浅埋隧道开挖引起围岩及地表变形和应力释放特性浅析

通过数值仿真分析试验,分析了浅埋隧道开挖施工引起的隧洞围岩及地表的沉降变形和应力释放特性规律.试验结果表明,开挖后拱顶围岩沉降变形明显,为施工支护重点控制部位;隧道底部将发生隆起,并随着距离隧道中心线越远,隆起趋于平缓;开挖将引起地表沉降变形,随距离隧道中心线越远沉降越小;开挖引起围岩应力释放大约在3倍洞径左右.     

地铁盾构掘进引起的软弱地层沉降分析

昆明地铁首次在含有泥炭质土软弱地层中采用盾构法施工,难度极大。文章依托昆明地铁首期工程实践,考虑含有泥炭质土软弱地层条件下先行隧道施工对后行隧道施工的影响,建立修正的Peck公式对地表沉降进行计算,在此基础上采用数值方法进一步分析该软弱地层条件下地铁盾构掘进引起地层沉降变形规律,并与地层沉降预测经验公式对比。研究表明:本文方法与数值模拟结果以及现场监测数据吻合较好,可以较好地分析含泥炭质土软弱地层中盾构掘进引起的地层变形规律;先施工隧道的外侧地表沉降变化率较大,后施工的隧道外侧地表沉降变化率较小,但横向沉降范围较大;最大沉降量位于两隧道轴线的中线和先施工隧道的轴线之间,主要由先施工的隧道引起。最后,结合盾构施工监测数据,提出了含泥炭质土软弱地层条件下地铁盾构施工地层变形控制技术措施。     

大跨地铁暗挖车站施工地层变位控制技术研究

在城市中修建地铁暗挖车站,由于开挖跨度大,埋深浅,对地层扰动较大,地表沉降的控制往往成为工程的重点和难点。北京地铁五号线某车站施工时采用数值分析预测、地层变位分部控制,以及信息化施工等措施,成功地将地表沉降控制在设定范围。其研究方法和支护手段,对解决类似大断面暗挖施工具有一定的指导和借鉴意义。     

浅埋偏压隧道地表沉降规律及其预测方法

隧道地表沉降是围岩稳定性判断的重要依据,也是隧道施工监控量测的重要环节。浅埋偏压隧道地表沉降规律相对于非偏压隧道更为复杂,也更容易诱发安全事故,因此有必要进行深入研究。首先,文章基于最大主应力偏转理论,对偏压隧道偏压程度进行量化分析,提出了隧道偏压系数的概念及其计算方法。其次,建立等效分析计算模型,将浅埋偏压隧道地表沉降视为偏压地形和偏压荷载共同作用的叠加,并给出了分析计算方法和步骤。最后,通过现场实测资料进一步对浅埋偏压隧道地表沉降规律进行分析,并对预测结果进行验证。结果表明:偏压系数与地表偏压角、隧道埋深和地层侧压力系数有关;地表沉降曲线在偏压作用下会发生扭曲,最大沉降区域和影响范围都向深埋侧偏移;当偏压程度较大时,偏压作用易导致深埋侧地表出现开裂,浅埋侧地表出现错台。     

粉煤灰地层浅埋大断面连拱隧道预加固方式研究

由于粉煤灰地层本身工程性质较差,隧道开挖时不同工序及支护方式的变化也极易影响掌子面的稳定及支护结构的安全.本文结合盐坪坝隧道埋深浅、跨度大、穿越不良地层粉煤灰地层的特点,对浅埋暗挖大断面隧道工程中常用的地层预加固方式做简要介绍并分析其适用性,结合现场实际,提出了一种适用于粉煤灰地层大断面连拱隧道的预加固技术,主要采用高压旋喷桩对穿越粉煤灰地段实施地表加固,从现场施工情况来看,盐坪坝隧道现已成功贯通,期间没有发生掌子面坍塌、地表沉陷等情况.     

浅埋暗挖法设计理论论述

王梦恕院士在多年工程实践和理论研究的基础上,著成我国第一部全面系统论述"浅埋暗挖法"理论、设计、施工的专著--<地下工程浅埋暗挖技术通论>,对浅埋暗挖技术的理论基础、工程理念、设计与施工方法进行了全面论述.浅埋暗挖设计理论其创新点可以概括为隧道埋深的界定及荷载计算、隧道断面型式确定、邻近地下工程及其穿越方式、断面衬砌设计、结构防水设计、结构设计计算、预支护设计及网构钢拱架设计,并提出了浅埋暗挖法理论设计原则,形成了一套完整的浅埋、超浅埋隧道与地下工程设计、施工理论体系.     

大直径盾构隧道穿越建筑物群变形分析与控制措施北大核心CSCD

大直径盾构隧道掘进施工对土体造成扰动,导致地表产生沉降或隆起,继而严重威胁上部建筑物群的结构安全。文章依托某大直径盾构隧道穿越老旧小区密集建筑物群工程,首先利用二维有限元软件计算关键断面房屋的沉降变形,再对比三维有限元软件的计算结果,分析两种计算方法的适用范围;然后基于三维模型探究了不同初期荷载释放率对盾构穿越引起的地表和房屋变形的影响,最后利用Peck公式计算的理论地表沉降数据,梳理初期荷载释放率、地表沉降、地层损失率三者的内部联系并提出了控制变形的相关措施。研究结果表明,初期荷载释放率越小,地表及房屋沉降也越小,对应的地层损失也越小;对于控制地表变形,减小荷载释放率等同于减小地层损失率;初期荷载释放率、地表沉降、地层损失率这三者减小的量值呈线性关系。     

人工素填土下浅埋暗挖横通道CRD法施工的地表沉降监测分析

浅埋暗挖隧道距离地表近,施工工序繁多,开挖和支护相互交错,施工过程中地表变形复杂。文章介绍了大连地铁2号线春光街站的工程概况和施工监测方案,并对其横通道地表沉降数据进行了分析研究。分析结果表明,在人工素填土下隧道开挖引起了地表整体下沉呈扁漏斗状,沉降槽特征较为明显;隧道掌子面施工对地表有明显影响,横向影响范围为30 m,纵向影响范围为15 m。由此提出建议,监测布点在掌子面前方15 m、监测有效期限为70 d,即可满足隧道围岩稳定性要求。     

浅埋暗挖地铁隧道地表沉降研究现状

地铁隧道施工的突出特点是地质条件差、干扰因素多、周围环境复杂。相应地,地表沉降则成为浅埋暗挖隧道工程面临的主要安全问题。随着地铁隧道修建理论和技术的发展,国内外学者围绕地表沉降的预测与控制展开了较为深入的研究和探索。文章围绕国内外地表沉降预测与控制的研究现状,对浅埋暗挖地铁隧道的变形预测、施工方法、监测与信息反馈技术展开分析,并提出了今后的发展方向。     

浅埋偏压连拱隧道监控量测特征分析

结合云南某浅埋偏压连拱隧道,根据各施工阶段的地表沉降、拱顶下沉和水平收敛及洞内三维裂缝等现场监控量测,分析软弱浅埋偏压条件下连拱隧道的量测结果特征,给出量测结果的内在规律和联系。实践证明,上述量测项目和结果分析可以有效地反映浅埋偏压连拱隧道的稳定性情况,指导隧道的现场施工。文章旨在为同类工程现场监控量测的方案设计、分析方法和隧道的安全施工提供借鉴和参考。     

砂砾地层电力顶管施工引起的地面变形研究

文章针对砂砾地层电力顶管施工引起的地面变形开展研究。首先,基于现有散粒土的沉降理论计算公式,进行某砂砾地层电力隧道顶管施工引起地面变形的理论计算和分析;其次,通过理论分析和现场实测,得到砂砾地层顶管施工引起的地面变形规律;最后,在现有理论计算公式和监测数据的基础上,利用规划求解,提出适用于砂砾地层顶管施工引起地面变形的沉降槽宽度系数计算公式。研究结果表明,土体损失是引起地面沉降的主要影响因素,沉降计算时必须考虑土体损失在顶进过程中的动态变化;修正沉降槽宽度系数计算公式能够较好地适用于砂砾地层中顶管施工引起的地面沉降计算。     

Analysis on Ground Surface Deformation and Influence of Construction Parameters Caused by Two Different Shield Machines in Double-tube Tunnelling北大核心CSCD

Based on a shield-driven running tunnel project of Hangzhou Metro Line 2, this paper carries out field measuring of the ground surface deformation caused by two different shield machines in double-tube tunnelling in soft soil areas, obtains the laws of the surface deformation caused by shield-driven double-tube tunnelling and verifies the applicability of the modified Peck formula to double-tube tunnelling. The results show that in soft soil areas the impacts on ground surface deformation caused by different shield construction parameters in the previously and subsequently excavated tunnels are different, while the surface deformation changes sharply before and after the shield machine passing through the cutting face, and a rebound phenomenon occurs when the shield tail passes through the cutting face due to the influence of the grouting; The cutterhead torque of the shield machine in soft soil areas can be composed of five calculation factors, and the calculation results are in good agreement with the measured values. The larger the opening rate of the shield cutterhead is, the larger the average torque value will be, the higher the percentage of large ground loss rate will be, and the larger the maximum ground surface settlement will be; The ratio of cutterhead torque T to mucking volume per ring Q is used as the control parameter for analyzing the ground surface settlement, and a certain positive correlation between the ratio and the surface settlement value is determined, the smaller the cutterhead opening rate is, the more accurate the fitting results will be. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

浅埋暗挖法施工中结构受力的合理转换

文章针对浅埋暗挖法施工中结构受力转换的问题,结合某地铁工程实例,介绍了几种对控制沉降比较有效的施工方法。在竖井开挖到通道顶标高后提前对通道顶部土体进行加固,并施作短柱暗梁,有效地保证了结构安全和土体稳定;在通道转入双联拱正洞的施工中采用增设洞门加固环和通道顶部加强拱等措施,成功地解决了通道格栅破除后通道的稳定问题,并有效地控制了地层下沉;通过对现场一手监测数据的深入分析,结合自己的施工体会,总结出了一些较为珍贵的施工经验,对类似工程设计和施工有一定的参考价值。     

富水砂卵石条件下大断面市政隧道浅埋暗挖法研究

文章以成都市人民北路北延线隧道为工程背景,在深入分析富水砂卵石地层特性的基础上,以洞口小净距段为重点,采用有限元法对大断面浅埋暗挖法隧道各区段进行数值模拟分析,获得了地层、初期支护和二次衬砌的受力特征以及一些可供类似工程参考的有价值的结论。     

Soil Body Deformation Caused by Construction of a Double-Line Shield Tunnel with Multiple Factors北大核心CSCD

Considering the influence of many factors (soil loss, frontal additional thrust, the friction force of the shield shell and the additional grouting force), a method for improving the uniform soil body movement model is pro-posed, and a mechanical calculation model is established to study the calculation method for soil body deformation caused by double-line parallel shield driving. Based on the Mindlin solutions of elastic mechanics, the theoretical solutions for soil body deformations caused by the last three factors are calculated; considering the uniform soil body movement model, the theoretical solutions for soil body deformations caused by soil loss are calculated, then the to-tal theoretical solutions for soil body deformations under multiple factors are obtained by means of superposition. The vertical surface settlement, vertical horizontal displacement, and vertical displacements of the soil body at different depths of Hangzhou Metro Line 1 are calculated to analyze the variation laws. Meanwhile the influential factors for horizontal displacement variation are studied. The research shows that with a change of depth, the settlement of the soil body changes within the scope of 10 to 13 m in the horizontal direction near where the maximum settlement occurs;the direction of the horizontal displacement of the soil body changes with a change of the positional relationship be-tween the calculation points and the tunnel; and with an increase of interval J for the two tunnels, the horizontal dis-placement of the soil body of a deep double-line tunnel decreases while the displacement near the surface changes slightly. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

浅覆土砂层土压平衡盾构始发掘进对环境的影响分析

盾构始发和到达安全掘进控制技术是困扰盾构隧道施工的主要难题之一。盾构进出洞施工中,面临掌子面失稳、土体坍塌、涌水涌砂、地表沉陷、盾构"抬头及磕头"等诸多施工风险。本文从基坑及隧道的破坏模式,塑性区分布范围出发,通过有限差分法针对易受扰动的浅埋砂层地层盾构始发段进行了研究,为加固区范围大小的选择提供了依据。研究表明,在不采取加固措施时,基坑开挖后隧道始发段的竖向位移、拱底的隆起和最大纵向挤出变形量均过大,显示基坑将发生坍塌等破坏。当盾构始发段主要加固措施为旋喷桩,加固后的土体的物理参数得到了显著的提升。本文在此基础上得出了旋喷桩的合理加固区域。     

地铁盾构区间穿越铁路站场设计与施工分析

文章以郑州地铁1号线火车站站至二七广场站盾构区间隧道为背景,对隧道施工中的特级风险源——区间下穿国铁站场路段的施工过程进行了三维仿真数值模拟。按照国家相关规范标准,两轨面间的差异沉降不得大于5 mm,这对地铁下穿段的施工提出了较高要求。数值模拟计算结果表明,通过对下穿段一定范围内的土体进行注浆加固,可以有效控制盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向沉降及不均匀沉降,从而保证既有铁路的运营安全。     

超前管棚支护在浅埋偏压黄土隧道施工中的应用

在特殊地质地段,如砂土地层、黄土地层、裂隙发育地层、浅埋地层、大偏压地层等隧道围岩地层中,采用超前管棚支护并辅以水泥注浆,是一种行之有效的超前支护方法.文章介绍了某浅埋偏压黄土隧道超前大管棚的施工工艺、流程及技术要点,并通过监控量测的数据分析,证明了该方法的可靠性.工程实践表明,超前管棚支护有效地减小了地表下沉和围岩变形,达到了确保不良地质段安全施工的目标.     

偏压连拱隧道施工方法研究

文章采川三维有限元数值模拟研究了偏压连拱隧道不同施工顺序下拱顶下沉、中墙稳定性及初期支护受力特征.研究结果表明,先开挖浅埋侧时,拱顶沉降较小,中墙在施工中的稳定安全系数较大、弯矩较小,初期支护受力较大;对于浅埋偏压连拱隧道,围岩变形及中墙在施工中的稳定性控制更为重要.所以,从有利于围岩变形、中墙稳定性控制以及中墙受力的角度出发,宜采用先开挖浅埋侧的施工方法.