大断面隧道分部开挖引起地表沉降的随机介质预测方法研究

大断面隧道在不良地质地段常常采用分部开挖方法，各分部依次开挖，相互作用，地表沉降预测较为困难。应用随机介质理论，首先推导出任意单元开挖引起的地表沉降公式，然后将直角坐标系转换到局部极坐标系下进行积分计算，由此推导出任意一段圆弧收缩引起的地表沉降公式，通过圆弧叠加最终得到大断面隧道分部开挖引起的地表沉降预测公式。该方法应用于国内第一条三车道大断面海底公路隧道厦门翔安隧道陆域全强风化地段分部开挖引起的地表沉降预测，与实测数据对比，效果较好。     

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。     

采用随机介质理论改进方法计算平行双线盾构隧道的沉降

地下工程施工引起的土体沉降可能会对地面建筑以及地下构筑物的安全造成影响。先开挖的隧道对于后开挖隧道的沉降变形有影响,隧道断面的收缩变形也不是均匀的,因此在随机介质理论中加入了考虑隧道断面不均匀变形的系数,以及先开挖隧道对后开挖隧道的影响系数,采用随机介质理论改进方法,对双线并行盾构隧道造成的地面沉降预测进行了分析。结合工程实际,对比分析了随机介质理论改进方法的计算结果、一般计算方法的计算结果和实际观测数据。分析结果验证了随机介质理论改进方法的合理性。     

灰色理论在水平冻结施工隧道盾构到达洞门时地表沉降预测中的应用

盾构隧道施工中,提前预知盾构影响范围内的地表沉降对指导信息化安全施工具有重要意义.根据实测沉降数据,应用灰色系统原理和方法,通过改进常规 GM(1,1)模型建立灰色新陈代谢 GM(1,1)盾构始发水平冻结洞门的地表沉降预测模型.分析结果表明:相比常规 GM(1,1)模型,新陈代谢GM(1,1)模型能够明显提高预测精度,相对误差最大只有9.65%;对于盾构前进和冻胀—融沉造成地表变形,新陈代谢模型均能准确预测;在盾构由一个阶段向另一个阶段过渡或者施工环境发生突变时,结合新陈代谢模型预测结果和具体的施工环境,不断修正预测模型,预测结果更科学有效,预测值也更接近实际地表变形.     

双线软岩浅埋隧道施工地表沉降预测及控制

采用基于统计理论的二维沉降预测方法及回归模型，对新曲儿岔隧道出口浅埋段地表沉降等问题进行了分析。提出了新曲儿岔隧道施工沉降控制基准确定的方法和控制沉降的措施，以供工程参考。     

地铁隧道施工引起地表沉降主要影响角的分析

在我国城市地铁隧道施工引起地表移动的研究中,Peck法和随机介质理论法应用比较广泛。由于随机介质理论法应用经验相对较少,其相应的主要影响参数的取值方法也不是很成熟,通过对Peck法和随机介质理论法之间的关系的讨论,得到Peck法可以看作是随机介质理论法在应用于埋深较大、开挖断面较小的隧道的一个近似,并给出了随机介质理论法主要影响角的确定方法,大大加强了随机介质理论法在城市地铁隧道施工引起的地表移动及变形研究方面的实用性。在上述讨论的基础上,通过实际工程的验证,证明上述方法的有效性和可靠性。     

不同工法下双孔隧道施工引起地表沉降的随机预测研究

由于城市双孔隧道施工的复杂性,隧道开挖对地表沉降的预测及控制成为一个亟待解决的问题。本文基于传统随机介质理论,利用极坐标转换,得到双孔隧道施工地表沉降规律公式。以广州某双孔隧道施工为例,对采用CRD法、CD法和双侧壁法施工的双孔隧道,分别建立PLAXIS 3D模型,并将其理论预测值与数值模拟值进行对比分析。研究结果：不同工法下地表沉降预测结果整体趋势与数值结果基本吻合;采用CD工法和CRD工法引起的最大地表沉降理论值与数值模拟值较为吻合,双侧壁导坑工法下的双孔隧道施工引起的地表沉降的随机预测解与数值模拟解相差最大。     

双线软岩浅埋隧道施工地表沉降预测及控制

采用基于统计理论的二维沉降预测方法及回归模型,对新曲儿岔隧道出口浅埋段地表沉降等问题进行了分析.提出了新曲儿岔隧道施工沉降控制基准确定的方法和控制沉降的措施,以供工程参考.     

地铁隧道地层人工水平冻结环境影响参数研究

人工地层水平冻结技术在地铁隧道工程应用中有两个关键环境影响因素 :冻胀和融沉产生地层位移以及冻结壁低温对喷射混凝土施工质量的影响程度。通过对冻胀和融沉以及冻结壁低温这两个环境影响参数的理论分析和试验研究 ,阐明冻胀和融沉产生地层位移的计算公式 ,同时认为冻胀和融沉所产生地层位移是可控的 ,并且在低温冻结壁上喷射混凝土初支的质量是有保证的 ,喷射混凝土初支 2 8d强度可达标准试块的 98%。     

非均匀收敛随机介质模型对浅埋隧道施工引起地表沉降预测研究

针对软弱土层中的浅埋大跨隧道在施工过程中出现的初支变形、断面底部隆起等现象,通过对原有的断面收敛模式进行修正,提出考虑初支变形与断面底部收敛的统一收敛模式,并以单洞及双洞椭圆隧道为例,推导出该种收敛模式下隧道施工中产生地表沉降的随机介质法预测公式,应用遗传-蚁群混合算法(GA-ACA)解决该预测模型的参数反演计算问题。为验证该模型对浅埋隧道地表变形预测的准确性,以乌鲁木齐地铁1号线三—新区间某典型断面为例,分别使用均匀收敛、底部为0、底部非0以及统一收敛模式等4种收敛模式进行参数反演,并将反演结果与现场监测结果做对比,研究结果表明:统一收敛模式与隧道断面实际变形规律更加吻合,其预测精度要比不考虑初支变形与断面底部收敛时的预测精度更高,即对浅埋、超浅埋隧道而言,初支变形以及底部隆起等现象对地表变形预测结果产生的影响不可忽略。     

岩-土复合地层暗挖隧道施工引起地表沉降计算方法

考虑岩层与土层2种介质力学性质的差异性,基于随机介质理论,建立双层介质计算模型,推导岩-土复合地层暗挖隧道施工引起地表沉降分步计算公式;明确椭圆形隧道断面不均匀收敛区域积分的上下限;计算岩-土分界面的沉降曲线,将曲线与岩-土分界面所围成的区域视为不等厚开挖,确定该区域积分的上下限,并给出岩、土层中主要影响角及断面收缩半径的计算方法。以贵阳地铁2号线诚-观区间暗挖隧道为工程背景,对比分析分层计算值、不分层计算值与现场实测值之间的吻合度。结果表明:将隧道上覆地层划分为岩层和土层2部分的计算值与实测值较为吻合,其最大沉降值相对误差在10%以内;地表沉降曲线沿隧道中心线对称分布,且中心线处沉降值最大。     

地铁隧道水平局部冻结施工应力与位移场数值模拟分析

北京地铁大北窑区间在我国首次采用水平冻结施工 ,准确预测水平冻结施工引起的地表变形十分重要。文章介绍利用FLAC软件对该工程进行的施工隧道应力及位移场数值模拟研究。     

冻结法在复杂地铁隧道工程中的应用——深圳地铁4A标段冻结施工

深圳地铁4A标段暗挖隧道施工,地面是广深铁路桥,地下为古河道回填地层,施工条件复杂,特别是地下水流速达40m／d,常规工艺难以解决,通过技术改进,成功地采用冻结法进行地层加固,确保地面交通和建筑安全,隧道实现了安全按期和优质施工。     

冻结法在城市地铁矿山法隧道中的应用

冻结法在作为矿山法隧道的一种辅助施工方法,代替了当矿山法隧道浅埋且位于富水的软弱地层时传统的地面注浆、大管棚、小导管、洞内注浆等辅助施工措施。其原理是在隧道周围布置水平冻结孔,并在冻结孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成强度高、封闭性好的冻结壁(冻土帷幕),然后在冻结壁的保护下运用矿山法进行隧道开挖与构筑施工。     

等维灰数递补技术在隧道地表沉降预测中的研究与应用

基于等维灰数递补数据处理技术,建立了等维灰数递补GM(1,1)模型,对洞口山体沉降进行预测和模拟,以判定洞口山体的稳定性。结果表明:等维灰数递补数据处理技术充分利用了系统响应的最新信息,降低了预测系统的灰度,提高了模型的预测精度,预测结果可靠,与常规灰色预测模型相比,该法更具有实用价值。     

隧道地表沉降预测的改进等维灰数递补模型

在灰色预测理论模型的基础上,引入等维灰数递补数据处理技术和平滑系数,建立等维灰数递补GM(1,1)模型,并采用枚举法搜索各次模型的最优平滑系数,对模型进行了进一步改进.最后,结合金鹗隧道洞口地表沉降实测资料,进行实例验证与分析.研究结果表明:等维灰数递补技术,充分利用了系统响应的最新信息,减弱了系统响应的灰平面,实行动态预测,比常规灰色模型更适合于长期预测.而通过引入平滑系数,充分考虑了各时刻系统信息的重要程度,进一步提高了预测精度,为隧道安全施工,提供了必要的前提.     

地铁隧道双线暗挖斜穿地裂缝地表变形规律及控制技术研究

为分析暗挖黄土地铁隧道双线斜穿地裂缝时地表变形规律,以西安地铁3号线为依托工程,通过理论分析、FLAC3D模拟及实测,对地裂缝处地表纵向、横向变形规律进行系统研究。主要结论:地裂缝与掌子面关键体相交时,该阶段为控制掌子面稳定性及地层沉降的关键;穿越过程地裂缝处上、下盘将产生沉降错台及水平张拉,二者发展趋势较为接近,错台的发展及恢复分别集中在进度-1.25D~0和0~1.75D;受先行隧道扰动影响,后行隧道于地裂缝处将产生更大的沉降差和最终沉降;地表最终纵向沉降将在上盘距地裂缝约1D处出现最值点,沉降集中区范围可按已有规程进行投影确定;地裂缝处的地层沉降控制可采用减小导洞面积、留设核心土、增强超前支护、控制地表水下渗等综合措施进行。     

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。     

成都地铁盾构隧道地表沉降分析

结合成都地铁某区间盾构隧道施工情况,根据实测的地表沉降数据,分析了盾构推进时对地表的横向沉降影响。通过实测数据得出Peck法计算参数,用实测值来验证Peck曲线预测沉降的吻合程度。分析表明:当沉降槽宽度系数k在0.13～0.31之间时,可以较好地反映出横向沉降规律。     

地铁隧道联络通道薄弱环节冻结孔布孔方式

地铁隧道联络通道冻结施工的最薄弱环节为隧道开挖对侧顶部区域的冻结。目前,该区域的冻结存在单排长孔冻结和长孔加短排加强孔冻结两种布孔方式。通过对杭州、上海的3个不同布孔方式的地铁联络通道工程现场温度数据的收集,冻结、开挖期间冻结效果的观测,以及钻孔施工情况的分析与对比,发现采用短排加强孔的冻结效果有明显的提升,但是过度密集的布孔可能会造成断管问题的出现。