软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系空间变形效应

土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,从地连墙侧向位移、墙后地表沉降、工程桩和坑底土体隆起3个方面,研究软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系的变形特征及空间效应。研究结果表明:深大基坑地连墙的侧向位移和地表沉降均呈现明显的角部效应,基坑A区(地连墙厚度1 m、桩径1 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为1.05~1.71倍开挖深度,基坑B区(地连墙厚度0.8 m、桩径1.5 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为0.91~1.48倍开挖深度;基坑A区、B区地表沉降角部效应的影响范围分别为1.24~2.10和1.77~2.47倍开挖深度;深大基坑空间变形角部效应与工程桩桩径及地连墙厚度有关,并且对基坑长边的影响效果大于短边。工程桩可有效增大基坑开挖面以下土体的刚度,减小地连墙的侧向位移;增大地连墙厚度可有效降低基坑的整体变形。基坑工程桩与坑底土体隆起总体呈现中间大、周边小的特征,工程桩周边土体受其约束,隆起较小;在一定范围内,工程桩对土体隆起抑制作用与其桩径呈正相关,与其桩间距呈负相关。软黏土地区深大基坑设计计算中需关注工程桩-连续墙结构体系的空间变形效应。

不同基坑开挖卸荷方案对既有地铁隧道结构的影响研究

随着城市建设不断推进,地下工程进入快速发展时期,基坑工程对下方既有结构的影响不可忽略。基于此,文章以某换乘地铁站项目上方基坑开挖为例,通过FLAC3D数值模拟软件,分析既有隧道结构上方基坑在一次性开挖、分区开挖、跳挖方案下隧道洞顶结构的变形状态。分析结果表明,无论是否考虑反压作用,3种方案下洞顶结构竖向最大变形排序均为:一次性开挖方案>分区开挖方案>跳挖方案,跳挖方案相较于一次性开挖方案和分区开挖方案隧道洞顶最大位移分别减少了48.6%、38.3%,可有效降低基坑开挖变形量。相关研究可为此类工程施工方案选择提供参考和借鉴。

上海轨道交通车站暗挖技术应用与探索

[目的]上海的城市轨道交通经过多年发展,现已面临极其复杂和严苛的工程建设环境,地下车站大开挖导致的交通拥堵、房屋拆迁和管线搬迁等问题已逐渐成为社会舆论的焦点。针对地铁建设与周边环境的冲突与矛盾,上海轨道交通通过持续科技攻关和试验论证,提出了多项软土地层暗挖技术。[方法]介绍了暗挖技术的发展历史和应用现状;基于上海轨道交通建设的特点,介绍了上海轨道交通暗挖技术中顶管法、冻结法和管棚法的具体内涵及应用情况;探讨了大断面顶管法、超长特大断面管幕法、超浅埋大断面冻结法和束合管幕法等新型暗挖车站建造技术的研究和试点应用情况。[结果及结论]上海轨道交通暗挖技术主要包括盾构法、顶管法、冻结法、管棚法以及其他特殊暗挖工法,已广泛应用于地下区间工程、区间联络通道工程、车站附属结构工程以及车站局部改造工程等;新型暗挖车站建造技术能够有效应对新条件下上海轨道交通建设的特点和面临的挑战。

新建隧道施工对邻近既有地铁车站及隧道影响研究

为研究新建隧道盾构施工对邻近既有地铁车站及隧道的影响,本文以郑州市轨道交通6号线穿越既有轨道交通1号线燕庄站及燕庄站~民航路站区间控制保护区为工程背景,采用有限元软件Midas GTS对新建隧道近距离下穿既有隧道及邻近既有地铁车站进行分析,总结了新建隧道施工对邻近既有地铁车站及隧道的水平位移和沉降的变化特征,基于数值计算结果和相关规范,提出工程的施工控制指标,通过将数值计算结果与收集的实际工程监测数据进行对比分析,验证了数值模型的可靠性。结果表明:既有地铁车站和区间隧道受新建隧道施工的影响主要为下方土体开挖引起的竖向沉降,施工完成后,既有车站最大沉降量为1.83 mm,既有1号线区间隧道最大沉降量为4.26 mm;既有车站最大水平位移为0.65 mm,既有1号线区间隧道最大水平位移为1.61 mm。本文结果可为类似工程的设计、施工和监测提供一定的借鉴和参考。

运营地铁盾构隧道基底沉降的影响因素分析

隧道基底沉降不仅影响地铁列车的正常运行和乘客的舒适性,严重时会造成隧道结构病害,目前的研究主要集中在长期沉降预测和单因素影响分析,非常有必要开展隧道基底沉降的多影响因素分析。以郑州地铁1号线某盾构隧道区间为工程实例,构建三维有限元数值模型,采用人工激振力模拟地铁列车竖向荷载,提取数值模拟结果的动应力和静偏应力数据,引入循环荷载作用下累积塑性应变计算公式,采用分层总和法计算得到隧道基底沉降,研究了隧道周围土层性质、道床脱空深度和地铁列车运行速度等因素对隧道基底沉降的影响,研究结果表明:数值模拟的隧道基底沉降和发展规律与现场实测结果具有较高的吻合度,验证了有限元模拟的准确性;隧道基底沉降随着周围土层砂粒含量的提高而减小;道床脱空尺寸会加剧隧道和道床板中应力集中和振动放大现象,增大隧道下卧土层的动偏应力和基底沉降;提高车速会增大基底沉降的横向影响范围;采用正交试验法、极差分析法和方差分析法得到了隧道沉降对各因素的敏感性,从大到小依次为:土层性质、车速和道床脱空,其中,土层性质为高度显著水平、车速为显著水平。研究成果对运营地铁盾构隧道的变形监测、安全评估和加固处理具有一定的参考价值。

装配式地铁车站的施工要点

近年来,地铁建设施工已经应用各种前沿技术和先进装备,地铁车站主体结构施工技术也在不断创新升级,迭代发展,其中装配式地铁车站施工技术逐渐被广泛应用。1装配式地铁车站施工概述及可行性分析装配式地铁车站施工就是将车站的整体顺着纵向结构划分为长度相等的若干个类圆柱体环段,每个类圆柱体环段又由若干个标准的模块构件组成。

基于LCA的地铁车站建设期碳排放核算及排放特征研究

地铁在建设期需要消耗大量资源能源,排放大量温室气体。本文基于全生命周期评价理论,采用基于工程定额的清单法,建立了城市轨道交通车站建设期碳排放计算模型,以天津市典型地铁车站工程为案例,分析了车站建设期的碳排放总量和强度,分析了不同施工工法、排放范围的差异。结果表明:地铁车站建设期平均碳排放强度为4.45tCO_(2)eq./m^(2),其中,范围一、二、三排放分别占总排放3.87%、1.74%和94.39%。

基于跨模态技术的地铁施工风险对策生成方法研究

为了给地铁施工现场人员应对风险提供智能辅助,提出了基于跨模态技术的地铁施工风险对策智能生成方法,通过采用改进的卷积神经网络ResNet50模型对施工现场风险图像进行语义特征提取,并利用LSTM模型和注意力机制融合图像和文本的语义特征,将施工要素的图像语义与文字语义相关联,以实现施工现场风险图像到风险对策的自动生成。经实验评价可知,提出的基于跨模态技术的地铁施工风险对策生成方法具有0.9以上的准确率和0.8以上的召回率。实现了根据采集的风险图像生成对策文本,为地铁施工风险应对阶段的智能辅助研究提供了可行有效的方法。

地面控制网变形对盾构基线边的影响分析

在地铁施工建设过程中,测量工作对于盾构掘进、结构施工的准确性有着重要作用。在地铁施工控制测量工作中,需要将地面上的控制点通过联系测量的形式,将坐标、高程传递到地下控制点,以地下控制点作为基线点来指导施工。地面控制点的成果作为联系测量起算依据,其精度直接决定了地下控制点的精度。文章通过分析地面控制网变形对盾构基线边的影响,探讨了提高控制测量精度的相关措施,如优化地面控制网、应用高精度的仪器设备等。

考虑隧道掘进过程的新建隧道下穿既有隧道力学响应研究

为有效评估新建隧道下穿施工对既有隧道的影响,确保既有隧道运营安全,将既有隧道简化为放置在Pasternak地基模型上的Euler-Bernoulli梁,基于两阶段分析法提出新建隧道下穿施工引起既有隧道力学响应的计算方法。通过与现场监测和既有方法的结果进行对比,验证了本文方法的准确性。研究结果表明:当新建隧道开挖面位于既有隧道中点时,既有隧道差异沉降达到最大值,转角曲线关于既有隧道中心线对称;在新建隧道掘进过程中,既有隧道的最大正弯矩和最大负弯矩分别出现在既有隧道长度的2/5和3/5位置附近,最大负剪力出现在既有隧道中点处;当新建隧道开挖面到达既有隧道长度的1/4和3/4位置时既有隧道产生最大正剪力;随着隧道轴线夹角和相对弯曲刚度增大,既有隧道的内力显著增大;增大隧道竖向净距有利于控制既有隧道的力学响应。本文方法考虑了新建隧道掘进过程和新建隧道与既有隧道的不同相对位置,可为类似穿越工程风险防控提供理论依据。

深基坑支护结构设计与施工质量控制研究

在社会经济不断发展背景下,轨道交通工程项目也日渐增多。深基坑支护作为轨道交通基础工程的重要构成部分,其施工好坏会直接影响到轨道交通运行的稳定与安全。因此,需要结合实际对深基坑支护结构进行科学设计,对于整个支护施工过程也要实施严格控制,避免发生质量问题。围绕深基坑支护结构设计的主要内容,对深基坑支护施工需要注意的要点进行详细阐述。以实际工程案例为例,从前期工程勘查分析、确定支护结构形式、组织开展施工作业、强化支护施工管理等方面入手,详尽探讨深基坑支护结构设计与施工过程,以及取得的效果,为类似工程作业提供借鉴。

软土地层地铁盾构下穿既有建筑物施工技术研究

盾构机下穿既有建筑物施工不当,可能会引发地面沉降以及建筑倾倒等现象。以广州市某地铁盾构下穿既有建筑物施工为例,介绍该项目软土地层的地质背景,对盾构下穿施工的难点进行分析,再对变形控制的施工技术措施进行探讨,通过下穿建筑物前准备、房屋注浆加固、盾构掘进精细控制、防刀盘结泥饼、地表建筑物监测等多种技术措施,保障该区间隧道上方建筑物的安全稳定。

暗挖车站内盾构脱壳解体接收技术研究

盾构法施工速度快、安全性高,成为城市地铁施工的主要手段,但城区地面环境复杂,一般无法为盾构提供接收条件,因此多采取站内或洞内盾构解体接收。暗挖车站内空间封闭、施工受限,针对暗挖车站内盾构脱壳解体接收技术做了研究;提出当确定解体接收盾构时,应在车站施工阶段将下沉段和中板吊装孔洞规划在内,并提前在洞门上方车站中板结构处做注浆加固,防止出现注浆死角;下沉段长度宜设置为0.5~1倍盾体长度;且洞内解体方案优于站内解体;通过方案比选,提出将部分盾尾留置在洞内的拆机方案优于将盾尾全部脱出或全部留置方案。

盾构始发与接收对工作井围护结构的影响研究

[目的]一般情况下,盾构机均在盾构工作井主体结构施工完成后才进行始发或接收,由于诸多因素的限制,往往需要考虑盾构工作井主体结构尚未施工时进行盾构始发或接收的情况,因此需研究盾构始发与接收对盾构工作井围护结构的影响。[方法]以成都地铁某标准地下三层岛式车站为例,研究盾构工作井在未施作主体内衬结构状态下实现盾构始发与接收时的围护结构受力及变形情况,并分析了盾构始发与接收对围护结构稳定性的影响。[结果及结论]研究结果表明:无内衬状态工作井盾构始发与接收时,围护结构桩体水平位移最大值及弯矩最大值均发生在盾构工作井端墙中跨第4道钢支撑处,围护结构剪力最大值发生在盾构工作井端墙中跨底板处;当盾构工作井未施作主体内衬结构时,围护结构桩体变形及受力均有所增大,但其位移及力学指标均满足规范要求;围护结构在剪力及弯矩作用下能够满足承载能力及强度要求;无内衬状态下的工作井盾构始发与接收可提高施工效率,有效节省工期,节约工程成本。

地铁车站大体积混凝土裂缝产生原因及解决措施分析

地铁建设近年来流行于各大中城市,地铁车站建设工程大体积混凝土施工比较普遍,在混凝土凝固过程中由于其体积收缩以及各种压力的作用,会造成大量的墙体裂缝;大面积的裂缝会导致建筑渗漏,给地铁车站带来了很大威胁。本文从荷载、位移、温度三个方面分析了地铁车站大体积混凝土结构的开裂成因;根据裂缝的大小、深度、成因等几个角度对裂缝进行了划分;从设计、材料、施工三个角度,对如何防止混凝土开裂进行了探讨。本文研究成果对保障地铁车站大体积混凝土施工质量有一定的参考意义。

地铁盾构施工过程中底部管片的上浮机制研究

为研究地铁盾构隧道施工过程中底部管片的上浮现象,文章按照管片拼装、千斤顶顶推、同步注浆及注浆浆液凝结4个盾构施工阶段对底部管片的上浮进行分阶段理论分析。通过理论分析可得,底部管片的上浮现象属于局部上浮,对底部管片在同步注浆阶段进行力学分析,主要考虑动态上浮力、环间阻力、粘滞阻力和重力之间的相互协同作用,利用分离变量的方法推导出底部管片的上浮量计算公式,并依托深圳地铁13号线某区间的工程实测数据对管片的上浮量进行计算,验证底部管片上浮量计算公式的科学性。研究表明:底部管片的上浮阶段按其发展状况分为上浮量突增阶段、上浮量缓慢增加阶段和上浮量逐渐稳定阶段。通过控制变量的方法对注浆压力、注浆材料水胶比分别对上浮量的影响进行分析,依据分析结果提出科学有效的上浮控制措施,研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计及安全施工提供一定的技术依据。

基于门控宽度模型的结构监测数据预测

随着信息技术的不断发展,机器学习在结构自动化监测中的应用逐渐增长。数据分析与预测作为结构自动化监测的重要一环,是保障结构安全的关键。针对目前结构监测数据预测方法未充分挖掘数据特征和运算时间冗长的问题,提出了一种基于门控宽度模型(gated broad learning system,G-BLS)监测数据预测模型。G-BLS在BLS特征节点增加遗忘门和循环反馈门机制,能够控制特征节点提取相关性高的信息。与深度模型相比,G-BLS模型网络结构简单,在保证预测精度的同时大大减少了模型训练时间。实测的地铁基坑沉降数据测试结果表明,G-BLS可有效实现预测监测数据的可靠性与实时性,是一种精准快速的结构监测数据预测方法。

北京地铁薄壁地下连续墙基坑变形规律统计分析

[目的]地下连续墙(以下简称“地连墙”)厚度对基坑变形量与变形模式的影响较为明显,尤其是薄壁地连墙对于基坑开挖和坑边荷载十分敏感。因此,有必要对北京地铁不同壁厚的地连墙基坑变形规律进行研究。[方法]以北京地铁6座薄壁地连墙车站基坑工程为例,使用统计学方法对其地面竖向变形、地连墙墙顶竖向变形、地连墙水平位移及钢支撑轴力的监测数据进行统计分析。[结果及结论]薄壁地连墙基坑的地面变形可分为隆起-沉降型和沉降型两种,且地面变形中隆起变形的占比较高。土方开挖阶段,地连墙呈快速隆起趋势,开挖结束后墙顶隆起值产生小幅回落,并最终达到稳定值。根据地连墙变形特征,将其分为正常抛物线型、荷载抛物线A型、荷载抛物线B型3种类型。地连墙最大变形位置一般处于0.50H~0.85H(H为基坑深度),累计变形量集中于10~20 mm。第1道钢支撑轴力变化特征较为明显,其曲线可分为快速上升、快速下降、缓慢下降、快速上升4个阶段。

复合地层中盾构施工掘进参数相关性及预测研究

在盾构掘进过程中,众多掘进参数交织在一起,规律错综复杂。科学地分析这些参数之间的规律与相关性,对于盾构的实时控制至关重要。依托济南地铁R2左线工程,基于机器学习方法对复合地层中盾构施工的掘进参数进行研究。首先,分析地层参数与盾构掘进参数之间的关系,通过相关性分析发现,6个掘进参数中,盾构的总推进力和刀盘扭矩与其他参数的相关性尤为显著。然后,利用支持向量机算法,对不同地层中盾构总推进力和刀盘扭矩进行预测。预测结果与实际监测结果基本一致,证明这种方法的有效性。最后,为进一步提高预测精度,采用PSO算法对盾构掘进参数预测模型进行优化。优化后的模型总推进力R2提升约3%,刀盘扭矩R2提升约10%,优化效果十分显著。该项研究可为复合地层中盾构施工参数选择提供重要参考。

西安湿陷性黄土地区狭长深基坑变形分析

为了探究西安地铁车站深基坑开挖过程中桩体侧移、地表沉降等时空演变规律,以西安地区某地铁车站深基坑为工程背景,同时收集了该地区2#、3#、4#线20个狭长基坑的实测数据,并对其进行统计分析。结果表明:地铁基坑围护结构最大侧移δhm=0.04%H~0.10%H(H为开挖深度),平均值为0.06%H,最大侧移位置深度为0.7H;地表最大沉降值δvm=0.036%H~0.116%H,主要影响区在1.4H范围以内;高斯函数模型可以预测西安地区的地表沉降,其影响范围为3.5H;在特定范围内,提高支护桩的刚度和插入比可以有效控制基坑变形。研究结果可为西安市其他地铁车站基坑支护结构的设计与施工提供借鉴。