基于SBAS技术的公路采空区变形监测

文章基于SBAS技术对重庆市某跨越煤矿采空区高速公路进行了变形监测,采用SBAS方法提取了煤矿采空区上方高速公路的高相干点时序沉降量与实地水准仪观测的沉降量进行了对比分析。研究发现:采用SBAS方法监测变形的最小误差为0.3mm,最大误差为12.8mm,中误差为4.5mm,表明SBAS技术可准确有效地对公路等线性建筑物进行沉降监测。     

钢花管竖直注浆技术在山区公路病害加固中的模拟应用

由于山区公路所经沿线地质条件复杂,路堤发生沉降病害的几率较大。为提高路堤承载力,保证公路安全运营,文章采用FLAC~(3D)有限差分软件建立了钢花管注浆模型,研究了路堤的应力变形规律和沉降变形规律。研究表明:钢花管竖直注浆加固后水平、垂直位移量都相对降低,路堤边坡更稳定,路堤土层的物理力学性质显著提高,塑性变形量降低,刚度增大。     

砂卵石地层盾构施工参数对邻近建筑变形的影响研究

为了降低砂卵石地层盾构施工对邻近建筑物的影响程度,文章基于Midas GTS NX有限元软件构建模型,对不同顶推力、注浆压力和浆液强度下盾构邻近建筑物变形规律进行分析。结果表明:建筑物的沉降变形和水平位移随着顶推力增大而逐渐增大,随着注浆压力和浆液强度增大而逐渐减小;顶推力越小,注浆压力和浆液强度越大,建筑倾斜率越小;当盾构千斤顶推力为110 kPa、注浆压力为190 kPa时,建筑的沉降变形相对较小,并宜选择强度高的注浆材料。     

近距离平行盾构隧道施工数值模拟及影响因素分析

文章以西安北站至咸阳机场城际轨道项目为例,通过ANSYS有限元软件模拟分析了新建隧道近距离平行施工对已建隧道产生的影响,考虑了"先左孔、后右孔"和"先右孔、后左孔"两种施工工序,重点分析盾构施工中地层损失率、盾构顶推力和注浆情况的影响规律。结果表明,"先左孔、后右孔"对地层位移和已建隧道管片的应力、应变影响较小;地层损失率越小,地表沉降量越小,产生的地表最大沉降量越小,地表沉降坡度越缓;盾构顶推力越大,地表的沉降量越大,随着盾构掘进深度的增大,地表沉降量逐渐减小,直至趋于稳定;注浆材料的弹性模量越大,地表沉降量越小。     

富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究

针对青岛地铁隧道穿越富水砂层施工过程中存在的涌砂、涌水等不稳定性问题所采取的深孔注浆加固措施,文章结合地铁3号线某区间富水砂层隧道工程实例,通过FLAC3D数值计算与现场实测手段进行了富水砂层地区地铁隧道施工中深孔注浆加固扰动机理研究。研究结果表明:(1)注浆深度和注浆压力对地层扰动变形影响显著,应综合考虑、合理选取,青岛富水砂层地区宜采用1.4~1.5 MPa的注浆压力;(2)地表持续隆起时,双线隧道上方的地表地层呈现M状隆起,隧道中线部位注浆压力对地层扰动影响明显,隆起最大位于拱顶部位;(3)地表在注浆初期迅速隆起,掌子面开挖至监测断面前-3D范围内时地表开始快速沉降,-2D范围内沉降放缓,开挖通过监测断面后至1D范围内地表较快沉降,然后逐渐趋于稳定;(4)注浆施工对建筑物的影响程度要小于单纯的地表抬升,上方建筑物随地层的M状变形出现正曲率变形,损害建筑物结构时,建筑物墙体一般会形成倒八字裂缝;(5)隧道内拱顶沉降和净空收敛均在下穿监测断面时变形较快,当开挖至距监测断面2D范围后,变形趋势逐渐减小,至3D范围后逐渐趋于稳定。     

软弱地层下某隧道围岩及支护结构稳定性数值模拟研究

为研究在软弱地层下开挖单洞隧道时二次衬砌对隧道围岩稳定性的影响,文章以某单洞铁路隧道为依托,采取三维有限元软件对软弱地层下隧道施加二次衬砌后围岩稳定性进行了数值模拟分析,结果表明：(1)在施加二次衬砌后,地层的水平应力整体呈条带状分布,开挖扰动对地层水平应力的影响较小;(2)当施加二次衬砌后,单洞隧道围岩的应力集中程度显著减小,围岩的整体稳定性显著提高;(3)当施加二次衬砌后,隧道所处的地层整体变形量均显著减小,岩体表层的沉降量为0.04 mm,其沉降量可以忽略不计;(4)当隧道进行二次衬砌加固后,围岩的整体水平变形量均较小,满足相关的工程设计要求。     

隧道帷幕注浆工程注浆效果评估方法应用

注浆技术已成为地下工程施工中重要的辅助工法,它对于软岩加固、注浆堵水、沉降控制、渗漏整治等工程处理都有极佳的效果。由于目前注浆施工效果评定技术不规范,尚无完善的标准可以借鉴,无法对注浆效果进行正确评价,给后续工作存带来不确定性,增加了工程的风险、结合江西省某隧道F2断层破碎带注浆治理工程案例,将注浆效果检查方法按注浆量空间分布特征分析法、浆液充填率反算法、P-Q-T曲线法和钻孔揭露地层分析法进行了详细介绍,并对每一种检查方法进行了技术说明,以期为今后类似工程的注浆施工提供参考借鉴。     

双液回退劈裂注浆在胡麻岭隧道富水粉细砂地层中的应用

胡麻岭隧道富水粉细砂地层开挖后自稳能力极差,掌子面不稳定,易坍塌,经常出现底板冒水、涌砂、涌水、沉降、初期支护变形等现象.采用常规注浆,注浆量大、工效低,效果不明显;采用化学注浆,造价又过高.大量工程实践表明,采用双液回退劈裂注浆方案,有效地改善了地层的稳定性,控制了围岩变形,且降低了施工成本.     

盾构下穿建(构)筑物控制沉降注浆技术研究与应用

北京地铁黄村站-义和庄站区间隧道采用盾构法施工,由于下穿建(构)筑物群及12股轨道群,施工中在地面不具备加固条件的情况下采用了隧道内部超前注浆和径向注浆加固措施,即通过盾构机的8个超前注浆孔对刀盘前上方土体进行加固,在盾构机头过后利用管片上的预留注浆孔及时对隧道上方土体进行深孔注浆加固,有效地控制了地面建(构)筑物的最终沉降量.文章对本工程的概况、地层沉降机理、注浆措施及对沉降的控制效果进行了研究和分析.     

城市地铁穿越岩溶地段盾构掘进技术

岩溶专项勘察报告揭示岩溶发育区溶洞形状复杂且不规则,为确保盾构机通过岩溶区的施工安全及盾构隧道以后的安全运营,研究岩溶发育区轨道交通工程隧道建造技术具有较重要的理论价值和工程意义。岩溶探测方法采用孔间层析成像(CT)和高密度电阻率法,勘察钻探揭示本场地溶洞情况;建立隧道三维有限元模型模拟盾构地铁掘进施工过程,研究不同埋深处溶洞对隧道稳定性的影响;施工前对溶洞做注浆加固预处理,盾构掘进中重点监测排泥量,同时加强同步注浆工作。岩溶注浆加固效果显著,盾构隧道施工中未出现塌陷、坍塌等情况。研究结果表明：(1)随着埋深的增加,隧道在竖直方向的沉降位移逐渐变大,施工初期应该密切监测隧道的变形量。(2)对岩溶区实施合理的加固处理措施,满足盾构掘进安全及隧道结构稳定。(3)盾构机选型充分研究分析地质、水文和周围环境情况,考虑掘进地层有黏土和风化岩,选用土压平衡盾构机进行施工。(4)盾构顺利通过岩溶区,盾构姿态控制良好,根据监测数据显示,地表沉降控制到位,地表最大沉降量满足规范及设计要求。(5)根据隧道三维有限元模型数值分析结果,结合盾构施工实际控制值比较,隧道拱顶沉降变化受埋深影响较大,预加固后的岩溶...     

大直径盾构掘进非对称同步注浆地层扰动规律研究

为了研究大直径盾构施工过程中非对称同步注浆对土体扰动的影响规律，基于钱江隧道南岸始发段超大直径泥水平衡盾构施工，通过有限元方法重点模拟了盾尾同步注浆过程，并与现场监测数据进行对比分析。在既有解析解的基础上通过二次开发实现有限元模型同步注浆压力的非均匀分布模式，使其充分反映非对称注浆工况。模拟中考虑了非对称注浆压力比、注浆率和注浆缺陷分布模式（即局部注浆压力不足位置）等因素对周边地层扰动的影响。研究表明，不对称注浆压力导致沉降槽呈不规则状，注浆压力较大的一侧易发生地表隆起；不对称注浆压力比与地层损失率呈线性负相关；随着注浆率增加，深层土体沉降值不断增加，当深度增加时，这种趋势会更加明显；不同注浆缺陷分布模式对地表沉降有不同程度的影响，顶部注浆孔压力对地表沉降量的影响较大，而腰部注浆孔压力对地表沉降槽宽度系数影响较大，底部注浆孔压力对地表沉降的影响相对较小。     

基于小波变换与卡尔曼滤波结合的GM(1,1)模型在高铁隧道沉降变形分析中的应用

高铁隧道的变形量较小,但受随机噪声的干扰较大,使得监测得到的沉降曲线不能反映实际的沉降情况。鉴于此,文章提出了基于小波变换与卡尔曼滤波相结合的RLG降噪方法,该方法既有小波变换的去相关作用和多分辨分析功能,又有卡尔曼滤波对未知信号的线性无偏最小方差估计的特点。采用GM(1,1)预测模型对降噪后的数据进行分析,得到的结论是:基于小波变换与卡尔曼滤波相结合的GM(1,1)模型的精度较基于卡尔曼滤波的GM(1,1)模型的精度高,可有效地运用于高铁隧道沉降分析中。     

金仁桐高速公路采空区地质选线研究

金沙经仁怀至桐梓高速公路沿线通过的煤矿主要有泮水煤矿、云安煤矿、鼎兴煤矿及桑树湾煤矿,煤矿开采形成了一定规模的采空区,公路通过煤矿采空区易产生路基下沉、桥梁变形、隧道变形及瓦斯突出等工程问题,且后期维护修复难度极大,采空区研究对于高速公路的合理选线至关重要。本文对云安、鼎兴煤矿路段采空区稳定性进行定量评价,结合采空区公路地质选线原则,对K线和A21线两同精度方案进行比选,A21线安全性及稳定性较好,更为合理。     

暗挖交叠隧道地表沉降实测分析

北京地铁6号线北海北—南锣鼓巷区间隧道工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程,区间隧道从上下平行逐级过渡为左右平行,隧道开挖方式为先开挖右线隧道(下行隧道),再开挖左线隧道(上行隧道)。文章通过对该工程18个地表沉降监测断面实测数据进行分析,得出暗挖交错重叠隧道施工引起的地表变形规律。研究结果表明:(1)随着双线隧道角度的增加、距离的减少,地层沉降重叠效应显著增加,后建的左线隧道开挖对地表沉降影响也逐渐增加;(2)左线隧道施工改变了地表沉降槽的形式,使双线隧道地表最大沉降值的位置偏离右线隧道,沉降槽宽度增加;(3)既有结构的存在阻挡了地层变形的传递,减小了地表的变形,双线隧道的减小程度比单线隧道大;(4)采用深孔注浆的方式可以有效控制地表沉降,减少施工对周边环境的影响。研究成果可为同类工程地表变形控制提供参考。     

基于动荷载的交叠盾构隧道两阶段安全分析

为研究富水砂层地铁隧道在动荷载作用下施工和运营阶段共同作用的安全问题,以南京地铁5号线下穿既有地铁1号线为例,建立交叠隧道数值模型,分别对两阶段共同作用下的地铁沉降及运营期疲劳寿命进行了探讨和分析。结果表明:(1)下穿施工期间隧道沉降最大值为7.5 mm,采用洞内微扰动注浆+内张钢圈的设计方案可有效控制本阶段隧道变形;(2)5号线运营后,1号线隧底第1年沉降占比最大,约占10年期总沉降的65%,后沉降变化速率逐步收敛;(3)新建地铁5号线通过壁后注浆可大幅降低1号线长期运营沉降,确保1号线长期运营安全;(4)交叠处管片疲劳寿命最小,远离交叠区疲劳寿命越来越大,本工程整体性能满足结构设计使用年限要求。     

岩溶地区下穿隧道对既有桥梁的沉降影响分析

文章依托岩溶地区地铁隧道盾构下穿既有高铁桥梁的工程实例,通过数值仿真计算分析了高铁桥梁沉降控制的影响因素,得到如下结论:(1)不处理溶洞时,在桥墩与隧道间增加隔离桩,可对桥墩沉降控制起一定的影响,但总沉降仍不满足要求;(2)对两桥墩范围内的溶洞进行注浆处理,既能满足控制高铁桥梁沉降的要求,也能合理控制施工成本;(3)综合考虑施工难度、成本及高铁桥梁沉降控制量,以盾构施工注浆压力为0.5 MPa、土仓压力为0.13 MPa最为合理。     

注浆处治盾构下穿建筑物渗水沉降的效果分析

天津地铁3号线盾构下穿某既有建筑物时因地下水渗漏引起建筑物沉降,文章以注浆抬升处治工程为研究对象,结合监测数据,采用数值模拟方法分析了在隧道渗水条件下注浆抬升既有建筑物的效果,在此基础上分析了注浆点位置、注浆时间对注浆抬升效果以及对隧道的影响。研究结果表明:浅孔注浆时补偿注浆率较高,所需注浆量明显低于深孔注浆,但补偿注浆率波动程度较大,建筑物倾斜显著增加;深孔注浆时注浆压力导致隧道弯矩急剧增大,为浅孔注浆时的3.7倍,隧道弯矩影响范围均约为注浆区宽度的1.5倍;适当增加单次注浆时间,建筑物倾斜增量较小,且建筑物测点抬升量显著增加,补偿注浆率明显增大,注浆抬升效果更好。     

西成高速铁路路基沉降变形量度量模型构建

为了提高高速铁路路基沉降变形量度量的准确性,分析路基沉降变形量度量模型,以西城高速铁路为例,构建路基沉降变形量度量模型,实现路基沉降变形量的有效预测,以期为同类型施工提供参考。     

富水软弱围岩隧道工程施工方案分析

文章以在建岑溪至水汶高速公路均昌隧道为例,采用数值模拟的方法,分析不同工况条件下帷幕注浆技术在富水软弱地层隧道工程施工中的作用,并对施工引起的围岩变形特征、地表变形特征及掌子面涌水量变化特征进行研究。结果表明,设置5 m帷幕注浆圈后,隧道施工过程中的拱顶沉降、水平收敛及地表沉降显著减小,并且可以有效阻断地下水的渗流通道,对隧道施工方案的确定有一定的指导意义。     

浅埋软弱破碎围岩隧道进洞施工技术研究

进洞一直是隧道施工的关键环节,而洞口工程的顺利完成是暗洞正常施工的前提。目前,采用超前管棚支护、超前小导管注浆等超前支护方式基本能够保证隧道顺利进洞,但是大部分隧道进洞后在洞口段均会出现初期支护沉降变形较大的现象。山西省高(平)-陵(川)高速公路郭家川2#隧道洞口段围岩极其软弱破碎,在隧道采用超前管棚支护顺利进洞后,为了防止洞口段初期支护再次出现较大的沉降变形,提出在洞口段采用联合支护的方案,即将洞口段初期支护的钢拱架与护拱连接,并加强初期支护钢拱架之间的纵向连接,实践证明此方案是切实有效的。分析对比表明,对于浅埋软弱破碎围岩隧道,联合支护方案能够有效地减小洞口段初期支护的变形量,保证隧道结构的稳定性,从而保证隧道安全、快速进洞。