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(yùn)營(yíng)安全,對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形的一體化監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行探討.采用自動(dòng)化高精度全站儀,通過(guò)特別設(shè)計(jì)的測(cè)點(diǎn)布置,測(cè)得隧道上各變形點(diǎn)的三維坐標(biāo),然后通過(guò)程序化的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,解算出各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容所需的符合精度要求的監(jiān)測(cè)成果,從而實(shí)現(xiàn)全站儀一體化監(jiān)測(cè).這個(gè)一體化監(jiān)測(cè)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(shí)效、精度和可靠性方面均能滿足地鐵運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)的需求.

為保障地鐵運(yùn)營(yíng)安全,對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形的一體化監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行探討。采用自動(dòng)化高精度全站儀,通過(guò)特別設(shè)計(jì)的測(cè)點(diǎn)布置,測(cè)得隧道上各變形點(diǎn)的三維坐標(biāo),然后通過(guò)程序化的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,解算出各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容所需的符合精度要求的監(jiān)測(cè)成果,從而實(shí)現(xiàn)全站儀一體化監(jiān)測(cè)。這個(gè)一體化監(jiān)測(cè)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(shí)效、精度和可靠性方面均能滿足地鐵運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)的需求。

針對(duì)深圳地鐵2號(hào)線新建隧道鄰接既有地鐵隧道工程,利用flac3d軟件進(jìn)行有限元數(shù)值模擬施工力學(xué)行為研究,探討了施工過(guò)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(yùn)營(yíng)安全的措施和建議,為隧道交叉段監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(hào)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(jì)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(shí)際運(yùn)營(yíng)中對(duì)地面超載量的控制標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

以上海軌道交通16號(hào)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(jì)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(shí)際運(yùn)營(yíng)中對(duì)地面超載量的控制標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上；對(duì)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(jìn)行物理模擬試驗(yàn)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(yàn)系統(tǒng)的密封薄弱點(diǎn)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(yùn)輸結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有的隧道拼裝式管片結(jié)構(gòu)時(shí)建議加整體內(nèi)襯；

北京地鐵5號(hào)線崇文門(mén)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(shí)測(cè)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(kāi),最大脫開(kāi)值12.7mm,最大脫開(kāi)范圍7.0m。采用灌漿加固對(duì)道床與隧道結(jié)構(gòu)間的脫離區(qū)域進(jìn)行了治理,并通過(guò)注漿對(duì)既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抬升,最大提升值達(dá)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(yùn)營(yíng)。

為確保軟土地層大斷面矩形下穿隧道施工時(shí)的安全,以昆明軌道交通3號(hào)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(gè)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(chǎng)監(jiān)測(cè)和理論分析的方法對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控與分析。監(jiān)測(cè)分析結(jié)果表明:在矩形隧道頂部與側(cè)面設(shè)置超長(zhǎng)大管棚條件下,隧道初期支護(hù)內(nèi)力變化較小,因受不同導(dǎo)洞開(kāi)挖擾動(dòng)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(duì)整體結(jié)構(gòu)安全起決定性作用,需要重點(diǎn)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(gè)角的圍巖應(yīng)力明顯大于其他部位,需要加強(qiáng)隧道底部基礎(chǔ)注漿,以提高地基承載力;臨時(shí)支護(hù)應(yīng)力受不同導(dǎo)洞開(kāi)挖影響出現(xiàn)明顯的波動(dòng),很好地反映各導(dǎo)洞施工過(guò)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(cè)的特殊性、周期性和長(zhǎng)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(cè)中一項(xiàng)重要的工作,現(xiàn)有的管理方式效率很低。為了高效、準(zhǔn)確地管理監(jiān)測(cè)信息,及時(shí)分析預(yù)報(bào)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀況,本文結(jié)合南京地鐵運(yùn)營(yíng)期隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)實(shí)例,開(kāi)發(fā)了一套具有變形監(jiān)測(cè)資料存儲(chǔ)、預(yù)處理、管理分析、可視化分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及限值預(yù)警等功能的信息管理系統(tǒng),保證了準(zhǔn)確及時(shí)快速的數(shù)據(jù)處理和信息反饋,具有良好的運(yùn)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(guó)地鐵區(qū)間單線盾構(gòu)隧道直徑6m左右的實(shí)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(tái)車站方案。對(duì)該車站結(jié)構(gòu)的施工力學(xué)行為進(jìn)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(guò)程中的受力特征,并對(duì)其施工安全性作出了評(píng)價(jià),最 后提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工方面的建議。本研究成果可為今后實(shí)際工程的設(shè)計(jì)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(jì)與施工 目前,在我國(guó)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(duì)環(huán)境影 響小等優(yōu)點(diǎn)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(kuò)建地鐵車站,可有效地提高盾構(gòu)設(shè)備的作業(yè)長(zhǎng)度,無(wú)需先修 建車站作為盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)出井,這樣可縮短建設(shè)周

針對(duì)深圳地鐵新建隧道鄰接既有樁基的地鐵工程,進(jìn)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(wú)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(shí),發(fā)現(xiàn)樁基水平側(cè)向變形幾乎沒(méi)有變化,這表明改變盾構(gòu)管片的拼裝方式,在整體上對(duì)鄰接地下“建筑物”幾乎無(wú)影響

研究目的:以深圳地鐵3號(hào)線盾構(gòu)隧道下穿1號(hào)線既有隧道為工程背景,利用flac3d軟件進(jìn)行有限元數(shù)值模擬施工三維力學(xué)行為,探討施工過(guò)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(yùn)營(yíng)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(duì)稱軸成左右對(duì)稱狀態(tài),下洞施工過(guò)程中會(huì)引起既有隧道的沉降和附加應(yīng)力的增大,目標(biāo)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(duì)上下兩洞間的地層及時(shí)注漿進(jìn)行加固。當(dāng)施工結(jié)束時(shí),目標(biāo)面盾構(gòu)隧道管片的主應(yīng)力值達(dá)到最大。

廣州市軌道交通六號(hào)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(wèn)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(duì)上述斷面進(jìn)行了施工動(dòng)態(tài)模擬。分析結(jié)果表明,大跨隧道施工過(guò)程中,地層穩(wěn)定、支護(hù)結(jié)構(gòu)安全,但地面建筑附加作用對(duì)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(qiáng)地面和洞內(nèi)的監(jiān)測(cè)。

地表沉降及變形是地鐵隧道施工過(guò)程中最需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)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(duì)地表沉降及變形測(cè)量至關(guān)重要。論文首先分析了盾構(gòu)掘進(jìn)引起地表沉降及變形產(chǎn)生的原因，重點(diǎn)探討了地鐵隧道施工引起的地表沉降及變形測(cè)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(duì)地表的影響,主要分析因群體導(dǎo)洞開(kāi)挖步序不同,對(duì)地表及土體產(chǎn)生沉降值大小變化的差異,最終通過(guò)模擬分析,確定合理的開(kāi)挖步序。

介紹了靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并結(jié)合工程實(shí)際,分析了靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度及其在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的影響因素,基于靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)取得的工程效果,論證了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)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(hào)線在主城區(qū)通過(guò)九家灣斷層粘滑錯(cuò)動(dòng)條件下地鐵隧道結(jié)構(gòu)的受力特性,基于斷層形成機(jī)制與連續(xù)介質(zhì)分析方法,建立表征圍巖與支護(hù)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(guó)城市現(xiàn)代化的進(jìn)程正在不斷加快,地鐵的建設(shè)工程成為了未來(lái)城市的一大發(fā)展方向。地鐵隧道施工對(duì)施工質(zhì)量的要求很高,要避免地面沉降問(wèn)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(diǎn)相應(yīng)的處理措施。

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新時(shí)期,城市規(guī)模在不斷擴(kuò)大,與之而來(lái)的交通問(wèn)題也日益明顯,這不但影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)業(yè)務(wù)開(kāi)展,還對(duì)人們的日常出行帶來(lái)一定的影響,為此,一些地鐵工程應(yīng)運(yùn)而生,以緩解城市交通壓力。在這一過(guò)程中,如何提高其施工水平,避免施工對(duì)環(huán)境造成的破壞,已經(jīng)成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),因此,筆者以城市地鐵隧道施工中的地面沉降為研究對(duì)象,進(jìn)行具體分析,為相關(guān)工作人員提供參考。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了迎合城市發(fā)展的需要，許多城市都進(jìn)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(wèn)題不容小覷。本文主要是通過(guò)闡述分析地鐵隧道沉降的后果，進(jìn)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(duì)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(hào)線西單車站上穿既有1號(hào)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(xiǎn)點(diǎn),建立flac3d數(shù)值計(jì)算模型,對(duì)既有線的上浮變形規(guī)律進(jìn)行了研究,并預(yù)測(cè)了既有線隧道結(jié)構(gòu)的最大上浮變形值為2.9mm。預(yù)測(cè)值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)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(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生滲漏水、襯砌裂損、襯砌腐蝕等病害,威脅運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)期管理的需要.文章基于webservice技術(shù)和java編程語(yǔ)言,通過(guò)對(duì)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(biāo)準(zhǔn),實(shí)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(shí)效性與準(zhǔn)確性,同時(shí)也為地鐵隧道養(yǎng)護(hù)工作的信息化、科學(xué)化奠定了基礎(chǔ).