黄土地区基坑近接施工变形控制标准数值模拟研究

为得到湿陷性黄土地区基坑近接既有地铁结构的位移规律和控制标准,基于西安地铁5号线车站基坑临近区间隧道和车站施工,采用数值模拟手段,分析不同净距状态下新建基坑开挖引起的地表位移、新建基坑结构位移及既有结构位移,研究新建基坑开挖对既有车站、既有隧道的影响。结果表明:地表沉降值仅在新建基坑与既有结构之间的范围受水平净距影响较大,新建基坑围护结构位移仅在与既有结构邻近的一端受净距影响较大;既有结构向着新建基坑方向发生整体水平移动,且随着净距减小,水平位移增加;应尽量避免净距小于12 m的情况,当净距为18 m时,应控制新建基坑与既有结构邻近侧围护结构的水平位移最大值在15 mm以内。     

黄土地区无砟轨道路基变形与稳定性分析

研究目的:探讨解决在黄土地区尤其是湿陷性黄土地区修建无砟轨道客运专线时路基变形的监测、预测沉降、路基稳定性评判问题,为指导黄土地区路基设计、施工和沉降监控提供建议及依据。研究结果:分析得出路基变形的主要因素,提出了复合地基桩一土“综合模量“的概念以及沉降量的计算方法,对路基稳定性进行了判定,解决了黄土路基的工后沉降技术问题。     

新建线近接京沪高速铁路路基变形控制关键技术

以新建鲁南高速铁路近接既有京沪高速铁路工程为依托,分析了此类近接工程路基变形成因及控制难点,提出了以少扰动桩基加固+减载填筑施工+路基变形动态监控为核心的变形控制关键技术体系.结果表明:近接既有高速铁路过程中同时考虑少扰动地基处理、填筑泡沫混凝土减轻附加应力与变形,控制既有高速铁路路基变形不超限,并通过开展路基变形高精...     

黄土高边坡开挖过程的变形监测分析

以隧道出口路堑黄土边坡为例,分析黄土路堑开挖过程中边坡变形和边坡土钉应力随空间和时间的变化规律。测斜仪监测结果表明:边坡的水平位移随开挖深度的增加逐步增大,并在开挖后一段时间内出现最大值,呈时间滞后效应。在不同的开挖阶段,坡体不同部位开挖后的水平位移变化幅度不同:坡顶变形幅度最大,坡底居中,坡体中部最小;坡体开挖完成后,坡顶绝对水平位移量最大,坡脚最小,坡体中部居中。随开挖深度的增加,坡体不同部位测试土钉各测点应力明显增大;土钉最大应力出现位置由坡面逐渐迁移到坡内。说明坡体的变形范围随开挖深度的增加而扩大;且由土钉最大应力出现的位置可判定边坡潜在滑动面位置。     

近接浅埋偏压黄土隧道支护结构的力学特性分析研究

研究目的:解决新建复线隧道与既有隧道平行近距离修建时,既保证新建隧道安全施工,同时确保既有线隧道的安全运营的问题。研究结论:(1)在浅埋偏压条件下,新建黄土隧道拱部下沉量和净空收敛量均较大;(2)围岩压力分布呈不对称猫耳状;(3)钢拱架远离侧应力大于临近侧应力,在支护体系中作用较大;(4)拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;(5)拱部系统锚杆受力较小,对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;(6)既有隧道受新建隧道开挖影响比较明显,新建隧道开挖对既有隧道产生了偏压和拉伸两种效应;(7)两近接隧道之间的间距对既有衬砌的影响较大,当间距一定时,临近侧所受影响大于远离侧所受影响。     

黄土地区地铁盾构下穿铁路变形控制技术

研究目的:黄土地区某城市地铁2号线盾构施工下穿既有陇海铁路线是一个盾构施工中的I级风险源,为保证地铁盾构施工安全下穿陇海线路,开展了盾构施工穿越既有铁路的变形控制技术研究,以为盾构安全施工提供技术支撑。研究结论:(1)黄土地区地铁盾构下穿既有陇海线路的地表沉降规律:不采取控制措施盾构施工时,路基右线隧道轴线正上方的沉降量为20.48 mm,左线隧道轴线正上方的沉降量为12.85 mm,左右线隧道的轴线上的沉降量均超出了沉降允许值;采取严格控制土压力、盾构匀速通过、严格控制注浆量、减少盾构推进方向的改变等减小地铁盾构下穿既有铁路施工风险的措施盾构施工时,右线隧道轴线正上方的沉降量为5.44 mm,左线隧道轴线上方的沉降量为4.95 mm,均小于变形允许值。(2)FLAC计算预测的变形规律与实际值基本一致,地表和铁路路基的变形量在允许范围内;减小地铁盾构下穿既有铁路施工风险的措施合理有效。(3)该研究成果可应用于黄土地区地铁盾构下穿铁路施工变形控制。     

零距离近接既有地铁站施工监测与数值模拟分析

本文以天津地铁5号线思源道站结建工程为背景,从施工监测和数值模拟两方面对基坑施工过程的变形控制进行研究。通过对周边环境、深层位移、基坑自身支撑体系等进行监测,实现工程施工全过程数据信息的无缝对接和实时反馈,保证了既有地铁站安全运营。建立数值仿真模型,对基坑周边环境竖向沉降、水平位移、基坑自身支护体系受力变化等进行研究分析,验证基坑开挖方式的可行性。研究结果表明,对于零距离近接既有地铁站地下空间拓建施工,基坑采用分层岛式开挖及地下连续墙+混凝土环形内支撑支护体系,能有效地控制基坑变形,确保周边环境和基坑自身安全。     

软塑黄土二元地层隧道变形特征及监测分析

当隧道斜向上穿越软塑黄土夹层时,隧道拱部逐渐脱离软塑黄土层,使得围岩处于"上硬下软"的二元地层状态。由于软塑黄土含水率高、稳定性差、承载力低,使得大断面隧道在这种二元地层下的变形特征不尽相同。本文依托银西高铁上阁村隧道,基于室内试验、数值计算、现场监测等手段,分析"上硬下软"二元地层下隧道围岩位移演化规律,揭示隧道围岩变形特征。结果表明:随着软塑黄土层的下移,拱顶累积沉降量逐渐减小并趋于稳定;当软塑黄土分布于边墙时,围岩软弱,软塑黄土变形量大,变形时间长;当软塑黄土分布于隧底时,隧底围岩隆起值及下台阶水平收敛较大;随着隧道穿出软塑黄土层,净空收敛逐渐减小并趋于稳定。     

运营高铁车站黄土路基沉降特征及原因分析

针对黄土地区某高铁车站路基沉降病害问题,选取典型区域,采用PS-InSRA技术对变形区域进行监测,获取2017年2月至2019年6月的Sentinel-1A卫星影像数据并与现场勘测结果相结合,分析形变特征和趋势,以指导后续病害治理。结果表明:研究区域路基沉降主要发生在2017年5月至9月和2018年4月至8月两个时间段,春夏季沉降速率较大,秋冬季相对平稳;地基土含水率在13%~26%之间,在地下2 m和4 m为含水率增加速率临界深度,0~2 m范围内的含水率增加较快,2~4 m范围内的含水率增加速率减缓,4~10 m范围内含水率基本稳定;路基部位地基处理影响范围有限,路基侧沟外侧地基土干密度偏小,渗透系数偏大,路基沉降的主要原因为车站场坪地表汇水渗入地基引起路基黄土层湿化变形。     

挤密桩处理湿陷性黄土路基的效果研究

黄土由于其湿陷性的特殊性质,导致铁路路基出现不均匀沉降,从而影响铁路安全。本文依托湿陷性黄土路基工程背景,建立三维数值模型,对挤密桩处理湿陷性黄土路基效果进行研究。结果表明:挤密桩桩径对挤密水平范围有显著影响,挤密影响范围可分为充分挤密区、有效挤密区和挤密影响区。桩周土体竖向位移随距桩边距离的增大先迅速增大随后逐渐减小直至为0,在距离桩边约0.7~1.0 D处,竖向位移达到峰值;竖向位移随深度增加而逐渐减小,当深度约为2 m(0.4倍桩长)时土体几乎无竖向位移,随后竖向位移继续增大。一定范围内增大挤密桩直径能显著扩大挤密影响区。依据分析结果得出依托工程最经济、合理的挤密桩直径为0.4 m;根据现场监测数据,路堤施工完毕后路基整体累计沉降量不超过5 mm,满足规范要求,说明灰土挤密桩处理湿陷性黄土路基效果良好。     

铁路黄土高边坡变形破坏机理及稳定性研究

研究目的:随着西部地区大量基础设施建设的实施,尤其是铁路建设,不可避免地遇到大量黄土高边坡.大量的黄土边坡灾害严重影响着西部经济建设,危害行车安全.黄土边坡变形破坏机理及稳定性研究分析是其预测预报的基础,通过研究可在工程设计和维护中作为设置防治措施的依据.研究结论:将黄土高边坡按坡体结构分为新黄土边坡、新老黄土边坡、老黄土边坡、新黄土+基岩边坡、新老黄土+基岩边坡、老黄土+基岩边坡6种类型;分别对其变形破坏类型、特点、形成机理及其危害进行了分析,建立了黄土边坡稳定性定性评价标准;通过对太中铁路沿线黄土高边坡稳定性统计分析,提出了黄土边坡防治的建议.对铁路沿线黄土高边坡设计防护具有一定的指导意义.     

新型磁浮交通路基沉降变形现场监测及数值模拟

依托北京市中低速磁浮交通示范线,提出悬臂式挡土墙、U形槽、U形槽组合顶板3种适用于中低速磁浮交通的新型路基结构。该路基结构上承小型分节式承轨梁,下部采用旋喷桩或素混凝土桩进行地基处理,共同构成中低速磁浮交通新型路基及低置型承轨梁台结构系统。通过在代表性断面预埋单点沉降计、沉降观测标、土压力计,开展现场静力学试验。此外,建立三维有限元模型,验证地基处理、新型路基结构、承轨梁台结构的科学性及有效性,并揭示中低速磁浮交通路基结构静力学行为规律。研究结果表明,路基结构的总沉降值为2～5 mm,远低于规范要求。沉降主要发生在施工期间,静置期基本不发生沉降,并且路基压缩主要发生在复合地基加固区。     

铁路黄土隧道施工变形规律及预留变形量研究

为研究黄土隧道施工变形规律及预留变形量,以蒙华铁路双线黄土隧道工程施工为依托,采用现场实测和统计分析的方法分析隧道周边位移变形规律,以确定黄土隧道设计预留变形量。双线黄土隧道施工的变形规律表现为:隧道开挖时,拱顶下沉和周边收敛发展较快,仰拱封闭后,变形趋于稳定;隧道拱顶下沉大于周边收敛。Ⅳ级围岩黄土隧道下沉速率集中分布在5 mm·d~(-1)以内,部分深埋断面速率大于5 mm·d~(-1)。Ⅴ级围岩黄土隧道深埋时,拱顶下沉较小,速率集中分布在5 mm·d~(-1)以内;浅埋时,部分断面拱顶下沉超出设计预留变形量,速率在15mm·d~(-1)以内;其表现出的特点是:浅埋变形大,速率大。净空变形特征值的均值在浅埋时为4.1,深埋时为2.2。Ⅳ、Ⅴ级围岩黄土隧道设计预留变形量建议值分别是8~10 cm、12~15 cm。     

静力水准在城市轨道交通既有线变形监测中的应用研究

针对城市轨道交通工程近接既有线施工的特点,采用静力水准测量监测系统来实现对既有线的自动化变形监测,保证了既有线施工过程中的安全。静力水准系统具有测量原理简单,效率高、数据准确、精度高、实时监测等特点,可为施工风险的预警、防范和控制提供决策支持。     

季节冻土区铁路路基变形监测及冻害原因分析

根据京包铁路、包兰铁路路基在1月-6月期间的变形监测和路基土的级配试验,分析了季节冻土区铁路路基的冻胀变形情况及产生原因.分析结果表明,在内蒙古境内的季节冻土区铁路路基冻胀呈现整体性变形特点,但不同里程处的路基冻胀差异较大;在监测区段内,京包线路基最大冻胀率为5.2%,最小冻胀率为2.4%;包兰线路基最大冻胀率为4.2%,最小冻胀率为1.1%;路基的冻胀变形极不规则,严重破坏了路基的整体平顺度.京包线、包兰线路基填土的级配不良是引起路基冻害的首要原因;路基多年的冻害效果累积和基床土质不均导致冻胀变形不均匀发生.     

兰新高铁甘青段路基冻胀自动监测及分析研究

为查明兰新高铁甘青段路基冻胀变形原因和影响因素,提出相应的冻胀处理措施,将路基冻胀变形控制在允许范围之内,采用自动监测系统,对路肩以下5 m范围内路基的冻结深度、水分、冻胀变形等进行监测,并对监测结果进行统计分析和深入研究。研究结果表明:路基冻结深度的发展主要受气温的影响,基床表层以下填料含水量随着冻结深度增加缓慢增加;基床表层及基床底层上部1.0 m范围冻胀量占总冻胀量的80%以上;低路堤地段冻胀最严重。为减少路基冻胀量,设计及施工时应采用全冻结深度防冻胀方案,以填料防冻胀为主,辅以防水、疏水和隔热等综合措施;低路堤地段防冻胀措施应适当加强。     

深基坑开挖对邻近铁路路基变形的影响

以一邻近沪昆铁路深基坑工程为依托,建立三维有限元模型评估基坑方案对邻近铁路路基变形的影响,根据实测数据分析路基变形规律并提出施工注意事项.结果表明:深基坑施工使铁路路基产生沉降和朝向基坑方向的水平位移,经监测下沉广场基坑施工引起的铁路基床顶面边缘位置竖向位移最大值为6.55 mm,横向水平位移最大值为3.82 mm;数...     

黄土地区地铁车站深基坑变形监测与分析

针对黄土地区地铁车站深基坑的工程环境和施工要求,制定深基坑围护和变形的监测方案,对变形规律进行现场监测,确保地铁车站的安全施工。重点分析围护桩体的水平变形、钢支撑轴力的变化规律、基坑周围地表沉降以及地下水位变化情况,为以后类似工程的信息化施工提供参考。     

黄土地区涵洞接长对既有线的影响

依托实际工程,分析黄土地区涵洞接长施工技术难点,确定弱扰动涵洞防护方案,优化涵洞接长结构和过渡段填筑施工方案,基于各阶段监测数据,探究涵洞接长方案对既有线的影响。结果表明：弱扰动涵洞防护方案实施时对既有线影响较小,且在钢板桩施工阶段对既有线影响最大（<0.5 mm）;涵洞接长结构（横向）和过渡段填筑（纵向和横向）采用对称施工,可有效降低既有线两侧变形值的差异对既有线轨道水平值的影响;涵洞上侧位置变形随复合地基施工波动,且整体呈上升趋势,而过渡段位置变形先增加后降低,且涵洞上侧位置变形大于过渡段位置;各侧物位计变形随本侧底板、侧板、顶板和八字墙浇筑阶段均发生突降变形;各工点物位计沉降值均随过渡段填筑高度的增加呈非线性增加,且各填筑阶段过渡段位置沉降变化值均高于涵洞上侧。     

高压旋喷桩施工对既有铁路路基变形影响研究

高压旋喷桩在湿软黄土地基加固时效果良好,施工方便,适用于黄土地区既有路基帮宽工程地基处理,但其施工过程中会产生挤土效应,影响既有线路的运营安全。以某在建高速铁路引入既有城际铁路工程为依托,结合挤土试验和实测数据,探究高压旋喷桩施工对既有铁路路基变形影响规律。结果表明,对于单桩挤土试验,高压旋喷桩挤土效应与桩周土体距桩心距离呈负相关变化,距离桩心越近,挤土效应越明显。高压旋喷桩沿竖向挤土效应与土层位置、土层压缩系数和湿密度等相关,沿桩深度方向周围土体侧向位移变化在埋深0～5 m范围最为显著。高压旋喷桩施工后,周围土体会出现回缩现象,现场测试各测斜孔回缩值在0～2 mm之间。多桩施工时,高压旋喷桩周围土体会产生位移累积效应,挤土试验中所选4根桩全部施工完成后,距桩心2 m位置处的测斜孔,其侧向位移在埋深0～2 m范围达8 mm以上。既有路基变形实测发现,应力释放孔和高压旋喷桩施工时可导致既有路基上拱或沉降,既有路基监测点最大累计上拱量5.95 mm,最大累计沉降量7.13 mm。通过采取在既有路基坡脚设置应力释放孔、高压旋喷桩由内向外施工并严格控制高压旋喷桩施工参数的措施,可保证既有线路基...