地铁盾构双线隧道地表横向变形特性与预测

地铁盾构双线隧道地表变形因素影响众多,需深入分析其地表变形规律,有效开展变形预测研究。以北京地铁盾构双线隧道实测资料为基础,采用数值模拟方法研究了隧道中心埋深、隧道中心水平间距等对地表横向变形的影响。首次定义了双线隧道的相对间距系数,并建立了地表变形预测公式。研究结果表明:随着隧道中心间距的增加,双线隧道地表沉降槽逐渐由V形(或U形)转变为W形,双隧空间位置关系不同地表变形形态也不同;相对间距系数R_(1),R_(2)可用来描述双线地表变形形态变化;工程实测资料拟合得出地层损失率V_(l)和宽度参数k的统计结果,为地表变形预测参数的取值提供了参考;典型工程案例验证结果表明,地铁盾构双线隧道地表变形预测公式具有很好的适用性。

城市轨道交通隧道周边建(构)筑沉降预测方法研究

根据建筑沉降曲线基本符合正态分布的特点,对隧道工程地表沉降预测Peck公式进行推导和参数修正,建立建(构)筑物沉降预测公式。通过工程案例总结和理论分析,研究单层和两层建筑的荷载作用对其变形的影响。通过数值模拟分析,研究建(构)筑物与隧道工程的空间位置关系对建筑基础沉降的影响。根据地层损失率Vl已有的研究成果和建(构)筑物沉降预测公式,计算得出国内不同城市的建(构)筑物沉降槽宽度参数Ks的参考取值。工程实践表明,建(构)筑物沉降预测公式计算结果与数值模拟、实际监测结果较为吻合,该公式具有很好的实用性,可应用于类似工程的建筑基础沉降预测。

城市轨道交通基坑工程监测预警标准研究

在总结城市轨道交通基坑工程监测预警现状的基础上,根据工程监测特点,将监测预警分为仪器监测预警、现场巡查预警和监测综合预警3大类,每类预警分为蓝色、黄色、橙色和红色4个警级。总结了各地基坑工程监测预警问题,结合相关研究成果、技术规范要求以及我国北京、上海、广州等14个城市、25条线路、87个工点的第三方监测资料分析,确定了不同监测项目控制值的建议值,给出了现场巡查红色预警标准。根据监测点超过控制值的情况,定义了监测项目警情易发系数和警情危险系数,并给出了监测综合预警模型。

城市轨道交通隧道周边地下管线变形预测研究

通过总结工程实测资料,指出地下管线刚度较大时,管体与地层之间存在较大的差异沉降。地下管线整体变形与地层移动规律基本相同,隧道垂直下穿时,管体沉降曲线基本符合正态分布。对隧道工程地表沉降预测Peck公式进行修正,建立地下管线变形预测公式,结合已有地层损失率1V研究成果,计算得出管线降槽宽度参数p K的参考取值。数值模拟结果表明,隧道水平下穿较垂直下穿引起的管线变形大,预测公式可初步评价水平下穿时管线的变形。刚性管线纵向拉应变预测公式也可做相应修正,以计算管线自身的变形。工程应用实例表明,相关修正公式预测结果与模拟计算和实测结果较为吻合,具有较强的实用性。

轨道交通基坑工程变形监测控制指标

通过全国各地城市轨道交通基坑工程实测案例分析,研究基坑围护桩(墙)及周边地表的变形特点和监控要求。对不同监测项目的实测结果进行数理统计分析,结合相关研究成果和技术规范要求、分场地土类型给出变形监测控制指标的建议数值,合理评价基坑工程的安全状态。基坑工程变形监测控制指标的影响因素众多,工程实际应继续深入开展相关研究,以提高基坑工程的安全风险管控水平。

城市轨道交通工程环境风险评估研究

城市轨道交通周边环境安全是工程建设必须考虑的首要问题,对工程环境风险内涵进行研究,并给出具体的定义。根据工程周边环境对象的特点,研究其重要程度和安全特性,划分其重要性等级和安全性等级。结合施工对工程环境风险影响程度的预测和评价,对工程环境风险进行综合性评估,判定风险发生的可能性,确定其工程环境风险等级,为控制指标和控制措施的制定提供依据。同时,研究了施工过程中和工后的环境风险评估工作,提出了一套针对城市轨道交通工程环境风险的新评估体系。

北京市轨道交通基坑工程地表变形特性

根据基坑开挖深度、地层条件的不同,对北京市轨道交通80个明挖顺作法基坑工程实测结果进行统计分析,研究确定北京砂卵石和黏性土地区深基坑开挖引起的周边地表变形规律。研究表明:基坑工程周边地表最大变形的实测结果分布形态为正态分布或半整体分布,地表沉降变形值较大;最大地表沉降的平均值约为砂卵石地区0.11%H(H为开挖深度),黏性土地区0.20%H;地表变形与桩体向基坑内、外的水平位移值有一定的对应关系;地表沉降随插入比的增大而减小,黏性土地区基坑支撑系统刚度对地表沉降有明显的影响;北京地区基坑工程周边主要影响区约为0.6H或0.7H范围以内。研究成果可对未来北京及其他地区城市轨道交通基坑工程变形大小、安全性的预测和评估、指导基坑工程设计与施工和对防止基坑事故的发生等具有重要意义。

城市轨道交通隧道工程地表竖向位移控制指标

通过对我国多个城市的轨道交通隧道工程的92个实测案例分析,研究隧道工程周边地表最大变形的分布特点。根据线路部位、施工方法、断面形式、场地土类型等方面的不同进行分类,对地表竖向位移的实测结果进行数理统计分析,结合相关研究成果和技术规范要求,给出地表竖向位移控制值的建议数值。隧道工程周边地表竖向位移控制值的影响因素众多,工程实际应深入开展相关研究,以提高隧道工程的安全风险管控水平。

北京市轨道交通基坑工程桩体变形特性

根据基坑开挖深度、地层条件的不同,对北京市轨道交通80个明挖顺作法基坑工程实测结果进行统计分析,研究确定北京砂卵石和黏性土地区深基坑开挖引起的桩体变形规律。研究表明:1围护桩顶和桩体均存在向基坑内和基坑外两个方向的水平位移,水平位移实测结果分布形态均近似符合正态分布。2围护桩整体最大变形均以桩体变形为主,桩向基坑内水平位移平均值约为0.05%H^0.12%H,向基坑外水平位移平均值约为0.02%H^0.07%H。3插入比、长宽比、基坑系统刚度等对桩的最大水平位移有一定的影响。4桩向基坑内水平位移最大值主要出现在0.26H^0.45H处,向基坑外水平位移最大值主要出现在0.18H^0.20H处。研究成果可对未来北京及其他地区城市轨道交通基坑工程变形大小及安全性的预测和评估,指导基坑工程设计与施工工作,对防止基坑事故的发生具有重要意义。

城市轨道交通盾构法隧道工程地表竖向位移控制指标研究

城市轨道交通盾构法隧道工程周边地表竖向位移控制指标是判断工程安全与否的重要依据。通过对我国多个城市50个工程实测案例的分析,研究了盾构法隧道工程周边地表变形的特点。根据隧道断面大小、场地地层条件等影响因素的分类,对地表竖向位移实测结果进行数理统计分析,给出了相应的建议控制值。

南水北调中线安阳段第三纪岩土施工工程分级

南水北调中线安阳段主要为地面渠道工程,需开挖大量的岩土体。施工过程中揭露出了大量的泥灰岩、砾岩、砂岩等第三系软岩硬土,同前期工作认识出入较大,施工中对岩土界线认识存在一定分歧。通过进一步现场地质调查、点荷载、现场钻进速率测试试验和室内力学、岩石化学、声波试验等,认识了安阳渠段的岩土工程特性。在对比分析已有岩石质量分级和软岩硬土分界的基础上,提出了适用于安阳段岩土体的可挖性工程分级。该分级以岩石单轴抗压强度、纵波波速、净钻进速率、天然容重等为主要指标,将岩土体可挖性施工工程级别划分为9级16个亚级。结果表明,该分级较好地结合了软岩硬土的开挖特性,与对应等级岩土方量计算相结合,较合理地解决了工程造价问题。该分级体系可望为其他第三系岩土地面工程施工分级提供参考。

建(构)筑物的变形控制指标

城市轨道交通和其他市政地下工程建设难免造成周边建(构)筑物的变形,确定建(构)筑物的变形控制指标是进行安全监测和控制的基础。总结目前建(构)筑物控制的各类变形参数,对其定量化研究成果进行归纳,根据收集的大量变形监测资料,划分建(构)筑物的变形损坏等级,对其沉降、差异沉降和倾斜等常规监测项目进行重点分析,并研究了建筑尺寸和变形量、损坏等级的关系。研究结果表明,砂土地层独立柱基的建筑易于产生变形破坏,应防止建筑过量沉降引起的其他变形损坏;建(构)筑物的角变量小于0.002时一般未出现较大影响;建筑尺寸影响变形的大小,应密切关注易于出现变形损坏的多层、高层建筑。

北京市轨道交通矿山法隧道工程地表沉降控制标准

对北京地区72个城市轨道交通矿山法隧道工程实测案例进行分析,研究了矿山法车站、大断面区间隧道以及标准断面区间隧道的地表变形特点。根据地层条件的不同,对砂卵石地层和黏性土地层的地表沉降实测结果分别进行数理统计分析,提出了地表变形控制的建议数值。研究成果对北京及地质条件相似地区的城市轨道交通矿山法隧道工程地表变形大小预测、监测控制标准确定以及安全风险管理等具有重要的指导作用。

首都国际机场线东直门车站上跨下穿既有折返线变形控制

新建城市轨道交通穿越既有线为重大风险工程,综合上跨和下穿两种形式的穿越更应严格控制既有线的变形,保证既有线的安全运营。通过第三方监测和微量位移技术相结合的方式,对首都机场线东直门车站上跨和下穿既有13号线折返线工程进行变形控制。监测过程中密切关注隧道结构和轨道结构的变形,发现多次数据超值现象,经过自动化监测系统和顶升系统的同步应用,对既有折返线进行了有效的位移调控,既有13号线折返线的安全运营未受影响。结果表明第三方监测和微量位移技术的结合可及时掌控既有线的安全状态,有效调整既有线的过量位移,值得类似工程推广。

城市轨道交通工程变形监测控制指标分析研究

城市轨道交通工程变形控制指标是工程质量控制的重要措施。通过大量第三方监测数据的统计分析，明确城市轨道交通不同监测项目的变形值分布形态。工程变形受设计因素、地质条件、施工工艺等多种因素的影响，根据实测结果分析，给出了工程变形控制指标的建议数值。研究成果对城市轨道交通工程变形控制指标的确定具有重要的指导作用。

中-俄原油管道 黑龙江穿越工程定向钻最优深度的确定

在中-俄原油管道黑龙江定向钻穿越工程中,合适的管道埋设深度关系到工程建设的安全顺利进行。在对前期工程地质勘察资料分析对比的基础上,通过地质背景研究分析构造背景特点,野外地质调查获得出露基岩节理发育结果,钻孔岩芯统计分析得到岩石节理特点和不良地质体发育结果,利用完整岩芯的室内试验获得岩石物理力学性质的结果,利用参数加权平均的综合分析方法,确定黑龙江定向钻的最优深度为38.0m。实际钻进表明,38.0m的管道埋深较好地避免了风化卸荷带、深部断层带等潜在不良地质问题的影响。该工程管道适宜埋深的评价可为类似采用定向钻施工的重大工程提供参考。

福州市轨道交通岩土视电阻率特性研究

对福州市轨道交通2号线岩土工程勘察中的视电阻率测井数据进行统计分析,研究其第四纪典型地层的视电阻率数值与地层埋深的对应关系,结果表明其数值整体分布与地层埋深呈线性相关关系。同时,分析了不同地层的视电阻率数值与其含水量、天然密度、饱和度、孔隙比、液性指数、无侧限抗压强度、黏聚力等物理力学参数的对应关系,主要为线性或二次多项式相关关系。

城市轨道交通安全风险技术管理体系的建立

探讨安全风险技术管理体系的内涵,体系建立的原则、程序,体系的组成及内容,体系建立和运行中需注意的问题,并用北京安全风险管理的典型案例说明体系建立和运行的过程。通过研究,旨在促进国内城市轨道交通建设安全风险管理的规范化,为其他地区安全风险管理体系的建立提供借鉴。

岩体强度估算方法研究及应用

岩体强度问题在实际工程中是工程师关心的问题,由于受时间和经费的限制,难以进行大量现场原位试验,而其复杂性目前尚无破坏准则能较好满足实际要求。对于含有多组节理的岩体,结合收集的大量数据对国外基于节理化岩体强度估算经验公式进行了修正,从实测数据中拟合出弹性波波速与岩体强度的关系表达式,同时收集了国内外基于节理密度、岩体分类、弹性波的岩体强度估算公式,对这3种方法进行了对比研究,并应用于旧堡隧道,发现3种方法估算的强度值接近实际岩体强度,说明了在一定情况下岩体强度是可以粗略估计出来的。

基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用

受Hoek对泥砂岩地质强度指标(GSI)图研究的启发,在野外工作和室内试验的基础上,尝试建立一个基于矿物结构与钻探的花岗岩GSI量化取值图:(1)该图引进岩石矿物结构、完整岩芯长度、节理条件等参数来对GSI取值进行量化;(2)用典型完整岩芯照片代替GSI取值图里岩体结构的素描图,并结合野外岩芯RQD、采芯率、岩体结构等特征对该照片进行描述。根据Hoek-Brown准则,利用该GSI图计算出花岗岩的弹性模量E,其与勘察单位给出的E值最小误差为0.11 GPa,说明该图具有一定的科学性,可用于钻探的场地花岗岩体力学参数估算。