某城市地铁车站基坑地表沉降变形研究

通过对北方某城市地铁1号线一期工程地铁深基坑地表沉降监测数据进行统计分析，讨论地表沉降与基坑支护类型、开挖深度的关系。结果表明:地铁车站基坑开挖引起的地表变形最终表现为“凹槽形”；地铁车站基坑地表最大沉降变形量为0.01% H~0.05% H，平均值为0.03% H；地铁车站基坑开挖引起的地表沉降值大多位于0~5 mm，小于控制值；在其他条件（基坑长度、宽度、周边环境）大致相同的前提下，地表沉降值随开挖深度的增大而增大，随支撑刚度的加大而减小。     

城市地铁车站下穿既有桩基托换关键技术研究

采用数值计算手段,研究地铁车站穿越既有桩基过程中,地表沉降、既有桩基变位以及在建车站主体结构应力等响应特性。结果表明:车站下穿既有桩基托换过程中地表沉降最大值为85mm、承台桩基最大沉降为46mm,其沉降位移均满足规范允许控制值;但桩基托换过程中在建车站主体结构基本上均超过了混凝土极限抗拉强度,需要配筋予以加强。研究结论对类似穿越工程具有重要参考意义。     

双孔平行隧道施工对地表沉降影响的数值分析

准确而又方便地确定双孔平行地铁隧道施工引起的地表沉降是工程实践中经常遇到的问题。以城市地铁区间隧道施工为工程背景，运用FLAC3D数值模拟，并结合现场实测数据，探讨了双孔平行地铁隧道开挖对地表沉降的影响。研究结果表明:地表沉降变形趋于稳定后，地表总沉降值等于开挖左线隧道和开挖右线隧道沉降变形稳定后所引起的地表沉降值之和；后行开挖隧道所引起的地表沉降值大于先行开挖隧道所引起的地表沉降值；当双线隧道间距较小时，沉降槽曲线为“单峰”形态，而双线隧道间距较大时，会呈现“双峰”特征。     

地铁区间隧道地表沉降变形机理及其规律研究

地铁区间隧道在开挖过程中因地质条件复杂、隧道埋深及跨度大、覆土内管线密集等原因造成地表沉降、地层移动等工程事故屡见不鲜。以某地铁区间隧道为工程依托,通过理论分析,借助peck地表沉降理论研究分析区间隧道开挖过程中的沉降规律,得出了地表沉降的函数关系表达式;借助Midas GTS数值模拟软件选取试验段区间隧道,对其开挖过程中的地表沉降规律进行分析计算,将其变形沉降曲线与peck沉降理论进行比较,得到济南地区区间隧道开挖过程中的地表沉降规律,指导工程实践。     

地层变位分配控制原理在大跨地铁暗挖车站施工中的应用与研究

北京地铁五号线张自忠路站为大跨暗挖车站,采用浅埋暗挖法施工,对地表沉降控制要求严格.为达到控制地表沉降的目的,根据地层变位分配控制原理,通过理论分析、工程类比和数值模拟等研究手段,分析了张自忠路站各步序地表沉降的分配比例和控制值.施工中根据监测结果和既定控制值,及时变更设计参数和支护措施,成功实现了复杂环境条件下大跨地铁暗挖车站地表沉降值不大于45mm的控制目标.文中提供的研究方法和支护手段,对解决类似地层变位控制要求严格的大断面暗挖施工具有一定的指导和借鉴意义.     

复杂环境下暗挖隧道穿越富水砂层的地表沉降分析

基于某地铁隧道工程,采用有限元分析法,对复杂环境下暗挖隧道穿越富水砂层的地表沉降进行了研究。结果表明,隧道开挖纵向中轴线地表沉降表明,在一定程度上,开挖面的放坡对减少地应力的释放,维持开挖面的稳定具有一定作用。在重力方向,支护结构能对围岩刚度抑制地层变形进行很好的弥补,在即将完成贯通时,纵向地应力值在上台阶较小。地表沉降值在隧道中心轴线正上方最大,在横断面上,距离中心轴线越远,沉降值越小。在完成初期支护结构施加后,地表后续沉降较小,在进行二次衬砌施加后,地表沉降值趋于稳定。在开挖前地表沉降值为0,在地表观测点,从完成正下方下台阶开挖到完成初期支护,地表出现25. 42 mm的沉降,在完成二次衬砌时,累计沉降为26. 15 mm。     

城市地铁浅埋暗挖隧道沉降数据分析

由于地铁施工地域的特殊性,以致周边环境安全性要求高,其中建筑物和地下管线的沉降是周边环境安全性的主要内容。为了判别周边的环境是否安全可控,需要科学合理的确定地表沉降控制指标,根据监测的数据反馈对地铁施工采取补救措施,控制周边环境进一步恶化。通过结合环境因素和众多工程实例,对某地铁工程区间监测数据进行分析总结,同时在考虑工程建设经济性的基础上,提供更符合现场施工的地表控制值的建议值,为指导浅埋暗挖隧道施工提供了重要的参考。     

基于螺栓-凹凸榫连接的地铁盾构隧道管片环缝接头刚度分析及应用

为研究盾构隧道纵向计算模型中螺栓-凹凸榫型式环缝接头刚度的非线性力学特性,分别建立管片环缝张开与错台模式下的环缝接头计算模型,通过分析不同环缝变形状态下接头连接构件力学特征,得到环缝抗拉和抗剪刚度的非线性规律;环缝接头采用非线性抗拉、抗剪弹簧模拟,构建基于三维实体-非线性弹簧单元的盾构隧道纵向沉降计算模型,并将其用于评价地面堆载对厦门地铁2号线滨海区段管片结构安全的影响。结果表明,对于外径6. 7 m、内径6 m、环宽1. 5 m、环缝由M30螺栓连接的盾构隧道:1)环缝张开超过1. 78 mm时,接头抗拉刚度降低为设计值的1%;张开超过10. 2 mm时,可认为抗拉失效。2)环缝错台小于6 mm时,抗剪刚度基本不变;错台超过9. 7 mm后,抗剪刚度降低至约为设计值的25%;错台超过30 mm时,可认为抗剪失效。3)隧道轴线方向的地表超载范围为d,管片纵向变形受影响范围为±3d,轴线50环管片差异沉降小于23 mm时,可满足曲率半径不小于《城市轨道交通结构安全保护技术规范》控制值15 000 m。     

双孔隧道中后掘进盾构对地表沉降的影响

受地下空间限制,城市地铁双线隧道间净距较小,后掘进盾构隧道施工将引发地层二次扰动,导致额外地层变形,对临近构筑物安全威胁尤甚。当前研究主要基于地表横向沉降曲线研究双线隧道掘进引起地表的沉降规律和地层扰动特点,但地表横向沉降曲线不能全面反映前、后掘进盾构隧道施工引起的地表沉降发展过程及规律。以杭州地铁某区间双线盾构隧道地表沉降长期监测数据为依托,采用地表沉降时程曲线和地表横向沉降曲线相结合的方法,分析双线盾构隧道前、后掘进引起的地表沉降规律。研究表明,后掘进隧道引起的土体损失率在0.6%～0.8%之间,地表最大沉降量在15.2～20.7 mm之间,均大于先行隧道引起的土体损失率和地表最大沉降量;由于后掘进盾构对地层的二次扰动,导致最终地表沉降槽曲线并不严格关于双线隧道轴线中点对称分布,地表沉降最大值略微偏向后掘进隧道轴线。通过地表沉降时程曲线发现,先行盾构通过监测断面后,地表沉降迅速发展,主要沉降范围在隧道轴线6 m范围内;由于先行盾构隧道掘进扰动,在后掘进盾构到达前2天(约3倍盾构直径距离)地表开始发生明显的沉降;在后掘进盾构施工影响下,所引起其轴线处地表沉降量大于先行掘进盾构所对应的轴线处沉降值。     

北京地铁粉细砂层PBA车站沉降规律研究

PBA工法工序转换复杂,易引起地表沉降,不同地层条件下的沉降规律难以掌握。尤其在含水粉细砂地层等不良地质条件下的地表沉降难以控制,对周边环境造成一定安全隐患。为研究粉细砂地层PBA车站沉降规律,通过调研北京地铁粉细砂地层PBA车站分布情况,基于监控量测数据分析不同降水条件下PBA车站地表沉降规律,并依据有限元方法进行计算验证,研究表明： 1）大于相应地表沉降值的发生概率与地表最大沉降值的关系符合正态分布,有效降水和未有效降水车站地表最大沉降值分别为-85.31～-93.29 mm、-126.16～-131.35 mm,由数据拟合得出地表最大沉降值超过-60 mm的概率分别为53.30%、74.96%; 2）沉降变形主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段(约占90%),上导洞施工、下导洞施工、梁柱体系施工、扣拱施工阶段沉降比例约为4∶3∶1∶2; 3）沉降槽与Peck曲线趋近一致,沉降槽宽度系数在9.82～15.51 m,有效降水车站的沉降槽宽度系数比未有效降水车站的大3～5 m; 4）地层损失率普遍在0.56%～0.70%,沉降槽宽度参数受降水效果影响显著,普遍在0.51～0.89。研究结论可用于初步判断粉细砂层PBA车站的地表最大沉降。     

天津地铁6号线双线平行盾构隧道施工间隔对地表土体变形影响研究

研究双线盾构隧道在不同施工间隔下施工时地表的变形规律,对控制地表整体变形及不均匀变形十分重要。依托天津地铁6号线双线盾构隧道下穿天津西站站场实际工程实例,以铁路线设施的关键变形控制指标为评判依据,研究盾构左右线不同施工间隔下的地表变形分布特性,对比分析间隔距离与地表沉降和不均匀沉降的关系,为双线盾构隧道工程选择合适的施工间隔提供依据,以保证工程安全及地表铁路设施的正常运行。结果表明,不同施工间隔的影响主要表现为掘进过程对地表土体变形的扰动程度及扰动范围的明显差异:对于地表沉降变形而言,施工间隔越小,掌子面处地表土体沉降越快,且左线完全先行时,地表土体的纵向变形范围约为20 m,相较两洞同时施工时变形范围减小约25 m;对于地表不均匀变形而言,左线完全先行施工条件下,地表轨向变形、水平变形、轨距变形最大分别约为1、0.6、0.2 mm,相较两洞同时施工时分别减小0.8、0.2、0.15 mm。因此,对于双线盾构隧道而言,两洞同时施工时最不利于地表变形的控制,而一条隧道完全先行掘进的方案最有利于地表变形的控制。     

基于双指标控制软土路基填筑变形控制研究

依托四川省某软土路基分级填筑工程(5级),通过在路堤中部剖面布设沉降管和在坡脚布设水平测斜仪的方法,监测分级填筑过程中的路基变形指标;采取实测沉降值和单日最大侧向位移双指标沉降控制方案,拟合验算各级填筑的最佳沉降时间节点;计算标准沉降时间对应的单日最大侧向位移并验证其规范性.结果 表明:软土路基在分级填筑施工过程中会发...     

基于沉降率的填石路基压实质量控制标准

为了提高填石路基的强度和稳定度,避免不均匀变形对路基的不利影响,应用表面沉降法,研究了填石路基沉降率、密度、空隙率之间的关系。发现对于填石路基,上路堤单层摊铺厚度应控制在40 cm以内,沉降率应不超过3%：下路堤单层摊铺厚度应控制在60 cm以内,沉降率应控制在3%～5%之间。结果表明：以沉降率为指标的路基压实标准能够有效控制填石路基的压实质量。     

灰色模型在铁路软基沉降预测中的应用

依托上海至南通铁路DK84+420，DK85+900工点的建设，基于灰色理论，建立GM（1，1）灰色模型，分别采用等时矩和不等时矩观测方式，预测了两工点沉降趋势和最终沉降量。研究结果表明:沉降周期三个月内实测数据与预测数据相比，相对误差为4%左右，证明灰色GM（1，1）模型在软土沉降预测上可行；根据实测资料可构建灰色模型时间相应序列方程，预测出断面总沉降值，检验沉降值及沉降速度是否符合规范；同时可构建沉降预测方程，数值模拟沉降趋势。     

湿陷性黄土隧道三台阶法施工时间应变规律

通过对湿陷性黄土围岩监测,揭示时间应变规律,结合此规律形成一套三台阶施工工法,并总结出使用此工法施工围岩的变形特性如下：上台阶开挖后稳定7d左右,表现为沉降,在施工二台阶马口时,允许上台阶初期支护在可控范围内下沉,也是应力释放的过程;三台阶施工沉降变形规律与二台阶类似,在仰拱封闭后,围岩趋于稳定。     

台背回填矿粉气泡混合轻质土性能试验研究

通过对5种矿粉掺量的气泡混合轻质土（FCB）进行抗压强度、干缩变形及抗冻性能试验研究,结合某高速公路高架桥桥台台背回填工程,对矿粉FCB的实际应用效果及经济性进行了探讨。结果表明:FCB的抗压强度随矿粉掺比增大而逐渐降低,矿粉掺比低于30 %的FCB抗压强度能满足重交通条件下高等级公路路床填料强度设计要求,矿粉掺比为30 %的FCB抗干缩性和抗冻性良好。实际工程中,采用的矿粉掺比为30 %,其28天抗压强度达0.81 MPa,桥台台背顶面的平均工后沉降量小于设计规范要求的沉降标准,矿粉FCB较挡墙支护+石灰改良土施工更为经济。     

盾构超净距下穿既有10号线特级风险源微沉降控制技术研究

为深入研究新建盾构隧道下穿既有运营地铁线路的合理技术措施,结合北京地铁12号线西坝河站~三元桥站盾构区间超净距(2.18m)下穿既有线10号线盾构区间工程,首先基于FLAC3D进行三维施工模拟分析获得穿越既有线路沉降变形,根据计算沉降对掘进各项技术措施进行优化,并依据穿越过程中实时监测数据反馈,快速进行多次补浆,成果实现了既有线结构的微沉降控制,穿越完成后既有线10号线的最终最大累计沉降变形为-0.54mm、-1.23mm,远小于既有结构沉降3mm的控制标准,可为类似净距穿越施工提供施工经验及参考。     

乌鲁木齐泥沙地层盾构隧道地表横向沉降参数反演分析

针对乌鲁木齐地铁1号线新疆大学—二道桥区间盾构隧道沿线近距离侧穿匝道桥扩大基础时的沉降问题,基于实际地层条件和地表沉降监测数据,结合最小二乘法和Peck理论公式拟合出某典型断面的实测地表沉降槽曲线,得到相应的地表最大沉降值Smax以及沉降槽宽度i等拟合结果,进而反演分析地表沉降槽宽度系数K和地层损失率η并给出建议值。结果表明:土压平衡盾构机穿越某泥沙地层断面时,运用Peck公式可以拟合沉降趋于稳定时的地表横向沉降槽曲线,地表沉降槽宽度系数