基于机器学习的盾构掘进地表沉降控制及参数优化研究

针对盾构施工过程中引发的地表沉降问题,通过优化掘进参数实现对地表沉降的控制,保障施工顺利进行。基于长短期记忆神经网络(LSTM)与粒子群算法(PSO)等方法,提出改进LSTM-PSO掘进参数优化模型。首先,构建长短期记忆神经网络模型预测地表沉降,并与随机森林(RF)和BP神经网络的预测结果进行对比,证明LSTM模型的优越性;然后,采用组合权重改进LSTM模型,对比改进前后的地表沉降预测效果;最后,基于改进LSTM地表沉降预测模型,结合粒子群算法,构建改进LSTM-PSO掘进参数优化模型,将其应用于青岛某地铁盾构工程中并验证其可靠性。研究结果表明:1)LSTM模型在拟合精度和泛化能力方面均比RF模型和BP模型表现出更加优越的性能;采用组合权重改进LSTM模型,改进后的模型对地表沉降的预测性能得到了进一步提升。2)采用改进LSTM-PSO模型对掘进参数进行优化后,实际施工中地表沉降监测值均在合理范围内,说明所构建的改进LSTM-PSO掘进参数优化模型具有良好的可靠性和工程实用性。

3孔小间距浅埋暗挖隧道地表沉降控制技术研究

通过模型试验对软弱围岩下3孔小间距浅埋暗挖隧道的地表沉降控制技术进行了深入研究。结果表明:不同的预加固强度、开挖进尺,对隧道的地表沉降、围岩压力、洞周位移都有很大影响。

砂卵石地层非开挖顶管施工地表沉降控制研究

砂卵石地层具有地层结构松散、透水性高、粘聚力小、自稳能力差等特点,往往为工程施工带来许多难题。为了更好地研究砂卵石地层非开挖顶管施工时地表的沉降规律及相应的控制措施,以成都市华阳、万安、正兴片区雨污水管网W31-W32顶管段为研究对象,采用工法比较、数值模拟与现场实测相结合的方法,提出了适用于砂卵石地层地表沉降的控制措施。研究结果表明:在砂卵石地层中,采用袖阀管注浆加固管周土体与高压旋喷桩加固洞门的措施是合理有效的,加固后地表沉降量相较于未加固时降低了48.1%,洞门处的地表沉降量降低了51.1%,满足了地表沉降控制要求,验证了地层加固措施的效果,可为后续类似的非开挖顶管施工提供借鉴。

地铁盾构隧道下穿停机坪施工地表沉降控制措施

在地铁隧道施工过程中,地表会发生沉降变化,如何控制其变化范围以减少沉降对施工安全的影响,需要采取恰当的措施。文章结合具体案例,对施工场地的地质进行分析,制定相应的施工计划,并详细探讨了地层盾构施工滞后沉降可采取的防治措施,为相关研究提供可具参考的价值。

地铁车站深基坑降水施工坑外地表沉降控制分析

以厦门市地铁莲花路口站深基坑施工为例,采用FLAC 3D数值模拟软件建立三维分析模型,对不同工况下基坑施工引起的坑外地表沉降影响及规律进行了分析。结果表明:降水井深度越深、间距越大,地表沉降值越小;随着止水帷幕深度的增加,抑制地表沉降的效果越明显,但当超过一定深度后,抑制效果减弱,止水帷幕渗透系数大小对地表远处沉降的影响不大;回灌施工对地表沉降控制的影响不大,回灌井数量和回灌比不宜过大。综合沉降控制效果和工程成本,认为当抽水井井深为24 m、间距为10 m,止水帷幕渗透系数为10-9 cm/s、深度为28 m时对地表沉降控制效果最好。

浅埋暗挖大跨度矩型隧道地表沉降控制技术

主要介绍了深圳市中信地下商场工程项目中,浅埋暗挖大跨度矩形隧道控制地表沉降所采取的施工方法和技术措施。

克泥效工法在盾构穿越民房建筑群沉降控制方面的应用成效

针对嘉兴市域外配水工程(杭州方向)盾构四标D7~D8区间隧道在下穿、侧穿民房建筑群盾构掘进过程中出现的地表沉降,房屋倾斜、结构开裂等问题进行了原因分析,制定了“克泥效”注浆工艺,作为解决地表沉降、房屋倾斜开裂的方法和技术措施,为盾构下穿、侧穿民房建筑群掘进施工提供了一定的借鉴。

长江盾构隧道施工中地表沉降的控制

以川气东送管道安庆长江盾构隧道工程为例,分析了长江盾构隧道地面沉降发生的机理和原因,提出并采取了相应可行的沉降控制技术。介绍了盾构法施工方法,以及盾构掘进段和盾构始发与接收施工中地面沉降控制的内容、方法和技术要点。从盾构法施工引起地面沉陷的原因可以看出,控制盾构施工参数如推力、推进速率、正面土压、同步注浆量和压力等,可有效地抑制其引起的地面沉陷。

盾构通过②_(-3)砂质土层沉降控制浅析

城市地铁施工中由于地表沉降而引起的各类事故屡见不鲜,防止地基变形这一课题在盾构法施工中具有很重要的意义。沉降事故的发生与工程的地质条件、施工方案的选择等很多因素有关。文章结合施工实例,对盾构在②-3层砂质粉土中推进引起地面沉降的原因进行分析,同时对所采取的措施进行了总结。

考虑古城墙保护的连拱隧道施工方案优化

古迹保护已成为目前工程界十分关注的问题。文章以徽杭高速公路昱岭关隧道为工程背景,先通过数值模拟对古城墙处隧道的拱顶围岩加固影响和施工方案优化进行分析,主要模拟了不同施工顺序对中隔墙受力的影响以及拱顶围岩加固对控制地表不均匀沉降的作用;然后探讨了古城墙下隧道爆破方案的设计。通过现场的隧道监控量测数据表明,优化的隧道开挖方案和爆破设计有效的控制了古城墙处地表下沉,保证了古城墙的完整性。

浅埋暗挖过街地下通道施工方案的数值模拟

针对银川市区采用明挖法修建过街地下通道存在的问题,采用数值模拟的方法探讨了浅埋暗挖技术应用于城市过街地下人行通道的施工方案.根据工程勘察设计资料,利用FLAC-3D软件,建立了银川市区北京路西桥巷过街地下通道浅埋暗挖法施工的数学模型,并对中隔墙法(CD)和十字隔墙法(CRD)两种工法的施工过程进行了数值模拟.计算结果表明,十字隔墙法在地表沉降、拱顶位移、水平收敛位移、塑性区分布等方面均优于中隔墙法.从地下通道施工过程的稳定性及控制地表沉降的角度考虑,采用十字隔墙法比较合适.由于银川市区已建和在建的地下通道均采用明挖法施工,数值模拟结果的准确性还无法得到工程实测数据的验证.

城市地下工程暗挖法施工监控量测浅析

文章从监控量测目的、方法、实施过程 ,地表沉降控制基准的确定 ,控制沉降的技术措施等方面 ,简述了监控量测在城市地下工程暗挖法信息化施工中的应用程序 。

拱北隧道曲线管幕工程关键施工技术分析

拱北隧道管幕工程所处地层地质条件复杂,周边环境敏感,管幕由缓和曲线与圆曲线组成,要求精准顶进,形成管幕,施工难度大。经过分析,采用泥水平衡顶管施工、顶管轨迹控制及纠偏等关键技术用于拱北隧道曲线管幕工程的顶管施工,取得了良好的效果。

土压平衡盾构施工土压力的确定

平衡盾构施工中,设置合理的施工土压对控制地表沉降有非常重要的意义。本文通过对地层土压力、水压力的计算原理分析,确定出土压平衡盾构施工土压力的设置方法,并结合现场施工对土压力设置方法进行简单的验证。

盾构隧道新型浆液试验与应用研究

同步注浆的浆液类型、性能指标等对注浆效果影响很大。研究了以消石灰、粉煤灰、膨润土、砂、水和减水剂为原料的新型浆液,并制定了拌浆原材料要求和浆液性能指标评价管理标准。通过试验研究对新型浆液、惰性浆液和可硬性浆液的性能进行了对比,得出了新型浆液的综合指标优于其他两种浆液。对盾构机注浆设备进行改造后,在上海和苏州不同地层中现场应用新型浆液效果显著,在粘土和富水砂层中均取得了满意的地表沉降控制效果。

盾构隧道厚型浆液试验及经济性分析

盾构法施工,同步注浆的浆液性能及类型指标等对注浆效果影响很大。在国内的一些城市,根据不同的地层,研究了以砂、粉煤灰、水、消石灰、膨润土和减水剂为原料的新型浆液,根据实际需要,选用一些高浓度的砂浆,进过一定添加剂的配比后,浓度较大,一般称之为厚型浆液。以太原市轨道交通2号线土建2标同步注浆拟采用的浆液为依托,借鉴太原市轨道交通2号线土建2标区间地层分析盾构施工同步注浆对厚型浆液配比、比重、流动性的试验数据和施工过程中对地层变形、管线变形和周围房屋沉降的跟踪监测。表明在盾构施工中,尤其是下穿房屋建筑时,运用厚型浆液技术能最大限度保证土体的稳定性,减少地面的沉降现象,确保建筑生产安全。基于对厚型浆液质量控制要点、浆液配合比论证和质量、成本分析,论证厚型浆液的可靠性和实用性。

长大管棚施工通过预应力管桩关键技术

城市地铁隧道建设过程中,不可避免地会遇到复杂地下障碍物带来的挑战。截至目前,尚无长大管棚破除高强度预应力管桩基础的工程案例。本文以广东深圳地铁11号线沙后区间矿山法隧道穿越高强度预应力管桩基础为工程载体,对钻头强制破桩、管棚长距离施工及地表沉降控制等关键技术进行了研究,以期为同类工程提供一定参考。

Ground settlement sedimentation time-space effect and ground settlement control standards

Since different underground engineering contains different geological conditions,structure and excavation methods,their disturbing degree on the ground also differs,but ground surface settlement caused by excavation has one common point that they will form a ground surface settlement curve.Based on data statistical analysis,the article puts forward the relationship between point of inflection in digging tunnels with shallowburied method and the span of tunnel excavation against typical geological conditions in Changchun so as to predict the impact of tunnel excavation and improve reasonable ground surface settlement control standard.Research result will be useful for study on ground surface control standard in digging tunnels with shallow-buried method and setting settlement standard.

更正说明(一)

《四川建筑》2019年第39卷第6期文章《复合式土压平衡盾构下跨建筑地表沉降控制研究》将第一作者作者单位信息更正为“中铁四局第五工程有限公司”,将第一作者职称信息更正为:高级工程师。特此说明。

中铁号盾构机掘进保证措施

广州市轨道交通六号线二期二标盾构区间[龙洞站—柯木塱站]区间右线采用中铁号盾构机施工,此种复杂地质条件中掘进,施工过程中不可控制的因素将会较多,因为该种地层扰动及失水易造成地表及建(构)筑物沉降,所以控制沉降是重点。快速安全掘进来通过孤石段以及控制地表沉降是影响本区间施工进度及安全管理的重中之重。