地铁浅埋隧道爆破振动效应试验与数值模拟研究

以新疆乌鲁木齐市地铁1号线东线隧道中营工-小西沟区间段为工程背景,对地铁浅埋隧道爆破振动进行了多次监测试验,发现地铁浅埋隧道地表掌子面前后16m监测范围内存在空洞效应现象,随着与掌子面距离由小变大,空洞效应现象出现先增强后减弱的趋势直至最后消失;运用LS-DYNA程序,采用拉格朗日算法和完全重启动相结合的方法对地铁浅埋隧道爆破振动进行数值模拟,也得出了地铁浅埋隧道地表掌子面前后存在空洞效应现象的结论,空洞效应现象存在的区域为掌子面两侧10m范围内,空洞效应现象在掌子面两侧6m处最为显著.通过将掏槽孔装药一次爆破调整为多分段爆破,减小了掏槽孔单段起爆药量,降低了掏槽孔爆破产生的地表振动效应.

浅埋地铁隧道施工影响下含空洞地层的变形特征分析

地层空洞的存在使得隧道结构周围的地层环境变得更为复杂,在地铁隧道施工的影响下极易引起地表沉降加剧甚至地表坍塌。针对V级围岩地铁隧道,采用三维模型试验和数值模拟研究了不同位置地层空洞对地表沉降的影响规律以及空洞的变形特征,同时通过修正后的Peck公式对试验结果进行拟合分析。研究结果表明:空洞的存在使得地层损失加剧,地表沉降槽深度和宽度均有所增大,沉降槽曲线整体向空洞一侧偏移,通过修正后的Peck公式能较好地拟合出沉降曲线形态;从地表整体沉降形状上看,空洞上方一定范围内地表沉降较大,地表会出现明显的沉降盆形态;综合考虑空洞对地表沉降槽宽度和深度以及地层损失率的影响,认为空洞位于隧道斜上方是最不利位置,在施工过程中对这一方位地层空洞应重点关注;不同方位空洞的变形模式不同,主要表现为立式椭球体和卧式椭球体等变形模式。

浅埋大跨度地铁隧道下穿高层建筑施工控制研究

浅埋大跨度地铁隧道近距离下穿高层建筑,容易造成隧道围岩偏压失稳、建筑物基础不均匀沉降等现象。以青岛地铁隧道近距离下穿高层建筑为工程依托,选用数值计算结合现场监测的方法,研究了地铁区间隧道施工过程的围岩变形特性及建筑物基础稳定性,并提出了相应的施工控制措施。研究表明:下穿隧道采用三台阶法开挖+超前注浆加固+及时施做初期支撑的施工控制技术,隧道拱顶变形与建筑物基础沉降差异均能满足安全要求;下穿隧道采用三台阶法开挖时的沉降数据表明:上台阶开挖是控制地层变形与建筑物差异沉降的关键步骤,施工时要及时施做后期支护,尽早做到闭合成环。

浅埋地铁区间隧道火灾自然排烟模拟研究

结合浅埋地铁区间隧道的特点,提出了浅埋地铁区间隧道顶部开孔的自然通风方案。以单洞单线隧道为例,采用FDS对浅埋区间隧道列车火灾时自然通风口的设置间距、尺寸进行模拟分析,根据火灾排烟效果确定自然通风口的设置方案。

浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险探析

近些年来,因经济快速发展,使得城市基础建设得到了极大的推动,为提升城市的功能,方便城市的交通,政府及相关部门大力发展地铁建设,因此地铁的发展在这几年迎来了建设高峰期。因地铁的修建受多种因素的影响,因此需要对其进行施工技术的研究及风险的分析。

浅埋地铁隧道CRD法与三台阶法施工可行性比选

针对兰州地铁一号线东岗站后配线区间浅埋隧道,对其施工开挖分别采用三台阶法与CRD法进行数值模拟研究。计算结果表明,当采用CRD法施工时,目标断面所在地表最大横向沉降量以及沿隧道轴线方向拱顶最大下沉量分别较三台阶法施工时小7 mm和6.4 mm;衬砌在各选定断面的最小安全系数,除入口断面外,其余均满足规范要求,而三台阶法施工时衬砌只在中间断面能满足要求;两种工法在隧道拱脚处均出现塑性区,但采用CRD法施工时的塑性区面积明显较小。据此建议采用CRD法施工并为同类工程施工提供参考。

富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究

针对青岛地铁隧道穿越富水砂层施工过程中存在的涌砂、涌水等不稳定性问题所采取的深孔注浆加固措施,文章结合地铁3号线某区间富水砂层隧道工程实例,通过FLAC3D数值计算与现场实测手段进行了富水砂层地区地铁隧道施工中深孔注浆加固扰动机理研究。研究结果表明:(1)注浆深度和注浆压力对地层扰动变形影响显著,应综合考虑、合理选取,青岛富水砂层地区宜采用1.4~1.5 MPa的注浆压力;(2)地表持续隆起时,双线隧道上方的地表地层呈现M状隆起,隧道中线部位注浆压力对地层扰动影响明显,隆起最大位于拱顶部位;(3)地表在注浆初期迅速隆起,掌子面开挖至监测断面前-3D范围内时地表开始快速沉降,-2D范围内沉降放缓,开挖通过监测断面后至1D范围内地表较快沉降,然后逐渐趋于稳定;(4)注浆施工对建筑物的影响程度要小于单纯的地表抬升,上方建筑物随地层的M状变形出现正曲率变形,损害建筑物结构时,建筑物墙体一般会形成倒八字裂缝;(5)隧道内拱顶沉降和净空收敛均在下穿监测断面时变形较快,当开挖至距监测断面2D范围后,变形趋势逐渐减小,至3D范围后逐渐趋于稳定。

水平旋喷搅拌桩在含水砂层超浅埋地铁隧道中的应用

介绍在广州地铁二号线[新～磨区间]下穿华南快速干线的超浅埋暗挖隧道施工中,成功应用水平旋喷搅拌桩在饱和粉细砂地层中进行超前预支护的施工工艺及其要点。

地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术

详细介绍了深圳地铁地下区间隧道双侧壁导坑法施工技术,通过此次工程施工实践,对以后大跨度隧道尤其是城市地铁大跨度隧道和软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

小间距浅埋地铁隧道下穿人行天桥施工技术

在深圳地铁一号线侨城东-华侨城区间暗挖隧道施工中，人行天桥基础采用钢管桩托换加固，洞内超前预加固、微震控制爆破、小间距岩柱加固以及信息化施工等综合施工技术，顺利穿越了人行天桥，保证了天桥的安全和施工的顺利进行。

浅埋大跨地铁隧道拱盖法导洞施工顺序优化

目前对于浅埋大跨地铁隧道拱盖法导洞施工顺序优化的研究较少,因此以广州市轨道交通11号线华景路站—华师站区间大跨暗挖段拱盖法导洞施工为研究背景,采用三维有限差分数值方法模拟不同导洞施工顺序下的施工全过程,研究围岩和支护结构的力学特征变化规律,进而优化导洞施工顺序,并通过现场监测对数值模拟分析结果加以验证。结果表明:导洞施工顺序的不同主要影响围岩和支护结构的力学特征变化过程,中间导洞的开挖对于围岩最大主应力和支护结构内力影响显著;若采用先开挖拱顶部位导洞的施工方案则围岩中会出现拉应力,影响施工安全,并且支护结构内力也会较大;而采用先开挖拱脚部位导洞的施工方案则围岩更加稳定,支护结构更加安全;不同导洞施工顺序虽然导致施工过程中围岩位移变化产生差异,但对围岩最终变形的影响不显著;“先下后上,先边后中”的原则同样适用于拱盖法的导洞开挖,对于单跨无柱结构,非对称的单导洞开挖方案相较于对称的双导洞开挖方案能更好地控制围岩位移和应力以及减小支护结构内力。

浅埋大跨地铁隧道双层叠合初支拱盖法施工力学机理及关键施工步骤分析

广州市轨道交通11号线华景路站—华师站间浅埋大跨段,因地质条件较差、周边环境复杂,所以为保证该浅埋大跨段的施工效率和施工的安全性,创新性地采用了双层叠合初支拱盖法进行施工,但该施工方法与其他拱盖法相比,也存在工序更加复杂、对施工水平要求更高等问题。基于此,为了定量分析该工法施工的力学机理及关键施工步骤,利用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型对施工全过程进行模拟,研究了大跨隧道施工过程中地表、拱顶沉降及支护结构应力随施工步骤的演变规律。研究结果表明:中部导洞的开挖与临时支撑的拆除将导致围岩位移和支护结构受力大幅增加,是双层叠合初支拱盖法的关键施工步骤,在实际施工中应当重点关注。

适用于浅埋硬岩地铁隧道的水磨钻开挖台车设计及应用

本文研发了一款适用于浅埋硬岩地铁隧道的水磨钻开挖台车, 探讨其工作原理, 分析其技术特点, 并将该装备应用于重庆地铁六号线.应用结果表明： 采用新装备, 钻进效率提升了60%, 钻进时间节省了30%-50%.本文的研究成果可为类似的浅埋硬岩地铁隧道施工提供借鉴.

邻近上覆空洞浅埋隧道施工引起的地层变形和破坏特征

地层空洞的存在会严重降低围岩的整体性,在浅埋地铁隧道的施工扰动下,极易发生失稳破坏,诱发地面塌陷事故。针对城市浅埋地铁隧道上方存在空洞地层的问题,通过三维数值模拟和模型试验对空洞大小及空洞与隧道间净距对地层变形的影响进行了研究。数值模拟研究结果表明:地层空洞导致地表沉降呈现出不同程度的增大,并且空洞越大、净距越小对地层变形影响越显著;对于较大直径的空洞,空洞与隧道间存在一临界净距,当净距小于临界值时,地表沉降随着净距增大而减小,当净距大于临界值时,地表沉降随着净距增大而增大,并且空洞越大临界净距越小;对于小直径空洞,随着净距增大,地表沉降只呈现出逐渐减小的规律;空洞与隧道周围塑性区扩展贯通导致地层发生整体失稳,以及空洞周围塑性区发展至地表导致局部塌方是隧道上方含空洞地层两种典型破坏模式。模型试验得到的净距对地表沉降的影响规律与数值模拟结果基本一致,说明模型试验结果的合理性。研究成果可为含空洞地层中隧道施工地层变形控制研究提供参考和借鉴。

关于浅埋暗挖地铁隧道施工技术的探讨

随着城市化进程的加快,地铁的建设成为城市发展的一个重要组成部分,而浅埋暗挖地铁隧道施工技术也成为地铁建设的重要组成部分。浅埋暗挖地铁隧道施工技术能够有效减少施工时间,它不仅缩短了建设周期,而且还可以更有效地把施工费用降到最低。浅埋暗挖地铁隧道施工技术的安全性和可靠性非常高。它采用先进的监控系统,能够实时监测隧道内的气体和压力等,以预防可能出现的灾害。此外,它采用的爆破技术也能够把地下的石块和土壤细分,减少施工时间和破坏程度。浅埋暗挖地铁隧道施工技术还能够更有效地把施工费用降到最低。

软弱围岩浅埋暗挖大跨度地铁隧道施工技术实践思考

城市地下空间利用程度在城市建设中具有重要地位。因此为加强地铁软弱围岩浅埋暗挖大跨度地铁隧道施工效率,本文针对其软弱围岩浅埋暗挖大跨度地铁隧道施工技术及应用展开研究,以期可以为城市建设奠定良好基础。

隧道降水施工地表沉降的渗流-应力耦合分析

根据有效应力分析方法,建立了弹塑性渗流–应力耦合分析理论模型;采用流体体积方法方法来跟踪非稳定渗流场的动态自由水面,开发相应的数值模拟分析程序;并对某地铁隧道工程的动态降水过程和开挖过程进行仿真模拟,对降水和开挖过程中的地表沉降进行重点分析,得出动态变化的地表沉降曲线,通过将地表沉降计算值与现场量测值比较分析,两者数据吻合较好。研究结果表明,降水的影响半径约为30m,降水所引起的地表最大沉降值约为23mm,左右隧道施工完时地表最大沉降值约为43mm,施工期间周围建筑物和地下管线均无安全隐患。而通常采用30mm的控制标准,说明城市地铁工程的沉降控制基准要视具体的工程环境条件而定,这为该工程和类似工程施工提供了依据和参考作用。

浅埋地铁隧道软质围岩分级研究

浅埋隧道软质围岩性质与深埋隧道岩体有很大的差异,现有针对浅埋隧道的岩体质量分级评价方法尚不完善,对浅埋隧道软质围岩质量分级的研究具有一定的价值。以南京地铁二号线苜蓿园段隧道工程为依托,对浅埋隧道软质围岩的基本力学特性和影响其稳定性的因素进行了分析研究,采用工程岩体分级标准BQ法、岩体地质力学RMR分级系统对其进行围岩分级,对研究区围岩按其基本指标做出定量化评分、分级,并以岩体纵波波速单因素分级法作为参考和对比,通过综合分析,得到隧道岩体质量综合分级结果。研究了这3种方法应用于浅埋隧道围岩中的特点和使用方法,并分析研究了3种分级方法分级结果之间的相关关系和产生差异的原因。

浅埋运营地铁隧道上方大面积基坑施工技术

本文介绍了在埋深较浅的已投入运营的地铁隧道上方大面积基坑施工技术,解决了基坑开挖卸载后可能造成地铁隧道上浮引起变形的问题,为今后类似工程提供一定的借鉴作用。