未确知测度理论在盾构下穿既有隧道安全风险评价中的应用

盾构下穿既有隧道工程施工通常存在较大风险,为了对风险等级做出准确有效的评价,提出了基于未确知测度理论的盾构下穿既有隧道安全风险评价模型。首先,通过对相关规范和现有文献的研究,并结合盾构下穿隧道施工的特点,构建了盾构下穿既有隧道安全风险评价指标体系,包括盾构掘进参数、新建隧道条件、既有隧道条件、地质条件和施工管理条件5个一级指标,以及掘进速度、掘进推力、注浆压力等19个二级指标;其次,将综合安全风险划分为5个等级,并明确了各指标的等级划分标准;然后基于熵权-未确知测度理论构建盾构下穿既有隧道安全风险评价模型,采用熵权法确定指标权重,根据未确知测度理论构建各指标的单指标未确知测度函数,将各指标数据值代入单指标未确知测度函数中得到单指标测度评价矩阵,结合指标权重和单指标测度评价矩阵计算得到多指标测度评价向量,依照置信度准则确定安全风险等级;最后,将提出的模型应用于实际盾构下穿既有隧道工程中,对其进行安全风险等级评价。结果表明,模型评价结果与实际风险等级一致,并通过与模糊层析分析法对比验证了所提模型应用于工程实践的有效性,研究结果可为实际施工安全管理提供决策支持。

正交下穿截污管盾构开挖面被动失稳颗粒流模拟研究

目的 对砂土地层土压平衡式盾构下穿截污管施工工况进行研究,以解决由于支护压力过大导致的开挖面被动失稳问题。方法 以沈阳地铁三号线下穿截污管区段为背景,利用颗粒流程序建立数值模型,研究截污管存在下的开挖面被动失稳模式、支护压力变化以及地层应力分布。同时分析了管隧垂直净距与细观摩擦系数对极限支护压力的影响。结果 开挖面失稳模式和极限支护压力均受盾构开挖位置的影响,当开挖面位于管道前方1.0 D时,管道对失稳模式的影响最大;盾构穿越管道前,管道下部土层出现应力增大现象;极限支护压力随着管隧垂直净距、颗粒摩擦系数的增大而增大。结论 在盾构接近且未穿越截污管时,管道对开挖面被动失稳机理产生了显著影响。

地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响

[目的]受地面既有建(构)筑物影响,有的地铁车站两端盾构接收区车站主体围护桩无法施作,须采用洞桩法施工。对此需研究地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响。[方法]以成都地铁18号线新建倪家桥站下穿既有建筑物工程为研究对象,建立有限元模型,根据实际施工方案,对地面和既有建(构)筑物沉降特征进行分析,并采用现场监测数据进行验证。[结果及结论]采用超前大管棚、临时立柱支撑体系、7导洞分部开挖以及人工挖孔灌注桩等洞桩法施工技术,能够在有效控制地面和既有建筑物沉降的前提下,成功实现车站主体围护桩的施作;对地面沉降和既有建筑物沉降影响最大的施工步骤是导洞(1)、(3)、(5)、(7)的开挖;既有建筑物在导洞(1)、(2)处沉降明显,最大沉降值为9.62 mm,是模拟结果沉降值的1.5倍,现场监测结果与模拟结果均满足安全控制要求。

超大直径盾构下穿高铁路基的沉降数值分析

为探究超大直径盾构隧道下穿城际铁路路基沉降规律,以中国武汉两湖隧道工程为例,基于Plaxis有限元软件,建立了铁路路基-土体-隧道的三维精细化数值模型,探讨盾构掘进过程中地层损失率、开挖面支护压力、盾尾注浆压力对隧道上方城际铁路路基沉降的影响.结果显示,盾构下穿复合地层的过程中,高铁路基道砟层表面在盾构掘进方向上会发生不同程度的沉降;当盾构掘进引起的地层损失率从1.0%增加到1.6%时,铁路路基的最大沉降从18.86 mm增加到22.71 mm,增大了20.4%;当开挖面支护力处于隧道拱顶侧向静止土压力的0.7~1.4倍时,不同工况下盾构掘进引起的铁路路基变形差异较小(小于0.67 mm);注浆压力对铁路路基的沉降影响明显,随着注浆压力增大,铁路路基的沉降明显减小.当隧道拱顶注浆压力增大到拱顶侧向静止土压力的3倍(648 kPa)或以上时,沿铁路路基的最大差异沉降未超过规范要求(≤5 mm/10 m).研究结果可为超大直径盾构下穿高铁路基时掘进参数的设置提供参考.

新建综合管廊顶推下穿运营铁路动力响应分析

当综合管廊近距离下穿既有运营铁路线路时,线路临时加固体系的稳定性决定运营铁路的安全。依托深圳市梅观高速公路综合管廊下穿平南铁路工程项目,采用有限元数值分析方法,分析不同通车情况下线路加固体系各结构的受力变形特征。结果表明:列车双线同向行驶时,D型钢便梁的最大竖向变形数值为对向行驶时的1.32倍;当采用D型钢便梁+支撑桩+锚固结构的联合加固体系时,最大竖向位移均未超过3 mm,实现了综合管廊顶推下穿施工毫米级沉降控制。

地铁盾构施工下穿既有明挖隧道模型试验研究

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂直下穿既有6线隧道的施工过程,并分析下穿过程中既有6线隧道和地层土体的沉降变形规律。结果表明:随着既有隧道底部地层距盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为1.5倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道拱顶距离分别为1倍洞径和1.5倍洞径时沉降最大差值为31.25%;6线隧道结构与其下方地层产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于80%。

新建道路下穿铁路工程全施工阶段数值模拟分析

新建道路下穿铁路工程施工和运营期间产生荷载会对铁路高架桥桥墩附近土层产生竖向及侧向附加应力,桥墩易发生沉降和桩基承载力破坏,对铁路安全造成严重影响。为保证铁路安全不受道路施工和运营影响,需对工程设计方案进行安全性评估。结合某实际公路下穿铁路工程,采用MIDAS/GTS软件对新建道路下穿铁路工程施工全过程进行数值模拟,精确分析不同施工阶段对铁路的影响。分析结果表明道路施工最不利荷载工况下高铁桥墩沉降量均小于2 mm,墩桩基最大轴力均小于桥桩允许轴力值,理论计算能满足规范及原设计要求。通过数值模拟分析,可以为施工过程中铁路监测及监控提供可靠数据支撑,为以后类似工程实践提供参考。

盾构下穿在建铁路明洞变形控制指标研究

依托某快线盾构隧道下穿在建城际铁路联络线榆安隧道工程案例,通过规范调研和理论计算,提出在建明挖法铁路隧道受邻近施工影响洞身位移和变形缝张开/错动变形控制指标,并进行了考虑隧道变形缝的非连续介质模型分析,分析过程和结论可为类似项目规划设计和工程措施提供参考。

地铁车站基坑穿河道设计与应用

在轨道交通建设中,为减少征地拆迁、减少对公共绿地的占用,临河区车站考虑设置在河道范围时,应就建设项目对当地防洪排涝可能产生的影响作出评价,确保江河防洪安全。根据洪水影响评价报告提出的水系补偿要求,就地铁车站基坑穿河道处进行针对性设计以同时满足地铁安全施工和河道防洪排涝要求。以苏州轨道交通5号线木渎南站为工程案例,对该工程主体基坑采用了临时渡槽的水系补偿方案,保证了车站施工期间河道的防洪、排涝和引水功能,为工程节省了工期和投资。

公路桥梁下穿既有铁路桥梁安全评估

以青海省湟源至西海高速公路桥梁下穿既有青藏铁路桥梁为工程背景,采用Midas GTS NX三维有限元软件,建立高速公路桥梁下穿铁路桥梁的三维有限元模型,模拟并计算了高速公路桥梁在施工过程对既有铁路桥梁的影响。研究结果表明:设计方案满足公铁交叉规范相应条文要求;新建高速公路桥梁对既有铁路桥梁墩顶产生的各方向附加位移最大值均小于规范限值;左右幅桥梁同时施工可以减小桥梁墩顶各方向附加位移,且有效减小了桥墩的偏压效果。新建公路桥梁下穿工程对既有青藏铁路产生的风险等级在可控范围内,该项目设计方案满足规范要求,总体可行。

钻爆法隧道下穿既有隧道门架桩加固方案研究

针对钻爆法隧道开挖引起的上部既有隧道沉降问题,提出了一种新型门架桩加固方案。以惠盐高速公路隧道上行线盾构隧道建设工程下穿如意路嶂背隧道为背景,建立三维荷载结构模型和三维地层结构模型,使用ABAQUS有限元软件数值模拟钻爆法隧道的循环开挖施工过程,研究不采用门架桩保护措施和采用门架桩保护措施下上部既有隧道的沉降规律。结果表明:1)门架桩加固方案能有效降低既有隧道开挖导致的隧道沉降,采用门架桩保护措施后既有隧道最大沉降降低至2.49 mm,相较于无保护措施降幅达30%。2)采用门架桩保护措施会增大横梁与隧道连接位置隧道的剪力与纵向轴力,其中,峰值剪力增大了433.2 kN。采用该方案后,需要在连接处进行局部加固,防止隧道在该位置发生应力集中,导致局部剪坏。

悬臂掘进机在下穿河流浅埋段隧道中的应用

隧道下穿河流段处于浅埋段,不宜采用爆破开挖,因此采用悬臂掘进机开挖方法来减少扰动。文章结合莲花山隧道工程,提出下穿河流浅埋段隧道悬臂掘进机施工工法,避免隧道下穿河流浅埋段地层发生坍塌及涌水,减少开挖带来的扰动,顺利通过浅埋段,为隧道建设提供新的施工技术。

近距离下穿既有隧道的矿山法隧道支护方案选择

随着城市基础设施建设的不断推进,地下隧道建设已经成为重要的组成部分。然而,在地质条件复杂、既有隧道密集的城市环境下,隧道建设往往会遇到各种挑战,尤其是采用矿山法近距离下穿既有隧道更为困难。在这种建设中,设计技术方案、支护措施、施工方案等方面都需要考虑到。以贵阳某在建项目为例,从设计技术方案和施工要求入手,结合有限元分析和现场监测数据,探讨如何在泥岩地层条件下安全施工近距离下穿既有小净距隧道的问题,旨在为同类型工程提供参考和指导。

基于BP神经网络算法的顶管下穿地表沉降预测研究

顶管下穿是一种常见的地下工程施工方法,然而,地下工程施工过程中的地层变形对工程安全和施工质量有着重要影响。为了有效预测顶管下穿地层变形,文章基于BP神经网络算法提出了一种预测方法。通过采集和整理在顶管下穿过程中的大量监测数据,并结合BP神经网络算法的训练和预测能力,建立了一个地层变形预测模型。通过实际案例验证,结果表明该方法能够高效准确地预测顶管下穿地层变形,为地下工程施工提供了可靠的参考依据。

中心城区复杂地层条件超大直径泥水盾构下穿运营地铁隧道关键施工技术

以上海北横通道下穿上海地铁10号线为例,介绍超大直径泥水平衡盾构机穿越运营地铁的施工技术措施,着重对穿越过程中所采取的一些关键技术进行分析,认为盾构推进时采取适当降低切口压力、填充适量的克泥效、增大同步注浆填充量、穿越后微扰动注浆等措施,对在建隧道本身及穿越段运营地铁运行稳定、安全有较好的效果。

基坑开挖中下穿既有地铁施工分析

文章以苏地2016-WG-76号地块二期工程项目为例,深入分析此类施工过程中涉及的关键技术和挑战,并提供综合的施工方案。通过详细的地质勘察与分析,基于基坑结构的设计原则,设计下穿地铁的支护结构,以确保工程的结构安全性。

地铁盾构近距离下穿城市下立交的环境影响分析

以无锡地铁3号线无锡火车站~广瑞站盾构区间下穿通江大道下立交为背景,采用Midas GTS NX软件模拟了盾构机掘进施工近距离穿越下立交隧道的全过程。通过数值模拟分析了盾构隧道施工引起的地表和下立交隧道的沉降变形规律,根据数值模拟结果,提出相应的施工控制措施,通过与最终监测数据的对比,验证数值模拟的可靠度。

福州某城际铁路区间下穿既有线的影响分析与设计控制研究

为了探讨城际铁路下穿既有地铁线路的影响,分析了福州某城际铁路区间下穿既有线路的设计实践项目。在分析了工程基本情况、工程地质和水文地质的基础上,对新建线路的影响范围等级进行划分。根据设计方案的总体思路和既有线本身和周边的情况,进行有限元软件分析。同时,对周围土体变形、隧道结构位移、净空收敛和内力进行分析,根据分析结果和既有线监测数据,提出下穿区间的设计控制措施。措施满足建设单位对轨道交通下穿区域的控制要求。

大断面浅埋暗挖隧道下穿既有公路方案研究

以浙江某新建铁路隧道下穿X604县道为工程背景,通过数值模拟结合实测数据分析不同超前支护方式、隧道开挖方法对既有公路变形的影响。结果表明:地表沉降主要发生在掌子面1倍洞径范围内,超前支护中管棚在控制变形方面更有优势,但施工技术较复杂;分部开挖能有效减少应力释放,CD法在控制变形方面优于三台阶法和两台阶法;综合沉降控制、经济成本、施工难度等因素,采用两台阶法施工+超前小导管注浆支护更为合理。

盾构下穿既有隧道施工加固方案优化研究

针对盾构下穿施工使既有隧道产生较大沉降的问题,以北京新建地铁14号线下穿既有15号线的隧道施工工程为背景,进行盾构下穿既有隧道施工的加固方案及其参数优化研究.首先,采用有限元软件Midas GTS NX建立盾构下穿既有隧道施工的动态掘进模型,对加固既有隧道、加固夹层土、加固新建隧道3种加固方法的模型分别进行计算分析;然后,通过对比分析确定较优加固方案,并利用现场实测数据验证数值模型和计算结果的可靠性;最后,以沉降为指标研究方案的参数(加固体角度、加固体厚度、加固体长度)对加固效果的影响,最终确定优选加固方案.研究结果表明:加固新建隧道对地表沉降和既有隧道变形的控制效果明显优于加固既有隧道、加固夹层土两种方案;采用加固新建隧道措施时,加固体沿隧道的环向加固范围为270°、隧道平面交叉外的加固长度L为10 m、径向加固厚度为2 m时变形控制效果较好.研究成果可以为类似盾构下穿施工工程提供参考.