富水流砂地层中下穿立交桥及燃气管线隧道围岩变形控制技术

深圳地铁四号线里程K9+125～K9+255段为富水流砂地层,该段隧道穿越立交桥群,与摩擦桩最小近接距离为5.46 m,且多条管线穿越隧道上方,隧道围岩变形控制要求极高,施工风险大。结合该隧道施工研究,总结了袖阀管联合钢管注浆加固桥桩技术、地面旋喷分仓止水帷幕结合洞内管棚和小导管注浆控制围岩变形技术、掌子面封堵技术、CRD法隧道开挖技术和排水技术等施工技术体系。其研究结果对国内同类施工条件下的工程施工具有一定的借鉴意义。

深圳地铁四号线隧道围岩变形控制技术研究

深圳地铁四号线上民区间为富水流砂地层,隧道下穿立交桥群及多条燃气管线,隧道施工难度大,风险高。重点研究了不同隧道围岩变形控制技术对隧道稳定性的影响及适用性分析,通过数值模拟、现场试验等研究手段对不同隧道围岩变形控制技术从围岩变形控制可靠性、技术可行性、经济合理性和工程时间性等方面进行综合对比分析,得出了富水流砂地层合理的隧道围岩变形控制技术。研究结果对国内同类施工条件下的工程施工具有一定的借鉴意义。

盾构掘进参数对地表沉降的影响分析

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题。文章以深圳地铁5号线洪浪—兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托,通过数值模拟和现场监测,对影响地表沉降的掘进参数进行了模拟分析。计算结果表明,地表下沉与盾构掘进参数密切相关,适当加大注浆压力能有效控制地表沉降;同时,土舱压力与土体原始侧向压力接近时地表沉降量最少。实测地表沉降与掘进参数的关系表明,当注浆量一定时,地面沉降随土舱压力的增加而减小;地表沉降随着注浆量及注浆压力的增大而减小。

盾构法施工对地表及桥梁桩基的影响分析

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题,以深圳地铁5号线洪浪～兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托,运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖的全过程,对施工产生的地表沉降及桥梁桩基的侧向变形进行了预测分析。计算结果表明,地表沉降最大值为7.32 mm,桥梁桩基变形以水平变形为主,最大水平变形为2.58 mm。在X方向,桥梁桩基下半部分朝背离隧道方向位移;上半部分朝相反方向位移,即桩基发生倾斜,且该倾斜随着盾构机的掘进将越来越大,隧道贯通时达到最大值。

离散单元法隧洞施工全过程仿真技术研究

离散单元法特别适合于模拟节理岩体的力学行为，但实际操作起来比较困难。隧道总是位于无限体或半无限体中，而计算模型具有一定的有限尺寸，它的远处边界常为固定边界。在连续介质体数值模拟中，计算模型尺寸常取至少五倍的隧道直径以满足计算精度的要求。对于UDEC离散单元法模拟，由于岩石节理的存在，其计算模型尺寸应该更大以获取相当的计算精度。然而计算模型越大意味着计算模型含有更多的节理单元，需更长的计算时间和更高的计算成本。总结出了隧洞施工全过程离散单元法的几个关键技术，并通过偏桥水电站引水隧洞K2＋010-K2＋310地段的隧洞稳定性分析，探讨了其实用性。

下穿立交桥地铁隧道袖阀管加固技术研究

袖阀管注浆工法由于具有更好地控制注浆范围与注浆压力、可进行重复注浆、且发生冒浆与串浆的可能性很小等特点,被公认为最可靠的注浆工法之一。以深圳地铁4号线二期工程上民区间富水流砂段桩体注浆加固设计和施工为工程依托,运用有限差分法原理及相应程序FLAC3D,对袖阀管注浆加固技术的作用机理进行模拟分析,通过模拟分析得出,袖阀管设计以设计2排、袖阀管伸入隧道底部以下6m最好,为加固方案的优化提供了指导。

偏桥水电站引水隧洞施工全过程离散单元法仿真模拟研究

偏桥水电站引水隧洞K2+010^+310地段位于节理发育岩体中,隧洞开挖后因没能及时支护引起岩体过度松弛,产生大量掉块现象。为保证隧洞的稳定性及基于工期的考虑,对该段隧洞的支护结构进行了优化设计,并采用国际广泛应用的离散单元法程序UDEC对该引水隧洞施工运营全过程进行了仿真模拟,探明了隧洞施工各阶段围岩内应力和位移分布,对支护结构优化设计进行了评估。同时,探讨了隧洞施工和运营全过程的离散单元法仿真技术。

浅埋连拱隧道施工场景风险行为视觉关系检测仿真

文中提出浅埋连拱隧道施工场景风险行为视觉关系检测仿真方法.基于对抗网络修复监控视频图像,避免发生伪影现象,提升图像的清晰度和质量.将修复后的图像输入YOLOv3检测模型中,通过模型中的残差模块和上采样提取并融合图像特征,生成特征图.在模型的残差层和特征层之间,引入通道域注意力机制,优化特征提取结果,强化特征图,显著降低背景信息的干扰,获取更丰富的特征信息,输出风险行为检测结果.结果表明:该方法的图像修复效果良好,精准判断施工场景内是否存在检测目标,前景和背景误检率高值分别为4.5%和5.5%,可实时、可靠地完成施工场景内各种风险行为的检测.

富水流砂地层隧道全断面注浆加固施工技术研究

深圳地铁4号线富水流砂段富含地下水,下穿立交桥群,且一条508×7.9次高压燃气管于里程K9＋105~9＋135位置穿越该工程隧道上方,施工难度较大。文中分析了工程重点难点,分析了隧道施工中采用的洞内全断面全封闭深孔预注浆固结止水技术,管棚超前加固技术和CRD开挖方案,并总结得出在该特殊地段施工的施工要点。

单孔不耦合装药爆破的岩体损伤分布特征研究

开挖爆破作用下岩体损伤分布特征研究是地下工程围岩加固和边坡支挡防护设计的基础。通过弹性模量定义损伤因子以及对不耦合装药爆破进行损伤分区及其特征描述,应用Taylor提出的有效弹性模量计算方法,分别按照爆炸应力波衰减规律和厚壁圆筒理论建立相应的单孔爆破下损伤分布特征公式,进而叠加得到爆炸应力波与准静态气体共同作用下损伤分布特征公式。援引损伤实验数据分析其可行性和准确性,结果表明:该理论公式与实验数据的相关性较好,准确性较高,可表征爆破损伤分布特征及预估损伤范围;不耦合装药爆破的损伤因子呈幂函数衰减,其衰减速率在K≥K 0时呈逐渐减小的趋势,在K<K 0时呈先增大后减小的趋势,同时衰减速率又随着不耦合系数增大而增大;其他条件相同时,爆破损伤范围随着不耦合系数增大而减小;从损伤角度阐明了光面爆破或预裂爆破装药结构采用合适的不耦合系数的必要性。

深圳地铁四号线富水流沙层下穿立交桥隧道CRD法开挖动态分析

深圳地铁四号线K9+125～+255段为富水流沙地层,岩体破碎自稳能力差,且洞身穿越立交桥群,多条管线穿在隧道上方,隧道围岩变形控制要求极高,施工风险大。采用现场监控和数值模拟,对CRD法开挖进行了动态分析。研究结果表明:尽早施做临时支撑对抑制未闭合结构早期的沉降起着重要的作用,拆除临时支撑时,结构的最大位移增大约40%;各部开挖引起拱顶下沉量具有良好的分布规律,可用于对最终拱顶下沉量的预报;施工中应重点监测和控制开挖CRD1的拱顶下沉量。

地铁车站环绕型附属基坑单侧围护桩支护体系优化研究

杭州地铁火车东站为4条地铁线换乘节点。其中,新修建的6号线和机场快线车站为满足地铁站间及地铁站与高铁站间大客流通行,车站附属呈环绕型布置于车站四周。针对该附属施工工程量大、工期紧的特点,对围护桩支护体系进行了优化研究,分析了优化体系的工期和资源投入。研究结果表明,优化支护体系极大地缩短了工期及降低了资源投入。

超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口玻璃纤维筋技术及实践

基于杭州地铁6号线火车东站项目,分析了超深地铁车站盾构机接收的风险,提出了地下连续墙单侧玻璃纤维筋优化方案。以现场试验和数值计算为基础,采取了地下连续墙幅宽调整、钢筋笼合理分节、玻璃纤维筋卡扣连接和吊装方案优化等措施,探讨了超深超厚玻璃纤维筋地下连续墙的施工技术要点,并阐述了盾构磨除墙参数的选取。工程实际应用结果表明,单侧玻璃纤维筋技术成功应用于超深地铁车站地下连续墙盾构接收洞口,既保证了超深基坑盾构接收掌子面稳定性,又隔断了承压水层,减小了因端头加固施工质量不可控导致的接收风险。

抗拔桩实验确定地层变形模量的模拟研究

在地下工程数值模拟计算中,土体变形模量的取值对计算结果影响很大,然而多数数值模拟计算忽视了土体变形模量随着埋深的变化。本文以郑机城际线机场站基坑工程为依托,假定土体变形模量随着埋深呈线性增大趋势,通过模拟现场抗拔桩实验,并对比模拟计算结果与现场实验数据,得出了相应土体摩尔库仑模型的变形模量与埋深之间的近似线性关系。研究所得土体变形模量参数进一步应用于依托工程中的支撑轴力的数值模拟计算,数值模拟计算结果与现场监测数据较为吻合,进一步验证了该参数取值方法的合理性,计算结果能够有效地指导施工。该数值模拟抗拔桩实验获取土层变形模量的方法可为类似工程提供有价值的参考。

棋盘石隧道断裂破碎带地震动力响应分析

以棋盘石穿越断层破碎带段隧道为背景,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,对棋盘石隧道在汶川波作用下的地震响应分析进行了系统研究。探讨了断层破碎带衬砌在地震荷载作用下的破坏方式,并且把数值模拟结果与汶川特大地震震害的公路隧道进行对比分析。结果表明:用松动圈折减系数法估算出衬砌最大弯矩和剪力的数值与数值模拟的结果基本一致,验证了MIDAS/GTS-NX模拟隧道地震时程分析的可行性;同时根据对有限元模型进行时程分析的结果,探讨了断层破碎带处衬砌的破坏方式,并提出合理可行的防治及加固措施。

深大基坑自动化监测数据分析与预测研究

以郑新城际线机场站基坑为工程背景,通过对基坑监测成果的综合分析,对基坑在开挖及后期建筑施工过程中的稳定性进行评价,分析基坑在整个工程阶段的变形规律、受力特点。并根据实际监测数据建立数学模型进行预测,通过将系统采集的实际监测值与比拟值进行对比获得短期预测,实现深大基坑自动化系统监测的准确性。

深大基坑系统智能化预警技术研究

以郑机城际线机场站基坑为工程背景,采用深大基坑系统智能化预警技术,能及时高效地对监测数据进行处理并自动生成报表、对监测数据变化发展趋势进行多种模型预测分析、对超出预警值的数据以短信息的形式发出预警。并开发深大基坑可视化3D模型动态预警技术,通过可视化3D模型对深大基坑所有监测断面的围护和支撑结构、重要监测项目进行了全方位的综合展示。监测项目的预警显示与自动化监测及智能化预警系统中的监测数据进行关联,并通过预警显示颜色的改变实现对超预警值数据的预警。

基于声波测试原理的爆破荷载对地铁隧道围岩扰动研究

基于声波测试原理,利用RSM-SY5(T)非金属声波检测仪对广州地铁隧道围岩在爆破荷载作用下产生的扰动进行现场试验。研究结果表明:非光面爆破方案爆破后,隧道围岩的松动圈范围约0.6~0.7 m,光面爆破方案爆破后,围岩的松动圈范围约0.3~0.5 m;岩体声波速度随着深度的增加而增加,达到某一深度后趋于平稳;岩体波速在平稳深度存在小范围的波动现象,说明岩体本身存在着不良地质结构,对波速产生了影响;炮孔装药结构和装药量对围岩的扰动程度具有一定的影响,空气间隔装药能明显降低扰动程度,装药量越大对围岩扰动程度越大。

大跨度平顶直墙浅埋暗挖地铁区间180mm大管棚支护效果分析

昆明地铁3号线金太区间为浅埋大跨度平顶直墙结构,且下穿人民东路延长线,地表沉降控制要求高,施工安全风险大,经论证,采用180mm大管棚进行支护加固。目前,国内关于180mm大管棚支护加固研究及可借鉴的经验较少,为了确保安全及进一步分析管棚支护加固效果,现场分别对管棚应力及地表变形进行了监测。根据现场监测数据对180mm大管棚支护加固效果进行了分析,为类似工程提供了有价值的参考。

低应变率范围下花岗岩力学特性研究

本文利用岩石三轴流变仪对花岗岩进行了1.5×10^(-7)~4.3×10^(-6)s^(-1)应变率下的单轴压缩试验,对花岗岩的力学特性及破碎程度进行了研究。试验结果表明在低应变率范围下,花岗岩的强度、弹性模量等力学参数随着应变率的增加有着较大幅度的增加;利用分形维数对花岗岩破碎程度进行探究,发现花岗岩在低应变率下的块度分布具有分形特征,且应变率与岩石破碎程度具有较强的负相关性。