断面测量系统在隧道围岩变化量测中的应用

研究目的:采用徕卡断面测量系统对隧道围岩净空位移变化进行量测,该断面测量系统的机载软件能自动采集隧道围岩净空位移变化数据,再利用其后处理软件进行数据分析与处理,可以快捷地获得隧道围岩变化量测结果,并以准确直观的图形和数据表输出,为隧道围岩的稳定性判断和施工提供依据。研究结论:采用断面测量系统进行围岩净空位移量测是可行的,在判定隧道围岩的稳定性、支护效果、发现变异等方面取得了良好的效果,保证了数据的准确性和可靠性,减少了人为误差,为隧道施工提供了科学合理的数据依据,保证了施工安全和施工质量,加快了施工进度,也为优化隧道设计提供了重要依据。     

计算机辅助测量在铁路隧道断面测量中的应用

铁路隧道断面测量及洞室变形监测的数字化已经成为人们重点研究的课题 ,文章介绍了如何利用计算机辅助测量技术来测量铁路隧道断面的新方法 ,同时将断面量测与洞室位移监测相结合 ,实现了隧道断面测量的数字化。在此理论基础上开发的计算机辅助隧道断面测量系统完成了隧道断面轮廓曲线的拟合、超、欠挖面积和体积、变形的监测。     

数字化近景摄影测量监测隧道洞室位移新技术的应用

监测隧道洞室三维位移的数字化近景摄影测量新技术,其外业监测过程简便,内业测算实现了程序化、数字化,能全面、客观地获取隧道洞室的三维变形信息,其测量结果与机械式收敛计量测的结果所反映的隧道变形情况一致。     

基于惯导的移动三维测量技术在地铁保护区变形监测中的应用研究

在地铁保护区变形监测中,水平位移和沉降作为重要的监测内容,通常用全站仪和水准仪测量,其测量精度高,应用比较广泛,但是该手段仅能对布设有监测点的区域进行监测,无法掌握隧道整体的变形情况。本文提出基于惯导系统的移动三维测量技术,通过在隧道内布设基准网,配合Lidar控制点绝对坐标传递,对惯导系统的累积误差进行修正,最终得到隧道结构三维点云模型。依托杭州市某地铁区间三维扫描项目,采用不同间距的控制点对惯导系统的累积误差进行修正,经与全站仪测量值对比,结果表明:移动三维测量技术的水平位移和沉降监测精度与隧道线型有关,当隧道为直线有坡度环境时,其水平位移监测精度比较稳定,基本保持在0.76 mm左右,沉降监测精度随控制点间距增大而降低,最优可达0.72 mm。     

西安地铁隧道净空收敛测量数据回归分析

以西安地铁隧道3号线工程为背景,利用收敛计三角法测量原理,对隧道变形进行监控测量,并以实测数据为依据,应用数学的方法对其进行回归计算和分析,得到了隧道净空收敛的回归方程和最终位移预测值。研究结果表明,隧道净空收敛变化符合指数规律变化,进而可以此预测隧道净空收敛的稳定时间,对指导地铁隧道二次衬砌的施作时间有一定的意义。     

隧道围岩变形特征及其影响因素的数值模拟

运用数值模拟手段,对宜万铁路堡镇隧道围岩在高地应力条件下的变形特征及其影响因素进行了模拟分析。模拟结果表明:隧道开挖后,在隧道的周边出现应力集中,洞壁最易发生破坏,隧道围岩位移的模拟值与实际测量值较为接近,且隧道围岩的变形量与隧道洞径、围岩的侧压系数、隧道埋深和围岩的力学参数密切相关。     

新建隧道盾构下穿施工对既有隧道影响的三维数值模拟

采用三维有限元方法对新建隧道盾构下穿施工过程进行了动态模拟,分析了新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移、应力的影响;进而探讨了不同的隧道覆土厚度、隧道间相对距离及土体强度下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移的影响.结果表明:新建隧道盾构正交下穿施工引起既有隧道位移方向朝向新建隧道方向发展,既有隧道位移以纵向沉降...     

基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法及系统应用

隧道结构和支护体系的稳定性和安全性对隧道施工十分关键,为确保施工质量和安全,避免意外情况发生,需要对隧道施工过程进行监控,以及时采取应对措施。研究基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法,采用测量相机实时采集隧道截面的线结构光图像,进行结构光中心提取,形成检测线,通过将检测线与历史检测线（基准线）进行对比分析,同时结合参考结构光源发出的基准轮廓结构光,校正主站自身位移,得到隧道全断面的变形测量结果。基于上述测量技术研制的系统在我国西南地区某隧道进行实测验证,其输出的拱顶沉降、周边收敛等测量值与全站仪测量的变形趋势吻合,测量精度及测量实时性满足要求,可进一步推广应用到更多的建设期隧道中,进行自动实时围岩结构变形监控量测,及时发现结构变形风险,保障隧道施工安全。     

三心圆隧道拱顶沉降的群桩效应及其防护措施

利用MIDAS/GTS有限元程序分析了深圳地区中软土地层中群桩荷载对三心圆类马蹄形隧道的影响,研究群桩布置以及桩与隧道间距的变化对隧道拱顶位移的影响情况。研究结果表明:隧道拱顶位移随桩与隧道间距以及沿隧道走向和法向桩间距的增加而减小,沿隧道走向桩间距的变化对隧道拱顶位移的影响大于沿隧道法向桩间距的变化。隧道因群桩荷载引起的位移的防护措施有:隧道拱顶位移随受荷桩桩长的增加而减小,且受荷桩桩长与隧道埋深比值应大于1,应避免受荷桩桩端处于隧道所在平面,否则将引起最大的隧道位移;采用设置隔离桩的方法减小隧道拱顶位移时,宜增加隔离桩与隧道间距,当隔离桩桩长与邻近桩桩长之比大于1.2时能起到更好的遮拦效果。     

隧道断层区极限位移模拟的探讨

确定软弱围岩隧道在高地应力作用下的极限位移时,可采用弹塑性有限元分析。通过计算毛洞的极限位移,支护后隧道的极限位移,二次衬砌后隧道的极限位移,以及结合岭脊千枚岩地层区和F7断层区段隧道极限位移模拟计算,得出隧道稳定性位移判别,隧道失稳的经验先兆,围岩和初期支护基本稳定的主要条件等方法。     

隧道不同收敛模式穿越既有隧道对比分析

文章采用位移控制法建立有限元模型,分析4种不同收敛模式下新建隧道上、下穿越既有隧道时对既有隧道应力、位移的影响。结果表明,收敛模式1,放大了上穿施工对既有隧道的影响,对下穿施工对既有隧道的影响估计不足;收敛模式2、3,隧道底位移为0,弱化了上穿施工对既有隧道的影响;收敛模式4,隧道底位移不为0,隧道顶位移大于隧道底位移,与实际情况接近。因此,在新建隧道上穿既有隧道计算中建议选择收敛模式4,在新建隧道下穿既有隧道计算中应避免选用收敛模式1,可选择收敛模式2、3、4。     

隧道稳定性位移判别准则

本文明确了隧道稳定性及其多极限状态的概念，提出了隧道稳定性可通过隧道位移来体现和判别。以隧道位移为判据的隧道稳定性分析的关键和难点是围岩及支护结构的位移极限值的确定。根据隧道的变形动态信息反推围岩参数和支护结构实际所受荷载为输入参数，进行隧道极限位移的计算模拟，辅以室内模拟试验验证和现场资料调查整理的综合手段来确定，更能反映隧道的现场实际。本文还介绍了实测位移的时间序列组合模型分析，位移随机分析，位移随机插值的方法。以隧道周边位移为依据，建立隧道稳定性判别准则以及设计体系。它可以直观地与现场量测联系起来，建立反馈系统实施控制，真正体现隧道施工中的反馈信息，指导施工，修正设计的动态设计特点。     

全断面免棱镜超欠挖隧道洞内监控量测技术

以新建云桂铁路(广西段)站前工程YGZQ-4标段和新建成兰铁路CLZQ-5标段所涵盖的复杂地质条件下在建的3座隧道施工实例为依托,采用全断面免棱镜超欠挖测量技术,遵照围岩量测设计理念,结合新奥法围岩自稳的宗旨,并结合现场施工经验总结出了全断面免棱镜超欠挖隧道洞内监控量测的关键技术。该技术通过利用现代全站仪免棱镜测量功能与全断面点位移观测方法、隧道超欠挖测量技术相结合并应用于监控量测工作。通过在隧道内埋设全断面量测点,编制隧道超欠挖测量程序,设定测量标准断面,通过量测,检测点即为量测点,可达到快速测量、数据简洁、操作简单快捷,科学指导隧道施工。     

复杂线型地铁盾构隧道开挖引起的地表位移预测

将地铁隧道施工引起的地表移动视为随机过程,应用随机介质理论对具有坡度的地铁隧道地表位移公式进行了推导,并提出了曲线型地铁隧道地表位移的修正公式。同时结合坐标变换理论,对复杂线型下的地表位移曲面进行了分析。以此为理论基础编制了计算程序,计算表明,该程序可以计算复杂线型下的地表位移曲面。这对于预测多条复杂线型隧道下的地表空间位移曲面来说具有重要意义。     

敏感性试验在下穿地铁隧道位移控制的应用研究

在富水软弱地层条件下,大断面隧道采用矿山法下穿既有地铁线施工,施工工法复杂,工序转换多,难以对地铁隧道的位移进行精确计算。通过对地层进行适当的扰动,如地层压力、水位、地层损失等因素变化对土体位移的影响,即土体位移的敏感性试验,找出了产生地铁隧道位移的敏感性因素。通过WSS补偿注浆,将地铁隧道位移控制在规定的范围内,达到了预期效果。     

隔离桩桩径对基坑开挖引起既有地铁隧道位移的影响

以杭州市一深基坑工程为背景,采用ABAQUS有限元软件建立三维数值模型,分析隔离桩半径对既有地铁隧道位移的影响。研究结果表明:基坑开挖最终引起了隧道衬砌竖向位移约4 mm,水平位移约1 mm,与实测值相吻合;隧道衬砌位移最大值位于衬砌拱底,最小值位于衬砌拱顶,衬砌变形整体呈沉降的趋势;靠近基坑一侧隧道衬砌总位移比另一侧略大;隔离桩的半径越大,基坑开挖对既有地铁隧道的影响越小。     

深基坑施工对邻近地铁隧道的影响预测

为预测某大厦深基坑施工对邻近地铁隧道的影响,首先计算了该基坑近地铁侧围护结构在不同工况下的位移,得出其最大位移曲线;在此基础上,采用半经验、半理论的方法对地铁隧道处土体的水平位移和竖向位移进行计算,以此来保守估计地铁隧道的结构变形.     

寒区隧道地震响应的弹粘塑性分析

首先给出冻土的弹性本构关系方程，然后以大坂山隧道为例，模拟隧道的开挖和衬砌过程并考虑渗流体积力的影响；给出了隧道刚修好时隧道衬砌和围岩的初应力和位移。在此基础上模拟冻融循环过程，给出了考虑围岩的冻胀后，隧道刚好使用１年和５年时隧道衬砌和围岩的应力和位移。最后对寒区隧道的地震响应进行弹粘塑性的有限元分析。算例表明，寒区隧道衬砌和围岩的初应力和位移对其地震响应有很大的影响，在寒区隧道设计中应该充分考虑     

济南轨道交通1号线和2号线下穿高铁工程对邻近桥梁变形和振动的影响

为探究盾构施工过程中高铁桥墩的变形特征,以济南轨道交通1号线和2号线4条隧道下穿京沪高铁同一跨桥梁工程为例,开展了现场墩顶位移监测试验,并对2号线地铁隧道盾构掘进施工过程中邻近高铁墩顶的位移数据进行了分析。通过有限元法研究了隔离桩、隧道位置和地铁列车运行等不同工况下,下穿邻近高铁桥梁承台的竖向振动位移、振动加速度及其最大值的分布规律。研究结果表明：隔离桩的施工满足相关规范对盾构隧道施工期高铁桥墩位移的要求;1号线和2号线左线列车运行引起的高铁承台竖向振动位移均较大,建议对其采取轨道减振措施;隧道距离隔离桩顶部或底部越近,隧道引起的高铁承台振动位移越大。     

基于有限元数值模拟的盾构施工对地表沉降的参数影响分析

以实际工程为背景,采用有限元数值方法探讨了隧道埋深、掘进压力、应力释放系数等因素对地表沉降的影响。分析中采用控制变量法,将单因素取合理范围内不同参数进行数值模拟和结果对比分析,研究各因素在不同值域对地表沉降的影响程度。结果表明,随着隧道埋深的增加,地表沿隧道纵、横向位移极值均逐渐减小,沉降曲线的曲率随之减小;盾构掘进压力对隧道掘进施工过程产生的地表沿隧道纵向位移影响较大,对横向位移影响较小;盾尾注浆的及时性对于地表位移影响较大,未注浆条件下地表位移沉降远大于其他情况,注浆的强度对于地表位移影响相对较小;随着刀盘与盾尾刷之间岩土体应力释放系数的增加,地表沿隧道纵、横向位移均逐渐增加。