周边建设项目施工影响发生偏移的问题，提出一种可量化回调量的注浆纠偏方法。通过对压密注浆过程的理论研究和有限元分析，重点研究压密注浆对盾构隧道的纠偏机理，提炼出关键参数，建立注浆作用下盾构隧道竖向位移和水平位移的理论模型和计算公式。分析结果表明，地层压密注浆可有效回调运营地铁盾构隧道发生的位移和变形，可采用体积应变法进行压密注浆模拟，隧道位移可通过分层总和法进行计算，纠偏效果主要控制因素为注浆距离、注浆压力和注浆范围。通过对比现场试验及计算公式结果，验证了该理论模型的合理性和结论的可信性。     

浅覆土盾构最小埋深的正交试验分析

盾构隧道上覆土层过薄,将可能出现正面塌方或涌水等严重事故。文章针对目前水下盾构隧道最小埋深计算理论存在的问题进行了分析,给出了考虑抗浮安全系数、土层抗剪强度及管片壁后注浆压力的浅覆土盾构最小埋深的计算公式;同时,采用无空列正交试验分析的方法,对影响盾构上覆土厚度的隧道半径、管片壁厚、注浆压力、上覆土有效重度及有效内摩擦角、土的粘度等因素进行了极差和方差分析,得出了最小埋深的显著性影响因子及其随各因素的变化趋势。研究表明:管片厚度及有效内摩擦角对埋深变化影响不大,注浆压力影响非常显著,对推荐公式的主要影响因素为注浆压力、土的粘度、土的有效重度、隧道半径、土的有效内摩擦角、管片厚度。     

水下隧道复合式衬砌水压特征研究

水下隧道无论在施工期还是运营期,时刻都处于有无限水源补给且水头恒定的水体下,因此水压是水下隧道衬砌结构设计的主要荷载之一。文章通过理论分析、模型试验和对厦门海底隧道现场实测数据的分析,研究了水下隧道复合式衬砌的水压特征。研究表明:(1)仅在考虑隧道排水时,注浆圈才能发挥减小对衬砌水压的作用。随注浆厚度增加,衬砌水压减少,且注浆效果越好,衬砌水压降低越明显,而相应注浆圈分担的水压也就越高,但是注浆圈厚度的无限增大对减少衬砌水压作用甚微,合理的注浆厚度在3~8 m范围内;(2)随着初期支护抗渗性的加强,衬砌水压明显增加。设计时必须考虑初期支护承受一定的水压。初期支护水压主要取决于注浆层与初期支护渗透系数的比值;(3)不论注浆水平如何,不论初期支护、二次衬砌渗透系数如何,二次衬砌水压折减系数的大小关键取决于进入初期支护的水量能被多大程度地排出,即取决于隧道排水量与进入初期支护水量的比值。在确定二次衬砌水压时,还应考虑初始渗流场的影响。研究可为水下隧道和高水压山岭隧道的结构设计提供参考。     

武汉地铁2号线区间隧道超浅埋地层矿山法施工技术

武汉地铁2号线一期工程武昌段区间隧道以矿山法施工为主.其中虎泉至名都站区间隧道存在240 m左右的超浅埋段.洞顶覆盖层厚度基本均小于1倍洞径.且上覆地层为人工杂填土和粘土,人工杂填土层发育有上层滞水.根据超浅埋段地质条件和注浆试验结果,采用了地表注浆、分台阶预留核心土、双排注浆小导管超前支护、钢格栅加强支护、喷混凝土封闭成环、回填注浆等整体开挖施工方案和支护措施.施工监测结果表明:地表沉降及周边建筑物的变形满足相应的控制标准,有效地提高了施工的安全性,取得了较好的施工效果.     

SYS有限元在模拟隧道暗挖施工中的应用

文章针对重庆地铁一号线第八标工程段施工爆管漏水问题，提出了城市复杂环境条件下的软土大跨超浅埋隧道施工方案，并运用ANSYS有限元方法进行数值模拟分析，验证了该施工方案的可行性。     

BIM技术在隧道浅埋段施工中的应用

文章从BIM模型架构的搭建、模型参数的计算等方面,介绍了隧道浅埋段的施工方案,同时对隧道浅埋段的位移特征、应力特征进行了BIM仿真试验分析,并结合广西钦州市钦北区鸡排山隧道工程实例,验证了BIM技术在隧道浅埋段施工中的应用效果。     

合福高速铁路软弱富水浅埋隧道设计技术及工程实例分析

在软弱富水浅埋隧道施工中,如何避免坍塌冒顶事故发生,保证隧道施工安全,在隧道工点设计中非常重要。为此结合合福高速铁路隧道设计分析软弱富水浅埋隧道的主要工程特点,探讨了相关处理措施及其适用条件,介绍了玻璃纤维锚杆、水平旋喷桩、袖阀管注浆、掌子面降水和井点降水的设计参数,为大跨浅埋隧道的设计提供参考。     

浅埋大跨径连拱隧道施工技术研究

文章基于对浅埋大跨径连拱隧道常见施工方案的分析,建立了双连拱隧道施工模型,介绍了施工模型的搭建和模拟分析过程,并结合具体工程实例对所提出的施工模型进行验证,阐述了施工要点、力学结构以及支护措施,同时对浅埋大跨径连拱隧道施工方案进行了优化,使其可广泛应用于不同地质条件下的连拱隧道施工。     

超前小导管注浆布置范围对地铁隧道开挖的影响分析

针对施工中的沈阳地铁工程,开展了超前小导管预注浆环向布置范围对地铁隧道开挖的影响分析.模拟不同的小导管环向布置,对围岩应力、隧道各监测点位移进行综合比较,确定出超前小导管合理布置范围,对类似隧道工程有较大参考价值.     

城市隧道施工期间既有建筑物安全性模糊综合评判

城市暗埋隧道一般埋深浅、断面大,围岩条件差,隧道上方有密集建筑群,施工风险很大。文章针对既有建筑物在隧道施工期间的安全风险问题,综合考虑建筑物自身性能、隧道条件和工程现场实时监测数据三方面影响因素,建立了二级模糊综合评价模型,对既有建筑物的安全性进行了全面、动态评判,根据评判结果确定了合理的建筑物安全防护措施;结合厦门市成功大道梧村山隧道下穿既有建筑物工程实例,对其进行安全评判,并根据评判结果分别采取了不同的应对措施,取得了很好的效果,验证了该方法的实用性和有效性。     

浅埋暗挖地铁隧道地表沉降研究现状

地铁隧道施工的突出特点是地质条件差、干扰因素多、周围环境复杂。相应地,地表沉降则成为浅埋暗挖隧道工程面临的主要安全问题。随着地铁隧道修建理论和技术的发展,国内外学者围绕地表沉降的预测与控制展开了较为深入的研究和探索。文章围绕国内外地表沉降预测与控制的研究现状,对浅埋暗挖地铁隧道的变形预测、施工方法、监测与信息反馈技术展开分析,并提出了今后的发展方向。     

超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析

文章基于唐家塬超大断面黄土隧道工程实例,采用常用的五种围岩压力计算方法分别计算了围岩压力,并与实测值进行了对比分析,得出了现场实测垂直压力与太沙基理论计算结果基本吻合的结论。在此基础上提出了太沙基理论侧压力系数修正方法,并推荐采用修正后的太沙基理论作为唐家塬隧道的围岩压力计算方法。针对现有隧道深、浅埋界定标准的问题,提出了以中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深、浅埋界定数值模拟方法。由此认为,唐家塬隧道为浅埋隧道,隧道深浅埋界限为90 m。     

富水软弱围岩隧道工程施工方案分析

文章以在建岑溪至水汶高速公路均昌隧道为例,采用数值模拟的方法,分析不同工况条件下帷幕注浆技术在富水软弱地层隧道工程施工中的作用,并对施工引起的围岩变形特征、地表变形特征及掌子面涌水量变化特征进行研究。结果表明,设置5 m帷幕注浆圈后,隧道施工过程中的拱顶沉降、水平收敛及地表沉降显著减小,并且可以有效阻断地下水的渗流通道,对隧道施工方案的确定有一定的指导意义。     

注浆处治盾构下穿建筑物渗水沉降的效果分析

天津地铁3号线盾构下穿某既有建筑物时因地下水渗漏引起建筑物沉降,文章以注浆抬升处治工程为研究对象,结合监测数据,采用数值模拟方法分析了在隧道渗水条件下注浆抬升既有建筑物的效果,在此基础上分析了注浆点位置、注浆时间对注浆抬升效果以及对隧道的影响。研究结果表明:浅孔注浆时补偿注浆率较高,所需注浆量明显低于深孔注浆,但补偿注浆率波动程度较大,建筑物倾斜显著增加;深孔注浆时注浆压力导致隧道弯矩急剧增大,为浅孔注浆时的3.7倍,隧道弯矩影响范围均约为注浆区宽度的1.5倍;适当增加单次注浆时间,建筑物倾斜增量较小,且建筑物测点抬升量显著增加,补偿注浆率明显增大,注浆抬升效果更好。     

浅埋暗挖法设计理论论述

王梦恕院士在多年工程实践和理论研究的基础上,著成我国第一部全面系统论述"浅埋暗挖法"理论、设计、施工的专著--<地下工程浅埋暗挖技术通论>,对浅埋暗挖技术的理论基础、工程理念、设计与施工方法进行了全面论述.浅埋暗挖设计理论其创新点可以概括为隧道埋深的界定及荷载计算、隧道断面型式确定、邻近地下工程及其穿越方式、断面衬砌设计、结构防水设计、结构设计计算、预支护设计及网构钢拱架设计,并提出了浅埋暗挖法理论设计原则,形成了一套完整的浅埋、超浅埋隧道与地下工程设计、施工理论体系.