郑万高铁大型机械化施工隧道位移控制基准研究

依托郑万高铁湖北段大断面隧道洞群,针对其开挖断面面积大、软弱围岩占比高、采用大型机械化大断面法施工的特点,开展初期支护位移现场监控量测,对监控量测数据进行分类统计、包络回归分析,得到Ⅳ、Ⅴ级围岩深、浅埋不同大断面法（全断面法、微台阶法）开挖下初期支护位移沿隧道纵向的函数表达式及各工况下分段位移占极限位移的比值。最后结合 Q/CR 9218-2015《铁路隧道监控量测技术规程》中初期支护极限位移值,给出郑万高铁大型机械化施工隧道各工况下初期支护位移控制基准建议值。结果表明： 郑万高铁隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩采用深、浅埋不同大断面法开挖时,按距掌子面距离的分阶段位移控制基准相差较大,现行Q/CR 9218-2015《铁路隧道监控量测技术规程》中统一规定不合理;围岩级别、埋深及开挖方法相同时,拱顶沉降和洞周水平收敛规律基本一致。     

软土地区浅埋暗挖大断面隧道拱顶沉降实测分析

软土地区的浅埋隧道由于土层软弱,易产生较大变形和坍塌。为解决隧道开挖时的围岩变形及开挖工法选择问题,依托紫之隧道第1标段暗挖段工程,对洞内拱顶沉降、拱腰收敛和仰拱隆起进行实测,对实测数据的规律与影响因素进行分析。研究结果表明： 1)CRD工法在淤泥质软土中与四台阶法在强风化泥质粉砂岩中测得的拱顶沉降都较大; 2)拆除隧道支撑会引起较大的拱顶沉降,其比例占总拱顶沉降的14.63%; 3)隧道在淤泥质软土中开挖时会发生椭圆化变形,二次衬砌完成后,由于隧道基底承载力不足,隧道产生了整体沉降; 4)降雨会使上部土体超载,并弱化围岩的强度,导致拱顶沉降加大; 5)土质条件与施工工法的变化都会明显影响拱顶沉降,在隧道变形要求严格的区域或淤泥质软土中,采用CRD工法开挖风险仍较大。     

一种模拟发震断层动力特性的隧道地震试验方法

为模拟隧道在发震断层中的近场动力响应和破坏机制,提出一种模拟长大隧道穿越活动断层动力响应的新型模型试验装置,并设计一种通过改变试验平台底部组合弹簧参数来改变模型箱振动特性的试验方法。该试验装置不仅能解决传统试验方法中受迫振动的问题,而且能模拟断层错动引起地层位移由发震断层位置向远端逐渐减小的过程,进而模拟穿越活动断层时长大隧道断层段到非断层段沿纵向的振动特性变化。该方法通过改变组合弹簧中单个弹簧单元的刚度系数和弹簧单元的个数等,可改变试验箱中断层在断层错动发生时的振动频率和错动位移,进而得到振动频率-组合弹簧刚度和错动位移-组合弹簧刚度的回归公式,可通过前期试验得到的回归公式来设置相应的组合弹簧形式,对后续试验中多种不同振动频率和错动位移的试验工况进行模拟。     

某过江通道工程始发井地表施工监测分析

以南京市纬三路过江通道工程江北始发井为工程背景,介绍了盾构机推进路线上方的施工监测项目、测点布设原则及情况,结合盾构机掘进位置分析地表及周边建构筑物的施工监测数据,研究地表结构的沉降变化规律。     

基于Richards-BP模型的地表沉降特征预测模型研究

地下开采引起的地表沉降大致呈S形发展,最终趋于稳定状态,这能够运用生长曲线Richards函数进行预测分析。同时,又因为测量和外界存在不确定性和随机性,使得地表沉降也具有动态的特征。针对地下岩矿开采矿区地表沉降曲线与Richards预测模型曲线的相似性,分析了Richards模型在地表沉降预测中的适用性,提出通过Richards生长曲线模型预测矿区地表沉降的趋势性变形部分,利用BP神经网络模型降低地表沉降的随机性影响部分,提高模型预测效果。计算结果证明了其在地表沉降预测中的适用性和可行性。     

软弱围岩隧道管棚水平旋喷组合预加固变形规律

为研究软弱围岩地层管棚水平旋喷桩组合结构的预加固效果,采用三维弹塑性有限元方法对比分析了单独使用管棚、单独使用旋喷桩、管棚与旋喷桩组合预加固及无加固4种工况下隧道结构体系的位移变化规律。结果表明:1)水平旋喷桩和管棚2种工法中,水平旋喷桩预加固工法控制拱顶下沉、拱脚收敛值和掌子面稳定性能力显著;2)管棚预加固工法控制地表沉降的能力较强;3)管棚和旋喷桩组合结构控制拱顶沉降和拱脚收敛,掌子面水平位移性能突出,管棚水平旋喷桩组合结构使地表沉降减小91.3%,拱顶沉降减小76.2%,拱脚收敛减小76.3%,其地表最大沉降值为2.7 mm,拱顶最大沉降值为25 mm,拱脚最大收敛值为4mm,最小收敛值为-9.4 mm,加固效果明显。     

郑州地铁盾构隧道下穿加油站的沉降分析

郑州地铁1号线03区间盾构施工需下穿一加油站,该加油站平行布置3个尺寸相同的埋地储油罐,总容积为150 m3,属一级加油站。3个储油罐与左线盾构隧道的竖向净距为7.0 m,水平净距为2.7 m,该加油站属Ⅰ级风险源。为保证盾构施工的安全,提出针对性的盾构掘进控制措施,采用ANSYS通用有限元软件对盾构施工下穿加油站引起的沉降进行数值模拟,计算得到的地表最大累计沉降和倾斜率均未达到监测报警值;因此,加油站在盾构施工时可以正常营业。为了保证盾构的安全推进,提出2盾构的推进间距距离、土舱压力、同步注浆压力等控制措施。盾构掘进过程中的地表和建(构)筑物的监测结果表明:地表和建(构)筑物的最大累计沉降和沉降速率均未达到监测报警值,盾构已经安全穿越加油站,文章提出的盾构掘进措施和研究方法可为类似工程提供参考。     

软土地基路面的养护处理

以某高速公路软土地基为工程背景,分析了该高速公路软土地基路段的病害,并针对性地提出了两种养护处置方案:基层处治、加铺调平层和沥青混凝土面层。     

石武高铁黄淮平原区粉质土特性试验研究

石武铁路为按车速350km/h无碴轨道设计的高速铁路,工程技术标准高,对变形要求极为严格.深厚层粉质土性质较差、变形控制尤为困难,提供可靠的粉质土地质参数是实现该类地基上路基和桥涵工程高标准沉降控制的基础,对设计和施工起着重要的指导作用.采用土工试验、标准贯入试验、静力触探试验、载荷试验等多种方法进行综合勘探测试,试验研究黄淮平原区粉质土特性,准确获得其特征参数和变化规律,得到粉质土压缩模量与标贯击数的关系曲线,掌握粉质土单桥静力触探与双桥静力触探的关系特征,分析粉质土载荷试验、标准贯入试验及静力触探试验测试承载力的差异,确定准确求取粉质土承载力的经济实用方法.     

桥头过渡段差异沉降影响因素分析

高速公路桥头过渡段路基填筑高度一般相对较大,导致了该路段的路基附加应力也会相应地增大,在地基承载能力不足的情况下,往往会造成路基产生较大的工后差异沉降,严重的情况下还会导致"桥头跳车"。结合某高速公路桥头过渡段路基土力学特性,计算不同影响因素对桥头过渡段路基沉降的影响,对桥头过渡段路基差异沉降的处治具有较大意义。