抽水地面沉降環(huán)境下地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形力學(xué)行為研究

為保障地鐵運營安全,對地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形的一體化監(jiān)測方法進行探討.采用自動化高精度全站儀,通過特別設(shè)計的測點布置,測得隧道上各變形點的三維坐標,然后通過程序化的計算機數(shù)據(jù)處理,解算出各項監(jiān)測內(nèi)容所需的符合精度要求的監(jiān)測成果,從而實現(xiàn)全站儀一體化監(jiān)測.這個一體化監(jiān)測方法可以清楚直觀地反映出隧道結(jié)構(gòu)的變形狀況,在時效、精度和可靠性方面均能滿足地鐵運營安全監(jiān)測的需求.

為保障地鐵運營安全,對地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形的一體化監(jiān)測方法進行探討。采用自動化高精度全站儀,通過特別設(shè)計的測點布置,測得隧道上各變形點的三維坐標,然后通過程序化的計算機數(shù)據(jù)處理,解算出各項監(jiān)測內(nèi)容所需的符合精度要求的監(jiān)測成果,從而實現(xiàn)全站儀一體化監(jiān)測。這個一體化監(jiān)測方法可以清楚直觀地反映出隧道結(jié)構(gòu)的變形狀況,在時效、精度和可靠性方面均能滿足地鐵運營安全監(jiān)測的需求。

針對深圳地鐵2號線新建隧道鄰接既有地鐵隧道工程,利用flac3d軟件進行有限元數(shù)值模擬施工力學(xué)行為研究,探討了施工過程地層應(yīng)力的變化幅度及影響范圍、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及結(jié)構(gòu)安全性,提出了確保新建隧道施工和既有隧道運營安全的措施和建議,為隧道交叉段監(jiān)控量測系統(tǒng)的設(shè)計、施工方案的優(yōu)化及安全控制提供依據(jù)。

以上海軌道交通16號線某區(qū)間大直徑盾構(gòu)隧道為工程背景,建立了帶有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維有限元盾構(gòu)隧道模型。計算結(jié)果表明,盾構(gòu)隧道每組拼裝循環(huán)中的兩環(huán)管片受力變形性能基本一致;襯砌管片壞變形呈\"橫鴨蛋\"狀;中隔墻壓應(yīng)力與石巖棉變形量存在密切關(guān)系。該結(jié)果可為盾構(gòu)隧道在實際運營中對地面超載量的控制標準提供參考。

以上海軌道交通16號線某區(qū)間大直徑盾構(gòu)隧道為工程背最，建立了帶有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維有限元盾構(gòu)隧道模型。計算結(jié)果表明，盾構(gòu)隧道每組拼裝循環(huán)中的兩環(huán)管片受力變形性能基本一致；襯砌管片壞變形呈“橫鴨蛋”狀；中隔墻壓應(yīng)力與石巖棉變形量存在密切關(guān)系。該結(jié)果可為盾構(gòu)隧道在實際運營中對地面超載量的控制標準提供參考。

為探討隧道結(jié)構(gòu)在低真空復(fù)雜環(huán)境下的適用性；在搭建低真空管道系統(tǒng)試驗平臺的基礎(chǔ)上；對隧道管道結(jié)構(gòu)在低真空復(fù)雜工況下的力學(xué)行為及密封性能進行物理模擬試驗研究；得出以下結(jié)論:1)抽真空使管壁整體受壓；且以環(huán)向受力為主；外壁應(yīng)力在1mpa以內(nèi)；受管內(nèi)抽真空氣流影響；內(nèi)壁應(yīng)變大于外壁且分布不均勻；2)管壁所受軸力為60~200kn；彎矩最大值為1.4kn·m；處于大偏心受壓狀態(tài)；3)管內(nèi)溫度越高；漏氣速率越快；試驗系統(tǒng)的密封薄弱點在兩側(cè)預(yù)埋鋼板與管道混凝土結(jié)合處；4)低真空引起的結(jié)構(gòu)受力變形整體較??；為保證密封性能；真空管道運輸結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有的隧道拼裝式管片結(jié)構(gòu)時建議加整體內(nèi)襯；

北京地鐵5號線崇文門站是在既有地鐵隧道下方采用暗挖法施工的地鐵車站,下穿段新建車站隧道斷面寬24.2m、高11.46m,與既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)間凈距僅1.98m。實測數(shù)據(jù)表明:施工引起的既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形以沉降為主,沉降主要發(fā)生在導(dǎo)洞施工階段;隧道結(jié)構(gòu)呈剛體特征,沉降曲線近似線性,變形縫處隧道結(jié)構(gòu)最大沉降31.26mm,變形縫兩側(cè)最大差異沉降14.0mm;道床則表現(xiàn)出一定的柔性特征,沉降曲線呈非線性;不協(xié)調(diào)沉降導(dǎo)致道床與隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生了脫開,最大脫開值12.7mm,最大脫開范圍7.0m。采用灌漿加固對道床與隧道結(jié)構(gòu)間的脫離區(qū)域進行了治理,并通過注漿對既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)進行了抬升,最大提升值達16.0mm,使既有地鐵線路的高程損失得到了一定恢復(fù),最終將既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)沉降控制在16.75mm內(nèi),確保了施工期間既有地鐵線路的正常運營。

為確保軟土地層大斷面矩形下穿隧道施工時的安全,以昆明軌道交通3號線區(qū)間淺埋暗挖隧道為依托,采用中導(dǎo)洞法,將全斷面分成6個導(dǎo)洞按照先中間后兩側(cè)、先上面后下面的順序施工,并采用現(xiàn)場監(jiān)測和理論分析的方法對隧道支護結(jié)構(gòu)受力進行全過程監(jiān)控與分析。監(jiān)測分析結(jié)果表明:在矩形隧道頂部與側(cè)面設(shè)置超長大管棚條件下,隧道初期支護內(nèi)力變化較小,因受不同導(dǎo)洞開挖擾動影響,隧道結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)受拉現(xiàn)象,導(dǎo)洞(2)(中下導(dǎo)洞)、導(dǎo)洞(4)(左下導(dǎo)洞)和導(dǎo)洞(5)(右上導(dǎo)洞)對整體結(jié)構(gòu)安全起決定性作用,需要重點監(jiān)控;最大圍巖接觸應(yīng)力出現(xiàn)在導(dǎo)洞(4)(左下導(dǎo)洞)底部,隧道4個角的圍巖應(yīng)力明顯大于其他部位,需要加強隧道底部基礎(chǔ)注漿,以提高地基承載力;臨時支護應(yīng)力受不同導(dǎo)洞開挖影響出現(xiàn)明顯的波動,很好地反映各導(dǎo)洞施工過程中圍巖應(yīng)力釋放的特征。

地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的特殊性、周期性和長期性,使其信息量非常龐大。信息管理是地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測中一項重要的工作,現(xiàn)有的管理方式效率很低。為了高效、準確地管理監(jiān)測信息,及時分析預(yù)報地鐵隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀況,本文結(jié)合南京地鐵運營期隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測實例,開發(fā)了一套具有變形監(jiān)測資料存儲、預(yù)處理、管理分析、可視化分析、預(yù)測預(yù)報及限值預(yù)警等功能的信息管理系統(tǒng),保證了準確及時快速的數(shù)據(jù)處理和信息反饋,具有良好的運用和推廣前景。

1 盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上修建三條平行隧道 地鐵車站的施工力學(xué)行為研究 李圍 摘要結(jié)合我國地鐵區(qū)間單線盾構(gòu)隧道直徑6m左右的實情,提出了在盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上 修建三條平行隧道島式站臺車站方案。對該車站結(jié)構(gòu)的施工力學(xué)行為進行了二維有限元數(shù)值 模擬分析,得出了車站主體結(jié)構(gòu)在施作過程中的受力特征,并對其施工安全性作出了評價,最 后提出了相應(yīng)的設(shè)計和施工方面的建議。本研究成果可為今后實際工程的設(shè)計和施工提供參 考。 關(guān)鍵詞地鐵車站盾構(gòu)隧道三條平行隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)行為設(shè)計與施工 目前,在我國城市地下鐵道建設(shè)中,盾構(gòu)法因其良好的防滲漏水性、安全快速、對環(huán)境影 響小等優(yōu)點得到了大量采用,如上海、廣州和南京等,但僅限于單線區(qū)間隧道。如果能直接采 用盾構(gòu)法或在盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上擴建地鐵車站,可有效地提高盾構(gòu)設(shè)備的作業(yè)長度,無需先修 建車站作為盾構(gòu)機的進出井,這樣可縮短建設(shè)周

針對深圳地鐵新建隧道鄰接既有樁基的地鐵工程,進行了三維有限元數(shù)值模擬的施工力學(xué)行為研究。研究結(jié)果表明:與無樁情況相比較,鄰接樁基施工將引起新建隧道自身結(jié)構(gòu),特別是與既有樁基鄰接一側(cè)邊墻不利的受力狀況和變形特征;并且,鄰接施工還將引起既有樁基產(chǎn)生偏向隧道水平方向的“拉伸”變形情況。因此,需要采取加固措施,以確保隧道自身結(jié)構(gòu)以及鄰接地下“建筑物”的安全。此外,考察不同剛度折減系數(shù)時,發(fā)現(xiàn)樁基水平側(cè)向變形幾乎沒有變化,這表明改變盾構(gòu)管片的拼裝方式,在整體上對鄰接地下“建筑物”幾乎無影響

研究目的:以深圳地鐵3號線盾構(gòu)隧道下穿1號線既有隧道為工程背景,利用flac3d軟件進行有限元數(shù)值模擬施工三維力學(xué)行為,探討施工過程地層應(yīng)力的變化幅度及影響范圍、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及結(jié)構(gòu)安全性,提出確保新建隧道施工和既有隧道運營安全的措施和建議。研究結(jié)論:在施工階段既有隧道附加應(yīng)力的分布均為以下洞中心線為中心對稱軸成左右對稱狀態(tài),下洞施工過程中會引起既有隧道的沉降和附加應(yīng)力的增大,目標面盾構(gòu)隧道管片襯砌最大內(nèi)力值的位置都在下洞兩側(cè)拱腰管片襯砌,應(yīng)對上下兩洞間的地層及時注漿進行加固。當(dāng)施工結(jié)束時,目標面盾構(gòu)隧道管片的主應(yīng)力值達到最大。

廣州市軌道交通六號線越秀南~東湖區(qū)間是左、右行車和停車、折返的多功能區(qū)間,在停車、折返線區(qū)段形成了四線大跨度斷面,該區(qū)段施工分部多、工序復(fù)雜,淺埋暗挖施工安全與其地面上方的五層住宅樓使用安全問題十分突出。為分析既有地面建筑與隧道施工的相互影響,采用地層模式對上述斷面進行了施工動態(tài)模擬。分析結(jié)果表明,大跨隧道施工過程中,地層穩(wěn)定、支護結(jié)構(gòu)安全,但地面建筑附加作用對地表沉降、隧道結(jié)構(gòu)受力均有不利影響,施工中應(yīng)予以足夠重視,并加強地面和洞內(nèi)的監(jiān)測。

地表沉降及變形是地鐵隧道施工過程中最需要重點關(guān)注的問題，其直接影響周圍地面建筑和地下設(shè)施的正常使用，因此，對地表沉降及變形測量至關(guān)重要。論文首先分析了盾構(gòu)掘進引起地表沉降及變形產(chǎn)生的原因，重點探討了地鐵隧道施工引起的地表沉降及變形測量方法。

本文主要介紹某地鐵車站主體在一次扣拱暗挖逆作法施工中,群洞效應(yīng)對地表的影響,主要分析因群體導(dǎo)洞開挖步序不同,對地表及土體產(chǎn)生沉降值大小變化的差異,最終通過模擬分析,確定合理的開挖步序。

介紹了靜力水準監(jiān)測系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并結(jié)合工程實際,分析了靜力水準監(jiān)測系統(tǒng)的精度及其在實際運用過程中的影響因素,基于靜力水準系統(tǒng)取得的工程效果,論證了靜力水準系統(tǒng)監(jiān)測隧道結(jié)構(gòu)豎向位移的可靠性.

為探明擬建的烏魯木齊軌道交通1號線在主城區(qū)通過九家灣斷層粘滑錯動條件下地鐵隧道結(jié)構(gòu)的受力特性,基于斷層形成機制與連續(xù)介質(zhì)分析方法,建立表征圍巖與支護結(jié)構(gòu)共同變形關(guān)系的地層結(jié)構(gòu)模型,研究不同構(gòu)造條件下隧道襯砌結(jié)構(gòu)橫向內(nèi)力分布、縱向受迫影響效應(yīng),分析整體式隧道襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形及塑性區(qū)分布規(guī)律.

我國城市現(xiàn)代化的進程正在不斷加快,地鐵的建設(shè)工程成為了未來城市的一大發(fā)展方向。地鐵隧道施工對施工質(zhì)量的要求很高,要避免地面沉降問題的發(fā)生。從城市地鐵隧道施工引起的地面沉降的原因入手,提出了幾點相應(yīng)的處理措施。

在經(jīng)濟快速發(fā)展的新時期,城市規(guī)模在不斷擴大,與之而來的交通問題也日益明顯,這不但影響經(jīng)濟發(fā)展的相關(guān)業(yè)務(wù)開展,還對人們的日常出行帶來一定的影響,為此,一些地鐵工程應(yīng)運而生,以緩解城市交通壓力。在這一過程中,如何提高其施工水平,避免施工對環(huán)境造成的破壞,已經(jīng)成為了社會關(guān)注的焦點,因此,筆者以城市地鐵隧道施工中的地面沉降為研究對象,進行具體分析,為相關(guān)工作人員提供參考。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了迎合城市發(fā)展的需要，許多城市都進行了地鐵工程建設(shè)。但在地鐵隧道施工工程建設(shè)中，地質(zhì)復(fù)雜、道路狹窄、地下管線密集、交通繁忙的路段，地面沉降問題不容小覷。本文主要是通過闡述分析地鐵隧道沉降的后果，進而著重分析了地鐵隧道施工導(dǎo)致的地面沉降的原因，這對地鐵隧道施工指導(dǎo)具有一定的參考意義。

依托北京地鐵4號線西單車站上穿既有1號線區(qū)間隧道工程,分析了地鐵上穿工程中所面臨的風(fēng)險點,建立flac3d數(shù)值計算模型,對既有線的上浮變形規(guī)律進行了研究,并預(yù)測了既有線隧道結(jié)構(gòu)的最大上浮變形值為2.9mm。預(yù)測值與現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果2.3mm比較接近,且縱向變形曲線形態(tài)相似,均呈正態(tài)分布。

城市地鐵隧道運營過程中會產(chǎn)生滲漏水、襯砌裂損、襯砌腐蝕等病害,威脅運營安全,而傳統(tǒng)的病害調(diào)查方式已經(jīng)漸漸不能滿足地鐵運營期管理的需要.文章基于webservice技術(shù)和java編程語言,通過對地鐵隧道結(jié)構(gòu)調(diào)查管理系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究,建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)標準,實現(xiàn)了隧道結(jié)構(gòu)病害信息獲取和信息電子化的同步,從而提高了隧道結(jié)構(gòu)病害信息掌控的時效性與準確性,同時也為地鐵隧道養(yǎng)護工作的信息化、科學(xué)化奠定了基礎(chǔ).