土层参数对双圆盾构衬砌内力的影响

双圆盾构纠偏过程会引起已拼接管片内力的复杂变化,土质参数还会影响到纠偏的效果。针对这些问题,采用弹塑性有限元数值方法,分析土质参数对纠偏前后衬砌结构内力的影响以及土质参数对纠偏效果的影响。结果表明,内摩擦角是影响衬砌内力最敏感的因素,随着内摩擦角的增大,施加相同大小纠偏力产生的纠偏效果越来越不显著,纠偏引起衬砌内力发生较大改变,某些节点的内力增大,有些节点的内力减少甚至发生符号的反转。     

顺层偏压地层隧道施工力学行为分析

堡镇隧道为顺层偏压地层，加之节理切割，左侧边墙、拱脚存在不稳定结构体。采用FLAC^3D岩土工程分析软件对该隧道施工力学行为进行分析，取得大量有价值的数据和信息，对指导该隧道的设计和施工具有重要作用。     

城陵矶穿越长江水下软硬不均地层隧道修建技术

城陵矶穿越长江隧道全长2 756.379 m,根据地层不均匀的地质条件,为节省投资并确保水下施工的安全,在长江南岸以及长江主河道以下地质条件复杂、断层破碎带密集的地段采用盾构法施工,施工长度2 011.379 m;在长江北岸隧道穿越地质条件较好、埋深较大的河床段采用矿山法施工,施工长度745 m;竖井上部软弱地层采用沉井法施工、下部硬岩采用钻爆法施工。盾构法施工中,选择泥水加压复合式盾构机,并选择复合式刀盘。在低水压地段采用泥水平衡模式,在高水压地段采用加气模式掘进,并根据地质条件变化及时调整掘进参数。施工中通过同步注浆、二次注浆及堵水注浆等不同注浆方法充填衬砌背后空隙保证防水效果。矿山法施工中,采用红外探水和超前钻探等方法进行超前地质预报、全断面帷幕注浆及小导管注浆加固围岩、微震动爆破开挖减小对围岩的扰动等防突涌水施工技术。在施工全过程中,运用监测与信息反馈技术进行信息化施工,确保了优质、安全、快速施工。     

21世纪山岭隧道修建的趋势

2 1世纪 ,我国将修建大量的山岭隧道 ,而且长隧道占有很大比重。针对这些特点 ,必须对隧道建设技术从原理、方法、工艺、材料等方面进行深入研究和开发 ,创立一套适合本国国情的“中国隧道修建法”设计理论 ,用以指导山岭隧道的设计和施工。以结构可靠性理论为基础 ,重视隧道工程的可靠性和耐久性 ,彻底清除隧道病害 ;提高隧道施工的机械化水平和速度 ,消除影响隧道快速施工的因素 ,加强隧道施工通风和运营通风。在确保优质、快速修建隧道工程的前提下 ,用有限的资金修建更多的隧道及地下工程 ,以适应 2 1世纪的需要     

地铁盾构施工对上覆平行雨污管道影响的试验和数值分析

为研究隧道盾构施工条件下上覆大直径雨污管线的变形和内力特征,以北京市某典型地铁隧道盾构工程为例,采用模型试验方法和数值模拟计算方法对管隧平行条件下盾构施工引发上覆雨污管线变形与内力过程进行研究与验证,同时对管隧竖向净距l和管隧横向间距d的变化进行研究。研究表明： 1）盾构隧道施工引起的上覆雨污管线沉降基本呈现平缓分布,需在施工时对管节接口处加密布设监测点,提高监测频率。2）管线顶部与底部均出现受拉状态,需对各管节采取抗拉防护措施。3）隧道和管线都处于类似地层并采用盾构施工时,l在6D范围内（D为隧道直径）、d在4D范围内为管线变形敏感区,管线应力随l和d的增加而减小。     

基于可拓学理论的TBM掘进效率地质影响因素研究

为研究地质因素对TBM掘进效率的影响,基于可拓学理论,选择了岩石单轴抗压强度、岩石耐磨性、岩体完整性系数、结构面走向与掘进方向夹角及地下水渗流量5个指标作为TBM掘进效率地质影响因素的评价指标,将TBM掘进效率分为5个等级,进而建立TBM掘进效率地质影响因素物元模型。采用层次分析法对评价指标进行重要性排序,确定各指标的权重系数。通过对在建的厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞待评物元关于TBM掘进效率等级的关联度计算,并与实际掘进参数和掘进情况进行对比,得出与工程实际相吻合的结论。研究结果表明： 可拓学理论能较好地评价TBM掘进效率等级,并且采用层次分析法确定评价指标的权重系数是合理的。相关研究内容和方法可为TBM设备选型、工期进度安排及工程成本预算提供借鉴。     

基于K means聚类算法的盾构掘进参数设定方法研究

盾构掘进参数的合理设定是保障盾构隧道施工质量和安全的基础。为实现掘进参数的准确设定,基于典型工程类比设定理论,将K means聚类算法与经验公式设定法相结合,提出盾构掘进参数类比设定法（SAPAS）,实现典型工程工况掘进参数的自动提取和匹配。与传统的经验公式法相比,SAPAS改善了经验公式的实际使用效果,能够更准确地进行参数设定,有利于提高施工质量和安全。通过在上海轨道交通的部分工程中进行实践,取得了良好的施工效果。     

地铁盾构法施工对地表变形的影响分析

为研究地铁盾构法施工对地表沉降的影响情况,利用盾构施工现场监测数据结合三维有限单元法数值模拟对地表沉降的变化情况进行研究。根据监测数据结果,明确施工推进时对纵向地表的影响范围,横向监测数据随着盾构不断推进的变化规律。利用ABAQUS软件,以实际的地层参数、施工参数等及相应的地面沉降数据作为样本,建立三维有限元模型,与施工中的地表沉降监测值进行对比,计算结果基本满意。现场监测沉降值在允许范围之内,模拟值和实测值比较接近,为预测地表沉降提供参考。     

穿越紧邻隧道时盾构开挖面稳定性分析

当盾构近距离穿越邻近隧道时,由于存在既有隧道的刚度约束,隧道周围土体的破坏模式会受到既有隧道影响。考虑盾构近距离穿越紧邻已有隧道的特殊施工形式,构建三维弹塑性有限元计算模型,分析盾构处于不同位置时其开挖面失稳破坏形态、开挖面支护压力与盾构掘进位移之间的关系以及隧道上方地表沉降规律;基于极限平衡法,推导盾构近距离穿越紧邻隧道时开挖面极限支护压力变化模式,并对相关参数的敏感性进行验证讨论。研究结果表明:既有隧道的存在使得破坏区域受到抑制,沿开挖方向两滑动面不对称,靠近既有隧道的滑动面张开角比另一滑动面张开角小;随着楔形体倾斜角增大,相同内摩擦角条件下的开挖面支护压力不断增大,同时由于盾构掘进产生的土拱效应和盾构开挖面上方既有隧道的刚度约束,随着内摩擦角的不断增大,开挖面支护压力呈先增大后逐渐减小的抛物线形变化;相同参数条件下,盾构在黏性土层中掘进时,由于黏性土层中产生的土拱效应较弱,所需提供开挖面稳定的支护压力略大,开挖面支护压力较盾构在砂性土层中掘进时略大,随着埋深比的增加,维持盾构开挖面稳定的极限支护压力逐渐增大,且随着内摩擦角的增大,开挖面极限支护压力相应增大。研究成果可为类似盾构隧道工程建设提供一定的理论参考。     

下坡盾构到达段上浮原因及措施

在盾构到达施工过程中,盾构机及管片在接近洞门时会出现上浮.从上浮空间、盾构机受力和管片受力三个方面进行的分析结果表明:盾构在下坡段的过量超挖为上浮提供了空间;盾构机在下坡线路中掘进受到向上的合力作用,为盾构机提供了上浮力.通过弹性地基梁法简化计算,分析了管片在浆液中的上浮趋势,提出了盾构、管片上浮的控制措施,保证了盾构的顺利进洞.