邻近上覆空洞浅埋隧道施工引起的地层变形和破坏特征

地层空洞的存在会严重降低围岩的整体性,在浅埋地铁隧道的施工扰动下,极易发生失稳破坏,诱发地面塌陷事故。针对城市浅埋地铁隧道上方存在空洞地层的问题,通过三维数值模拟和模型试验对空洞大小及空洞与隧道间净距对地层变形的影响进行了研究。数值模拟研究结果表明:地层空洞导致地表沉降呈现出不同程度的增大,并且空洞越大、净距越小对地层变形影响越显著;对于较大直径的空洞,空洞与隧道间存在一临界净距,当净距小于临界值时,地表沉降随着净距增大而减小,当净距大于临界值时,地表沉降随着净距增大而增大,并且空洞越大临界净距越小;对于小直径空洞,随着净距增大,地表沉降只呈现出逐渐减小的规律;空洞与隧道周围塑性区扩展贯通导致地层发生整体失稳,以及空洞周围塑性区发展至地表导致局部塌方是隧道上方含空洞地层两种典型破坏模式。模型试验得到的净距对地表沉降的影响规律与数值模拟结果基本一致,说明模型试验结果的合理性。研究成果可为含空洞地层中隧道施工地层变形控制研究提供参考和借鉴。     

地铁设备限界自动成图系统的开发与应用

根据《地铁限界标准》中的地铁设备限界计算原理,对车辆限界、设备限界的算法进行简化改进,计算出车辆限界、设备限界坐标。以Microsoft Visual Basic 6.0为开发平台,实现直线段和曲线地段地铁设备限界自动计算、自动设计、CAD图的自动绘制,以提高设计效率。通过在北京地铁6号线西延工程初步设计中的应用,验证该算法的可行性和系统使用的灵活性。     

深圳地铁富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征研究

为研究富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征,文章通过室内试验对深圳地铁国贸至老街区间隧道的地层物理力学参数进行了测定和分析,结果表明:(1)该区域地层存在较大孔隙和微裂隙且相互贯通,土体压缩性高,固结沉降大;(2)地层倾向于散粒体,含水量大且含砂多,施工排水易冲刷夹带松散颗粒而导致地层损失难于控制;(3)地层强度低,隧道开挖时围岩稳定性差。以上因素导致此类地层具有开挖影响范围广、地层沉降大并易发生地表塌陷的显著特征。实测地层沉降验证了试验结论的正确性,国贸至老街区间隧道开挖引起的地表沉降最大值约为193.5 mm,地表沉降槽宽度约为80 m,并发生了2次地表塌陷事故。可见,隧道开挖引起的地层沉降与地质条件密切相关,通过地层物理力学特性预测隧道开挖引起的地层沉降是必要的和可行的。     

基于岩体锚固系统的锚固作用机理认识

针对目前以锚杆为主体来解释其作用机制存在的弊端,提出了岩体锚固系统的概念.为认识岩体锚固系统的锚固作用机理,建立了岩体锚固系统的串并联系统模型,并分析了构成锚固系统的4个单元要素之间的相互作用关系.最后提出了锚固系统控制围岩体结构作用原理的4个效应.     

浅埋暗挖车站上穿施工影响的既有隧道变形规律

北京地铁5号线东单站近距离垂直上穿既有1号线地铁区间隧道.对既有隧道底板实测位移进行研究,分析受浅埋暗挖车站上穿施工影响的既有隧道变形规律.结果表明：受新建车站上穿施工扰动,既有隧道呈上浮变形且无明显扭转现象;采用Peck公式对既有隧道底板上浮变形进行拟合,结果与实测值较吻合,说明在上穿施工扰动下既有隧道变形与天然地层变形类似,符合Peck曲线变形规律;拟合得到地层损失率为0.034％～0.097％,地表处沉降槽宽度系数值为0.34～0.68.     

不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测

为研究盾构隧道管片接缝不同错台量对复合型密封垫防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,在不同错台量条件下分别从密封垫-密封垫接触面和密封垫-密封槽接触面2 个方面分析复合型密封垫防水渐进失效机制,同时基于阿累尼乌斯方程的“P-T-t”三元模型对复合型密封垫长期防水性能进行预测。研究结果表明: 1) 复合型密封垫遇水膨胀橡胶块发生膨胀作用,能够有效增加密封垫间接触面应力,并且密封垫渗漏处主要出现在密封垫与密封垫接触面上; 2) 对于密封垫与密封槽接触面防水能力,随着接缝错台量的增大,对遇水膨胀橡胶块膨胀作用的影响显著; 3) 管片接缝间的张开量和错台量对复合型密封垫的长期防水性能影响显著,并且复合型密封垫长期防水性能随着老化时间先急剧下降后达到平稳状态。     

浅埋地铁施工地表沉降监测分析

以北京地铁4、10号线黄庄站工程实例,通过对施工过程中监控量测结果的分析,总结在浅埋暗挖法施工过程中地表沉降产生的原因及沉降规律。对影响地表沉降的各种因素进行分析,针对施工对周边环境的影响,提出控制地表沉降的措施,对4号线后续工程施工以及10号线黄庄站施工起到指导作用。     

浅埋暗挖车站施工地表沉降实测分析

以北京地铁四号、十号线黄庄站工程为背景,结合现场施工量测结果,阐述了四号线在浅埋暗挖法施工条件下地表沉降产生的原因及沉降规律,分析了影响地表沉降的因素,并提出控制沉降的措施。     

近接施工上覆既有车站变形动态反分析及预测

北京地铁新建4号线宣武门站分离式双洞隧道近距离垂直下穿既有2号线车站,是4号线全线建设的控制性工程。为保证施工顺利进行,需对施工引起的既有车站变形做出合理预测。为此,引入位移反分析方法,依据施工计划建立模拟动态施工过程的有限元模型,根据试验段确定"反分析前两个施工步既有车站的实测位移,确定计算参数,进而预测下一施工步既有车站变形"的动态位移反分析预测方案,对剩余施工步序中既有车站的变形进行预测及分析。采用该方法预测既有车站最大变形的误差为0~2.16 mm,预测最大差异沉降的误差为0.12~2.59 mm,比正分析方法预测准确;同时,该方法的预测准确性受新建隧道施工方法的影响,在前后两个施工步施工方案相似的情况下,预测准确度高,反之则会相应地降低。     

高速铁路路基与边坡结构安全光纤传感监测试验

研究采用光纤传感技术实现对高速铁路轨道、路基、桥梁、隧道、边坡和涵洞等工务设施进行结构安全监测的可行性．将光纤传感器嵌入到边坡及路基结构模型中进行试验．研究表明,光纤传感技术具有实时、远程、在线和连续监测的功能特点,能够满足高速铁路工务设施结构安全信息采集的需要．基于光纤传感的安全监测技术,结合对监测信息分析评估的方法和软件系统,能够应用于高速铁路工务设施的安全状况评估．