三类勘察场地地裂缝活动对地铁隧道的影响

以地铁隧道穿越西安三类勘察场地的地裂缝为研究原型,分析了地裂缝的发育特征;运用数值模拟方法,研究了三类场地地裂缝不同活动量值引起的地层应力场、破坏区域和位移场的变化特征,计算了地裂缝的影响区域范围,解析了地裂缝带活动对地铁隧道结构产生的破坏特征,并提出了相应的工程对策。研究结果表明:地裂缝活动造成其两侧地层的竖向应力呈近似反对称的分布形态,地层应力的变化增量随上盘沉降的增加而增大;通过综合分析位于地铁隧道拱顶和拱底埋深处地层的竖向应力变化特征,得到三类场地地裂缝上盘和下盘的主要影响范围分别为0~20m和0~15m,经对比验证,与物理模型试验结果一致;下盘靠近地裂缝的区域发生剪切破坏,且破裂逐渐向上扩展,最终形成一条与地裂缝呈18°夹角的剪切破坏包线,其中间包含的范围为剪切破坏的集中区域;地裂缝活动导致两侧土体发生位移突变,形成2个类似"活动楔体"的变形区域,且该区域范围逐渐扩大;上、下盘隧道的差异沉降随着地裂缝错动量的增加而增大,当地裂缝活动量达到20cm时,造成整体式地铁隧道呈"S"破坏形态;为适应三类场地地裂缝活动引起的大变形,建议地铁隧道结构采用分段设置特殊变形缝加柔性接头处理等措施进行设防。     

软流塑地层地铁隧道暗挖施工技术

南京地铁鼓楼站一玄武门站区间北端停车渡线段长333．586m，最大跨度17．358m，隧道间距小，质粉质粘土层．覆土厚度8～9m，穿越地面建筑群和地下管线网。穿越浅埋、松散地层，并在楼房下的大断面隧道施工和软流塑地层浅埋暗挖隧道施工，国内外均视为难点工程。施工中采用大管棚辅以小导管超前支护，掌子面深孔注浆及多分部法等综合技术，保证了施工安全和工程质量。     

穿越活动断裂带隧道抗错断措施研究

川藏铁路隧道工程穿越诸多活动断裂带,断裂带的蠕滑是一个长期缓慢的活动过程,蠕滑的累计位移效应会严重的影响隧道的安全.以川藏铁路通麦隧道为工程背景,提出了两种抗错断措施,分别设置变形缝和柔性缓冲层,通过有限元三维模型研究两种抗错断措施的工程效果,重点关注隧道衬砌的位移变化和应力变化.结果表明:1)在活动断层与上下盘交界面附近的衬砌易产生位移突变,且此范围内会产生明显的应力集中现象;2)无法依靠仅设置变形缝或设施隔振层而明显减少活动断裂带蠕滑所造成的衬砌位移,从数值上来看,隧道位移极值排序为:设置变形缝工况设置变形缝和柔性缓冲层工况无措施工况设置柔性缓冲层工况;3)设置变形缝和设置柔性缓冲垫层均可以减小衬砌应力,而设置变形缝的抗错断效果高于设置柔性缓冲垫层.     

柔性接头地铁隧道穿越地裂缝的地震响应

采用振动台模型试验,模拟地震荷载和地裂缝场地沉降,分析了穿越地裂缝区域且设置柔性接头的分段地铁隧道的动力响应,研究了地裂缝场地沉降、裂缝发育特征、地铁隧道加速度响应特征、土压力与隧道各区段不同部位的应变规律。分析结果表明:由地裂缝场地沉降与地震荷载耦合作用所产生的差异沉降和裂缝多集中于柔性接头部位;各区段地铁隧道间的运动具有一定独立性,上盘靠近地裂缝的地铁隧道的加速度峰值是下盘隧道的3.2倍;距离地裂缝越近土压力越大,且在耦合荷载作用下,上盘土压力是下盘土压力的6.7倍;地铁隧道各区段左右拱腰应变较大,底板处应变次之,拱顶部位应变较小;柔性接头设置后各区段应变增率减小,在距离地裂缝较近部位未出现明显的应变增加现象。可见,在地震荷载与地裂缝场地沉降耦合作用下,柔性接头能够减小地铁隧道地裂缝位置处的集中应力与地裂缝场地的变形。     

考虑主槽移位的盾构隧道冲刷边界确定及管片优化

河道主槽演化影响着流域范围内工程活动的环境边界。兰州地铁穿越黄河区间通过强透水、大水头、弱胶结巨厚砂卵层,依据水力和能量方程法推算百年水位和河道流量,继而推求主河槽移位条件下工程断面的最大冲刷线,以此明确隧道结构的应力及位移边界。最后,基于不同冲刷条件下管片的力学响应,对管片设计提出分区分段的设置原则,为穿越江河隧道的管片设计提供优化思路,并达到安全、经济设计目的。     

南京地铁4号线某砂性地层隧道抗震设计分析

南京地铁4号线某区间隧道穿越砂性地层,局部土层震动易液化.针对穿越该区间地层特点,采用反应位移法进行结构抗震分析,并与静力荷载作用下的工况相比较,根据计算结果针对结构及液化地层采取相应的设防措施,确保工程施工安全.     

地铁盾构隧道下穿城市公园地基加固宽度分析

为改变居住环境和生态环境,往往公园等大型公共用地的规划是动态变化的,例如公园内假山等景观的建造或拆除。对于地铁盾构隧道下穿该区域来说,运营阶段上覆荷载的改变,会使得结构横断面变形过大。后续的建设规划同地铁盾构隧道结构安全性之间存在矛盾。为解决这一矛盾,需要在地铁盾构隧道建设期进行地基加固。通过工程调研,分析了上海地铁盾构隧道在上覆荷载发生变化时,横断面变形现状;采用ABAQUS三维有限元,选取某典型软土地区深厚淤泥质土层断面,研究了盾构隧道下穿公园区域内假山建造和穿越土层性质对地基加固宽度的影响。结果表明:地基加固需分段考虑且山体高度不能超过3.5 m。隧道全断面穿越淤泥土层,山体高度小于3.5 m时,拱腰两侧加固3 m较为合适;穿越淤泥质粉细砂层,该宽度可减小至1 m;穿越粉质黏土层,拱腰两侧可无加固宽度。     

地铁盾构隧道施工对地表沉降的影响分析

以郑州市轨道交通5号线某区间盾构隧道开挖工程为例,采用FLAC3D数值模拟软件进行建模分析,将数值模拟软件得出的隧道开挖引起的地表沉降值与实际测量的数值进行对比,得到以下结论:隧道拱顶处沉降最大,拱底处隆起最大;研究断面的横向沉降均呈W形分布;断面一地表最大横向沉降值为14.6mm,对应的数值模拟得到的最大横向沉降值为14.2mm;断面二地表最大横向沉降值为7.6mm,对应数值模拟得到的最大横向沉降值为7.2mm,可知横断面沉降的实测值和数值模拟值吻合度较好,说明数值结果比较可靠。对于地表纵向沉降,开挖过程中,掌子面前方一定距离处地表形成隆起,这与盾构机与土体之间的摩擦有关,在开挖之后距离掌子面20m左右地表沉降基本趋于平稳,左右线的实测值与数值模拟值吻合度良好。断面二隧道穿越的粉质黏土厚度比较大,且自稳性较好,故断面二沉降要小于断面一的沉降,因此隧道开挖面处的地层特性对盾构开挖的稳定性十分重要。     

高速公路隧道水平层状围岩锚杆支护参数优化研究

公路隧道穿越水平岩层施工过程中极易出现平拱、拱顶离层破坏、拱顶弯折内鼓等现象,而利用系统锚杆的"组合梁"作用可以极大减少水平岩层的拱部掉块,保证施工质量。以大梁峁特长公路隧道K81+300～K83+308段为工程依托,在对大梁峁隧道断面围岩的物质组成、结构特征、变形破坏机理分析的基础上,利用有限元数值模拟方法对原锚杆支护方案进行了优化,提出锚杆设置范围宜为拱部160°、锚杆长度为3.5m,边墙的系统锚杆可以根据实际施工情况不设或少设,并通过现场试验数据进行了验证,进一步证明了锚杆支护优化设计合理,效果显著。     

回填土区浅埋盾构隧道开挖地层响应分析

为分析回填土地层中浅埋盾构隧道的土舱压力设置对地层变形的影响问题,根据重庆轨道交通五号线北延伸段工程区间隧道施工过程建立盾构施工数值模型,设置监测断面,对不同开挖阶段和不同土舱压力下的地层变形情况和沉降曲线进行了提取和分析。研究结果表明：在依托工程条件下,盾构隧道掘进施工过程中引起的地表沉降槽幅宽在3倍洞径左右,土舱压力取值为0.125MPa左右时对地层变形的影响最小。     

浅埋小净距后行盾构掘进控制和变形分析

为研究小净距段后行盾构掘进引起先行隧道变形的规律,验证预先施做隔离桩对控制变形的实际效果,以某国红线轻轨盾构通过Herzl街浅埋小净距为例,详细阐述后行盾构掘进控制措施。通过对监测数据和掘进参数分析对比,得出:①小净距后行盾构掘进导致先行隧道产生不均一的水平方向位移,靠近后行隧道一侧位移远大于远离后行隧道一侧;②先行隧道位移过程中依次经历缓慢变形,急剧突变,峰值持续,明显回缩和趋势稳定5个阶段;③隧道间施做隔离桩可减小后行盾构掘进对先行隧道的影响,表现为减缓位移趋势和降低位移峰值;④后行盾构掘进合理参数选择对控制先行隧道位移至关重要。     

发达隧道施工阶段大变形监测及补强方案介绍

广西百色至罗村口高速公路发达隧道因地形、地质、水文条件的影响,隧身结构受到浅埋、偏压、滑坡、地下水等不良地质的综合作用,开工前设计补充技术措施,掘进后对地表、洞身结构跟踪监测,积累了完整翔实的第一手资料,掘进100多米后,考虑山体、地表、洞身严重变形等情况,再次采取补强措施,使隧身变形情况得到控制,保证了结构质量和工程的顺利开展。可为同类地形、地质条件的隧道选址、设计、施工提供参考。     

双侧壁导坑与 CD 法对超大断面隧道开挖影响分析

随着高等级公路的大量建设,超大断面隧道不断涌现。目前对超大断面隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究仍然不足。以郑州市中原路西延线韩门超大断面隧道为工程依托,采用有限元分析方法,对超大断面隧道开挖过程进行有限元模拟,揭示双侧壁导坑法与CD法开挖方式下隧道围岩的变形规律、应力分布特征等,为超大断面隧道设计和施工提供理论依据,并通过现场监测予以验证。揭示大断面隧道开挖变形机理,优化施工技术,以指导超大断面隧道设计和施工。     

大断面黄土隧道初期支护合理施作时机

支护结构的合理设计是大断面黄土隧道设计的关键环节,结合在建铁路黄土隧道,采用数值模拟,分析大断面黄土隧道在不同初期支护时机情况下,支护结构、围岩受力状态和力学行为的变化情况．以控制围岩变形为核心,对大断面黄土隧道施工中,初支施作时机的选择给出了合理的建议．通过现场监测手段,得到了黄土隧道初期支护受力规律：黄土具有明显的流变特性,支护结构的受力很大一部分来自围岩流变产生的附加荷载;支护结构受力在空间分布上并不均匀对称,这些在设计中都应加以考虑．     

土压平衡盾构隧道引起的地表沉降规律研究

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题。以广州地铁3号线某盾构区间隧道为研究对象,运用三维有限差分法对盾构施工过程中影响地面沉降的因素——土舱压力、盾尾注浆压力和地层损失率进行较为系统的研究,可得出结论：影响盾构隧道地表沉降最大的因素为地层损失和注浆压力,增大土舱压力对降低隧道地表沉降的作用非常有限。     

隧底隐伏岩溶探测及加固处理措施研究

针对宜万铁路16标段三岔口大断面隧道的特殊复杂地质条件:隧底节理裂隙异常发育,溶蚀严重,岩体破碎夹泥,且有多处不规则岩溶等情况,采用钢花管注浆对隐伏岩溶、溶槽、破碎带进行加固处理,通过注浆钻心取样评定检查,该段基底承载力达到了设计要求,有效避免了雨季施工产生涌水、突泥岩层产状较缓和因岩溶带来的安全隐患.     

隧底隐伏岩溶探测及加固处理措施研究

针对宜万铁路16标段三岔口大断面隧道的特殊复杂地质条件:隧底节理裂隙异常发育,溶蚀严重,岩体破碎夹泥,且有多处不规则岩溶等情况,采用钢花管注浆对隐伏岩溶、溶槽、破碎带进行加固处理,通过注浆钻心取样评定检查,该段基底承载力达到了设计要求,有效避免了雨季施工产生涌水、突泥岩层产状较缓和因岩溶带来的安全隐患.     

超大断面隧道施工监控量测技术

轨道交通TBM调头段新奥法施工具有开挖断面大、变形控制要求高等特点,常规的监控量测方法实施受限.文章介绍了全站仪非接触测量的方法,借此判断围岩的变形情况并进行数据回归分析;同时还对地表沉降、围岩压力、锚杆轴力和爆破振动等进行了常规监测.在确保施工安全的同时,判定实施二次衬砌支护的时机,供类似超大断面隧道监测参考.     

土压平衡盾构双线隧道施工引起的地表沉降规律研究

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到了广泛的应用，由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中非常关注的问题。以广州地铁三号线某盾构区间的两条水平平行隧道为研究对象，运用三维有限差分法对盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降进行了较为系统的研究，得出了两条盾构隧道开挖面距离、注浆压力的大小对地表沉降的影响规律，取得了一些新的认识和具有实用价值的研究成果。     

关角隧道大变形处理技术

关角隧道全长32.645 km,为目前国内在建的最长的单线铁路隧道。隧道通过区岩性极其复杂,沉积岩、岩浆岩、变质岩三大岩类均有出露,断裂构造极为发育,通过大小不等断层共17条,其中二郎洞断层束长达2 355 m,且具有一定的高地应力。受复杂地质的影响,关角隧道施工中发生了不同程度的大变形,最大变形达到了505 mm,现场对发生变形段采取了横撑、长锚杆、径向注浆、二次支护等措施进行加强,对未开段采取了加强初期支护、双层初期支护、调整初期支护曲率等措施来抑制变形并取得了成功。