基于SVM的富水岩溶区双线盾构隧道下穿既有线临界安全距离研究

双线盾构隧道在极复杂的岩溶地质中下穿既有线施工时,会对地层造成较大扰动,从而增加既有地表沉降过大或坍塌的风险,严重威胁既有线的运营安全。同时,隧道穿越富水岩溶区域时,需要保持一定距离以避免与溶洞相交,确保双线盾构隧道围岩的稳定性。利用FlAC^(3D)软件建立不同工况组合下双线盾构隧道与左侧溶洞的临界安全距离数值模型,分析不同地下水位对既有线沉降和围岩塑性区范围的影响,并采用正交试验和多元线性回归方法建立双线盾构隧道在不同围岩等级、地下水埋深、开挖隧道埋深和溶洞孔径组合下与溶洞的临界安全距离计算公式。此外,还基于SVM模型对正交试验结果进行机器学习,得到可以预测岩溶地区双线盾构隧道临界安全距离的智能预测系统,实现双线盾构隧道下穿既有线临界安全距离的非线性智能预测。结果表明:当地下水位位于既有线以上时,其水位越高,既有线的沉降量越大、围岩塑性区范围越大,地下水对盾构隧道与溶洞的临界安全距离有很大影响,应用SVM模型和多元线性回归方法确定双线盾构隧道与溶洞之间的临界安全距离是行之有效的。

双线盾构隧道近距离下穿施工对既有线路影响分析

为研究新建双线隧道近接下穿施工对既有隧道的影响,以大连市地铁5号线下穿2号线工程为依托,通过有限元软件建立盾构穿越施工的三维数值模型,研究了新建隧道穿越对既有运营隧道拱顶、拱底竖向位移及附加应力的变化规律,并分析了新旧隧道净距、土仓压力、注浆压力等因素对既有线路的影响。研究结果表明:新建双线盾构隧道使既有隧道拱顶、拱底产生不同的沉降槽曲线,拱顶沉降小于拱底,新建左线穿越对既有隧道的影响要大于新建右线,约占最终沉降量的87%;既有隧道的附加应力整体表现为受拉,且随着开挖的推进其取值区间不断扩大,拱顶部位应力持续增大;既有线路竖向位移随新旧隧道净距增大而增加,在注浆压力上同样表现出该趋势,但既有线路竖向位移并不随土仓压力的改变而发生显著变化。研究结果可为类似工程提供参考。

基于流固耦合的双线盾构隧道施工诱发地表沉降分析

富水地区盾构掘进时,受地下水渗流影响,土体骨架中孔隙水消散产生土体固结,引起地表沉降明显增加。分析渗流条件下盾构隧道施工诱发的地表沉降对控制施工安全具有重要意义。在流固耦合影响下,本文基于厦门市轨道交通2号线东孚站—马銮北站区间某区间段双线盾构隧道工程,研究了隧道盾构施工过程所引发的地表动态沉降问题。通过建立有限差分三维数值计算模型,分析了隧道施工过程中地表沉降、管片变形和隧道洞周孔隙水压变化的规律。计算结果与工程实测数据规律吻合较好,可为类似工程施工提供指导。

双线盾构隧道施工下穿既有高铁隧道的力学响应分析

以粤东城际铁路项目下穿某高速铁路为研究背景,对双线盾构隧道近距离下穿既有高铁隧道时对其的影响进行了研究,采用ABAQUS软件建立了隧道衬砌-围岩-既有高铁隧道的结构有限元模型,计算了双线盾构隧道开挖对斜交上部既有高铁隧道最大变形影响。研究结果表明:双线盾构隧道开挖作用下,其掘进尺度为3.0 m时,引起其上部高铁隧道的最大沉降值12.5 mm;随着隧道掘进尺寸的增大,新建隧道上方的既有高铁隧道最大沉降变形也逐渐增大,结合在邻近既有隧道的施工安全控制标准,提出依托工程项目新建隧道掘进尺寸不超过2 m的建议。

双线盾构隧道与联络通道复杂结构受力分析

针对双线盾构隧道与联络通道组成复杂形式空间结构 ,选取了结构与围岩连成的三维数值模型 ,进行受力影响计算分析 [1 ]。重点研究了盾构隧道与联络通道之间开口大小和连接方式对结构内力的影响 ,研究结果表明 ,减小开口大小以及改变“刚接”为“搭接”的连接方式 ,能显著降低结构内力 ,提高结构安全度。这一结论直接指导了广州地铁

多因素下双线盾构隧道施工引起的土体变形研究

考虑多因素(土体损失、正面附加推力、盾壳摩擦力、附加注浆力)的作用下,文章首先提出了改进统一土体移动模型的方法,其次建立了力学计算模型,对双线水平平行盾构隧道施工引起的土体变形计算方法进行研究。根据弹性力学Mindlin解,对多因素中后3个因素引起的土体变形理论解进行计算,基于统一土体移动模型解对土体损失引起的土体变形理论解进行计算,最后叠加得到多因素下总的土体变形理论解。采用该方法对杭州地铁1号线的纵向地表沉降、纵向水平位移及不同深度处的土体竖向位移进行计算,研究其变化规律;同时对水平位移变化的影响因素进行分析。研究结果表明:随深度改变,在最大沉降量附近10~13 m横向范围内的土体沉降会产生改变;土体水平位移方向随计算点和隧道的位置关系变化而发生改变;随着两隧道间距J的增大,双线隧道深度附近的土体水平位移减小,地表附近处的水平位移值变化值不大。

双线盾构隧道下穿对输水暗涵影响的数值分析

为研究双线盾构隧道下穿对输水暗涵的影响,以合理选择加固方案,基于工程实际相关参数建模,采用FLAC3D对未加固、仅隧道围岩加固、仅暗涵区间地层加固、隧道围岩和暗涵区间地层联合加固4种方案进行了数值模拟研究,对数值模拟结果进行了对比分析.结果表明:上述4种方案施工引起的暗涵最大沉降值分别为26.3 mm、14.5 mm、12.7 mm和6.8 mm,未加固方案暗涵管段存在明显的应力集中,前两种方案变形缝部位出现塑性区,后两种方案暗涵变形缝部位无塑性区.联合加固方案对减少暗涵结构及地表沉降效果显著.

小间距双线盾构隧道临近高层楼房施工技术

北京地铁10号线三元桥站—亮马河站采用盾构法施工。施工前对双线隧道通过后的地面和楼房基础沉降与隧道内力变化进行计算和分析,提出隧道设置钢支撑、隧道间土体注浆加固的保护措施。针对右线盾构隧道施工,提出合理设置土压力、防止超挖、控制推进速度、加强同步注浆和二次注浆的技术措施。通过对北小街8号楼沉降监测、南小街8号楼沉降和变形监测分析,以及对左线隧道内力变形监测的结果表明,各项数据均在可控范围,隧道质量合格,结构安全,利用辅助措施,减小两条盾构隧道间的水平距离以保护周边建筑物的施工方案可行。

双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型研究

为指导隧道盾构下穿既有建构筑物施工的变形控制,考虑隧道收敛模式和复合地层主要影响角的影响,以双线圆形盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路为例,构建圆形隧道地层主要影响角计算方法,改进传统Peck公式,分析盾构斜交角、盾构坡角和隆起偏角的共同影响,引入地层损失率几何修正系数,并利用叠加原理建立双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型,依托实际工程对预测模型的工程适用性进行验证。研究结果表明:本文预测模型的整体精度相比Suwansawat等预测模型提升44.15%,可预测施工影响范围内任意点的地表沉降值,相比现有模型更适用于解决双线盾构隧道斜交下穿施工的地表沉降预测问题,可为类似工程中的地表沉降变形预测及控制提供指导。

流固耦合作用下浅埋近接双线盾构隧道开挖扰动分析

依托广佛环线沙堤盾构隧道工程,通过FLAC3D软件的流固耦合模块,分析了富水地层浅埋近接双线盾构隧道开挖的应力场、渗流场和位移场的扰动行为。研究结果表明:屈服接近度可以作为从应力状态角度分析隧道开挖扰动行为的定量指标;随着横向净距的增大,左、右线隧道开挖对地层渗流场的扰动趋向于单线隧道开挖对渗流场的扰动特征,隧道施工引起的地表沉降槽曲线逐渐由深"V型"趋向于"W型"分布;当横向净距大于1.5 D时,左、右线隧道开挖引起地层扰动的叠加效应较小。

穿越上软下硬复合地层交界面的双线盾构隧道开挖稳定性分析

随着城市隧道数量的增加、分布范围的扩大,穿越复杂地层条件已是城市盾构隧道在设计与施工中难以避免的问题。广州地区大范围分布砂层与岩层上软下硬复合地层,盾构隧道穿越时面临较大的复杂性和不确定性。以广州轨道交通L8北延伸段石—亭区间隧道工程为例,采用AQAQUS通用有限元平台建立盾构双线隧道开挖的2D数值计算模型,分析隧道穿越砂-灰岩交界面引起的地层变形规律、隧道衬砌受力及变形特征。结果表明,在砂-灰岩交界面处双线盾构隧道开挖造成衬砌的不均匀变形,应力的分布随着交界面位置的变化而发生规律性的改变。为穿越砂-灰岩交界面盾构隧道的设计与施工提供借鉴和参考。

双线盾构隧道下穿对既有暗挖大断面隧道影响的数值分析

依托北京地铁19号线盾构区间近距离下穿既有地铁1号线暗挖大断面隧道工程,结合三维有限元数值模拟,分析新建盾构隧道自身变形和既有暗挖隧道的受力变形状态,并研究新隧道穿越工程中,注浆加固、管棚加固、综合加固3种加固措施对既有隧道的影响。结果表明:双线盾构下穿会造成既有隧道纵向沉降,且既有大断面隧道底部沉降曲线的波动幅值比小断面隧道的更大;盾构上方既有的隧道结构可以减小盾构穿越产生的地表沉降;综合加固措施对于减小盾构下穿时既有隧道底部产生的沉降和既有隧道上部地表沉降的改善效果最为明显;双线盾构下穿会使双线盾构之间的上方既有隧道拱顶结构内力增大,加固措施对既有隧道受力的改善效果并不明显。研究结果可为实际工程施工提供重要的理论指导,对于此类工程具有借鉴意义。

双线盾构隧道下穿机场高速稳定性探究

以某区间盾构隧道下穿机场高速公路为研究对象,对高速公路路堑边坡、路面及隧道结构的稳定性进行探究。进行场地土的室内基本物理力学试验,得到隧道围岩工程特性;基于所得围岩物理力学参数,结合"混合离散法",采用有限差分软件FLAC3D对双线盾构隧道三维开挖最不利工况进行数值模拟,分别探究下穿高速公路路堑边坡、路面及隧道结构的位移及应力变化,以探究隧道下穿机场高速公路的稳定性。所得结果可为该区间盾构隧道施工提供指导。

双线盾构隧道施工对邻近桥梁桩基影响及控制措施研究

依托广州地铁某区间双线盾构隧道近距离穿越高速公路桥梁桩基的工程实例,采用三维数值分析的方法,研究盾构隧道施工对邻近桥梁桩基的影响,分析盾构隧道施工对不同水平净距桥桩受力变形的变化规律,并提出降低盾构隧道施工对桥梁桩基影响的控制措施,为类似设计与施工提供理论依据和参考。

双线盾构隧道穿越影响下的黄河堤防沉降监测研究

盾构隧道建设会引起大堤地层变形,危及堤防工程安全,特别是双线盾构掘进,对堤防工程安全影响更大。依托济南济泺路穿黄隧道工程,采用数值模拟方法,建立双线盾构隧道穿越黄河大堤的数值模型,与盾构穿越黄河大堤全过程的大堤表面沉降和深层沉降监测数据进行对比分析,研究双线盾构隧道穿越黄河大堤的沉降规律。结果表明:大堤沉降主要发生在双线盾构掘进完成后的工后阶段,沉降槽中心明显偏于先穿越完成的隧道一侧,双线盾构隧道穿越的叠加扰动对大堤沉降的影响较大,表面沉降变化略滞后于相应位置的深层沉降变化,但整体差异不大。

双线盾构隧道施工稳定性分析

为研究双线盾构隧道先后开挖对结构稳定性以及两者相互作用的影响,本文以厦门市翔安行政中心站——浦边站为工程背景,采用有限元软件Midas-GTS建立模型,分析双线隧道先后开挖对盾构管片、箱涵结构以及地表沉降的影响,对比隧道加固前后箱涵结构的关键点沉降变化规律。研究结果表明:1)双线隧道开挖完成后,左右线隧道正上方处箱涵结构沉降最大,分别为6.74、6.14 mm,箱涵结构正下方处的隧道管片变形最小;2)箱涵结构限制了土体的竖向位移,使土体产生横向变形,导致开挖后沉降槽宽度增大至30 m,最终地表沉降呈现“U”形;3)在隧道下穿箱涵范围内对隧道进行环向注浆加固,可保证箱涵结构的稳定。本文成果可为今后双线盾构隧道施工提供一定借鉴。

双线盾构隧道近接下穿既有隧道结构沉降变形与施工节点控制分析

城市新建地铁隧道穿越引起既有隧道变形的规律是工程领域研究的热点。文章依托某新建盾构隧道近接下穿既有盾构隧道工程,对施工全过程的实测数据进行整理,结合数值模型计算结果,重点分析了新建左、右线依次穿越过程中既有双线隧道沉降变形规律,进一步对阶段受扰动土体稳定性进行分析。结果表明:(1)时间维度上,穿越过程中既有结构竖向变形趋势与施工阶段具有一一对应关系;(2)距离维度上,隧道结构变形随着距穿越中心距离减小而增大,规律与模拟结果一致;(3)根据既有隧道变形量及变形速率,穿越开始阶段可作为沉降控制的关键节点;(4)既有隧道穿越中心区域沉降量远小于模拟值,实际沉降变形实现重新分布,验证了施工关键节点控制的有效性和结论的准确性。

基于地表沉降规律双线盾构隧道设计

在进行双线盾构隧道施工过程中,经常会遇到地表沉降的问题。为了降低地表沉降对周围建筑的影响,需要做好设计工作。文章以实际工程为例,对地表沉降施工下对双线盾构隧道施工产生的影响进行了分析,然后对隧道设计进行了探讨,解决了其重、难点问题,工程施工后满足了施工要求,可供参考。

新建双线盾构隧道下穿既有隧道近接影响分区及控制措施案例研究

为探究不同近接度下新建隧道下穿施工对既有隧道结构造成的影响,以成都地铁30号线下穿既有成自高铁锦绣隧道为依托工程,采用理论研究的方法提出近接影响度表达式,并通过结构位移判别准则确定分区控制标准。采用数值模拟、回归分析的方法,对下穿施工近接影响范围进行量化分区,并对不同影响分区提出针对性控制措施。结果表明,既有隧道管片最大沉降值与新建隧道和既有隧道之间的净距、新建隧道左线和右线之间的间距都呈负相关;针对在强影响区中施工提出“门式”保护结构,可将既有隧道管片最大沉降值折减77.10%,针对在弱影响区中施工提出新建隧道管片壁后注浆加固,可将既有隧道管片最大沉降值折减56.86%。监测结果表明,采取合理的施工控制措施,可有效控制既有隧道结构的位移,将既有隧道管片最大沉降值控制在预警值6 mm内。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。