鲁南高铁沿线地面沉降现状及原因分析

为了研究鲁南高铁沿线的地面沉降问题,在综合分析沿线区域地质、水文地质特征的基础上,通过整理长序列的水文监测资料及地面形变监测资料,采用常规D-InSAR和时序InSAR分析相结合的解译方法,得到了鲁南高铁沿线地面沉降的分布特征,并根据InSAR解译的地表形变离散点划分沉降段落,综合考虑不同段落的地层特征、地下水开采程度、工程建设规模等方面的因素,对引起地面沉降的原因进行研究。研究表明:济宁城区、菏泽城区地面沉降量较大,主要原因为地下水的超量开采,采空区塌陷、岩溶塌陷、深基坑降水也会造成不同程度的地表变形,产生不均匀沉降。高铁选线应避开沉降严重段落和不均匀沉降易发区,完善沿线地面的监测网络,做好地面沉降的监测及预测,制定可行的控沉措施,确保高铁的运营安全。     

地铁隧道下穿既有铁路施工时的地基加固分析

地铁隧道在下穿既有铁路施工时,保证铁路运营安全是施工中的关键问题之一。通过建立FLAC三维数值模型,对南京地铁S8线某段盾构隧道下穿既有宁启铁路进行了计算分析,并根据计算结果建议对铁路路基采取地基注浆加固措施。对加固后的地基重新进行计算,同时制定了地基变形监测方案。监测结果表明,地铁隧道盾构施工时,影响地面沉降的因素由地基和施工参数共同作用组成。在地铁隧道下穿铁路施工时,对铁路地基进行的注浆预加固保护措施和盾构掘进过程中对施工参数进行的动态调整,保证了地铁隧道施工期间该铁路的运营安全。     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

地面施工荷载对地铁暗挖车站影响分析

针对北京地铁7号线广渠门内站施工场地限制,施工中车站上方安置施工机械及堆载土体,造成较大的地面附加施工荷载的情况,建立地面施工荷载对地铁车站的影响分析计算模型,并采用有限元法进行求解分析。研究不同地面施工荷载下地铁车站施工引起地层变形及支护结构受力情况,并对地基承载力进行验算。针对地面施工荷载导致车站地基承载力不足情况,提出采用注浆方案加固地基。     

基于半定量法的地铁工程地面塌陷风险评估

研究目的:针对地铁工程地面塌陷风险评估工作存在较大随意性和模糊性的特点,定性分析地铁施工诱发地面塌陷的本质和影响因素,从众多影响因素中提取出关键影响因子建立半定量评估模型,预测地铁施工诱发地面塌陷的风险。研究结论:(1)评估线路地铁施工引发地面塌陷的风险等级主要在基本稳定~较不稳定之间;(2)局部地段砂层侵入洞身或距隧道顶板的距离较小,由于砂层厚度较大,地下水丰富、隧道上覆土层松散且厚度不大,地铁施工引发地面塌陷的风险等级为不稳定;(3)局部区段隧道在完整基岩内通过,且上覆基岩厚度较大,地铁施工引发地面塌陷的风险等级为稳定;(4)定性半定量评估法的评估结果与深圳地铁7号线工程实际吻合较好,对今后类似城市轨道交通工程地质灾害评估工作具有一定参考意义。     

城市浅埋暗挖地铁隧道沉降控制与分析

按地面建筑物沉降、地面沉降变形的不同要求对沉降控制问题做出分析,给出相关的控制基准值经验公式。结合南京地铁鼓楼站—玄武门站区间具体情况,对浅埋暗挖隧道地表及建筑沉降进行细致监测,并根据现场实测数据进行较为深入的分析,阐述在设计及施工浅埋暗挖地铁隧道时应注意的事项。     

城市铁路

北京地铁14号线将采用“史上最大盾构机” 7月2日,专为北京地铁14号线15标段隧道施工而量身打造的中国最大的地铁用土压平衡盾构机在秦皇岛正式下线,这标志着中国地铁施工技术实现重大突破。盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点。     

水井抽水引起地基沉降影响范围探讨

研究目的:地下水开采是引发地面沉降的的主要原因,且集中抽水引起的不均匀沉降会对高速铁路工程造成严重危害。因此,研究水井抽水引起地基变形过程,合理估算地基沉降范围,用以指导地面沉降区内的高速铁路选线及采取可靠的防治措施。研究结论:(1)基于离心模型试验结果,采用数值模拟方法模拟分析了不同深度条件下水井抽水引起地基沉降的规律和影响范围,模拟结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离水抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势;(2)不同深度抽水时引起地面沉降过程及影响范围有所不同,浅层抽水时不均匀沉降较为严重,影响范围较小,深层抽水时地基沉降较平缓,但影响范围较大;(3)承压水单井稳定流抽水引起的地基变形影响范围与含水层渗透系数负相关,与开采量正相关,若控制地下水开采量,其变形影响范围是可以控制的,一般不会超过1 000 m;(4)当高速铁路经过地面沉降易发区时,需采取绕避集中抽水区域、封井、禁采、限采及控制地下水开采量等多重措施;(5)该研究成果可指导高速铁路选线和铁路沿线地面沉降防治等领域。     

地铁车站施工对地面沉降影响的试验分析

通过对某地铁车站设计推荐方案进行离心模型试验，分析隧道开挖对地面的沉降影响。同时根据试验模型的地面沉降，假设地面沉降曲，提出采用该方案施工时，地面的沉降控制基准值。     

富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道施工技术研究

[目的]富水卵漂石地层盾构下穿既有地铁线路施工过程中,易导致既有地铁线路上方土体不规则沉降超出控制范围,进而可能引发地下水喷涌和地面塌陷问题。为此,需要对富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道的施工技术进行研究。[方法]以新建成都地铁17号线凤溪大道站盾构下穿既有地铁4号线为案例,在阐述工程概况的基础上,选取了4个地面沉降测点和4个深层土体沉降测点,分析了盾构掘进过程中地层的沉降变化规律。采用MIDAS GTS软件建立了三维有限元模型,对采用38 m超长管棚与斜向注浆相结合的加固施工进行模拟,对4号线隧道预加固效果进行了分析。基于此,明确了地面跟踪注浆的时机,进一步分析了地面跟踪注浆的效果。[结果及结论]该加固措施有效提高了4号线结构底部土体的整体性,改善了4号线结构的受力状况,有效控制了4号线的结构沉降。     

下穿既有铁路项目多技术融合监测方法研究

地铁隧道等地下工程在下穿既有铁路时,施工监测对项目的安全保障至关重要。监测的主要内容为既有铁路路基和构筑物位移形变和既有轨道的几何形变。以合肥地铁下穿既有铁路为例,详细研究常规手段监测、自动测量机器人以及静力水准仪自动化监测等多项技术融合监测。     

成都地铁7号线地下水壅高引起的环境地质问题定量化研究

成都地铁7号线路为环线,沿线串联了火车北站、火车东站和火车南站三个重要交通枢纽,且与城市快速轨道交通和市域轨道交通放射线形成换乘关系,对缓解城市交通状况具有非常重要意义。然而,地铁建设将对地下水环境造成直接或间接影响,使水位雍高渗流场发生变化,同时还易引起地面的不均匀沉降和地铁附近浅基础建筑物的破坏。通过定量化研究,计算出地铁7号线修建引起地下水位雍高值为0.003 5~0.550 0 m;由水位壅高导致建筑物地基承载力受到最大影响的地点为火车南站附近。其承载力为修建前的95.49%;车站基坑降水引起的地面沉降值在0.01~2.18 cm范围内,沉降量普遍很小。     

暗挖法地铁施工测量与反馈技术

研究目的:在地铁施工中使用可靠的监测与信息反馈技术手段能够有效防止事故的发生。采用竖井联系三角形测量,把地上和地下联系起来。加强对变形、收敛、拱顶下沉以及地面沉降的监测,并将各项监测数据及时整理、绘制位移-时间等变化规律曲线,对初期时态曲线进行回归分析,可预测出可能出现的最大变形值、应力值等重要参数,为暗挖风险预控提供了重要依据。研究结论:应用严密的施工测量与信息反馈技术,时时掌握被监测物的变形情况,进行预测,及时调整设计和施工参数,为地铁施工提供了准确的依据,对地铁建设和同类地铁施工环境具有重要借鉴和参考价值。     

浅层地下水开采对高速铁路工程的影响及对策

研究目的：研究掌握浅层地下水开采引起的地面沉降特征及其对高速铁路工程的影响,提出针对性的防治对策与工程措施,供高速铁路勘测、设计及施工参考。研究方法：结合华北平原地面沉降情况,建立浅层地下水开采引起地面沉降的固结沉降模型。研制离心场中地基抽水的模拟和测量系统,进行了离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,并对比分析了对不同型式桥梁的影响。研究结果：对浅层地下水开采引起的地面沉降机理进行初步分析,基于离心模型试验结果探讨了浅层抽水引起地基沉降的过程和特征,评价了地基不均匀沉降对特殊桥梁形式的影响,并提出了针对性的防治措施和对策。研究结论：浅层地下水开采造成的不均匀沉降对高速铁路工程的影响较大,需通过控制线路附近地下水开采、采取适宜的工程结构措施加以防治。     

区域性沉降对地铁建设的影响及应对措施

以处于区域性沉降槽的西安地铁某线路地面工程控制点变化为例,分析区域性地面沉降给地铁工程建设带来的危害,并结合工程施工实际,从设计、施工等方面提出应对措施,以期为类似地质条件下的地铁建设提供参考。     

城市综合管廊上跨浅埋地铁穿插既有盾构井施工技术研究

管廊穿插地铁施工,拆除工程、基坑支护、结构安全等困难复杂,施工质量要求极高。以南京南部新城综合管廊的复建段为工程依托,分析在上跨浅埋地铁、拆除地铁部分盾构井、地基承载力不均匀、邻近道路和楼盘基坑的同时还要面对原管廊的各种干扰。周边工程结构繁杂、作业空间有限的情况下,通过充分利用原地铁部分盾构井完善基坑支护,优化结构形式规避结构冲突,采用软硬地基处理过渡等措施,保障了地铁工程、道路工程、房建工程和管廊工程本身的安全质量及进度。在满足不同类型工程的技术要求,尽可能优化施工设计上本文给予了行之有效的解决方法,为类似地下工程提供可借鉴实例。     

饱和软黄土地铁隧道施工地表沉降分析与预测

结合西安地铁1号线朝阳门——康复路暗挖区间饱和软黄土地段隧道施工及现场监测,对单线、双线隧道开挖纵向及横向地表沉降发展和分布规律进行分析,运用Peck公式建立饱和软黄土地层地铁隧道单线及双线开挖地面沉降预测模型。     

地基InSAR技术在昌吉赣高速铁路路基边坡监测中的应用研究

针对昌吉赣高速铁路某边坡在抗滑桩治理后仍存在变形问题,本文采用地基InSAR技术对其进行高精度监测试验。结果表明:(1)在参数合理设置情况下,地基InSAR雷达回波信号较强,能够获取该边坡毫米级微小形变场;(2)该抗滑桩加固边坡在监测期间变形趋势较为平缓,大部分形变累积量在3 mm以内,部分区域形变累积量达到5～6 mm,说明该边坡整体相对稳定;(3)地基InSAR与全站仪监测结果较为吻合,但相比全站仪单点位移观测相比,地基InSAR技术具有监测范围大、时间和空间分辨率高等优势,可有效监测分析边坡形变空间特征及变化趋势。本文监测结果为该边坡稳定性评价提供了重要基础资料,初步验证了地基InSAR在高铁边坡稳定性监测中的可行性及其应用潜力。     

拱盖法车站施工过程地层沉降规律及适用性分析

以青岛地铁南昌路北站为工程背景,针对拱盖法地铁车站施工过程,采用Midas Gts NX有限元分析软件建立实体模型,模拟施工过程的各阶段,研究过程中引起的地层沉降规律,拱盖开挖阶段的地面沉降在整个施工过程中占据了较大的比例(67.9%~90.4%),通过施工阶段中已完成部分的监测数据加以验证,监测值与计算值基本吻合,监测值中沉降最大点位置比计算值更偏向于先行开挖的导洞一侧,以此为基础对车站施工完成后的地面沉降进行预估,研究结果为车站施工方案的可行性提供了依据。同时,基于相关调查及研究工作对拱盖法的适用性进行了分析。     

自动化监测技术在铁路工程监测中的应用

以合肥地铁2号线下穿国铁施工的变形监测为例,采用自动化监测系统来实现对铁路形变的高频高精度监测,包括静力水准仪及自动测量机器人两套全自动监测系统,其监测成果利用网络传输,可通过电脑、手机联网实时查看,保证了工程各方对铁路形变的及时掌控,其研究成果可为其他自动化监测项目提供借鉴。