盾构隧道收敛与病害特征及性能相关性研究

基于南京地铁3号线九龙湖站—诚信大道站区间隧道收敛长期监测数据及结构检测成果,通过对收敛形态、数据与结构病害、性能的统计和指标分析获得以下研究结论:(1)隧道管片椭圆收敛形态主要以水平向“外扩型”为主,其长轴方向与水平线偏转角多处于±1~±30°之间;(2)收敛数值与裂缝数量、渗漏面积成正相关,但是与结构强度、错台量及壁后空鼓无明显相关性;(3)软土地层隧道收敛值>60 mm时,管片纵向贯通裂缝数量明显增多,且最大宽度已达到或超过设计标准值0.2 mm。建议在软土条件下钢环加固标准设置为60 mm;(4)管片渗漏部位常发生于隧道水平线附近±30°范围,这与“外扩型”收敛椭圆长轴方向产生最大变形量Δmax的范围相一致,进一步验证了收敛变形是导致接缝渗漏的主要成因。

盾构隧道收敛变形倾角感知布设优化研究

为了实现采用倾角感知盾构隧道的水平收敛,通过传感器的优化布设,构建运营期盾构隧道收敛变形实时监测系统.考虑隧道拱顶埋深、接头抗弯刚度比、地层抗力系数、地层侧压力系数及地面超载等参数的作用,针对管片变形和管片接头的影响,采用解析方法提出基于倾角传感隧道收敛的计算方法,并利用误差反演算法得到该算法下最优安装位置.建立单环盾构隧道结构三维精细化数值模型,采用正交实验法得到25组工况的最优布设点,与解析方法结果进行对比验证.基于现场168天连续的监测实测数据,采用二乘法比较不同方法计算的水平收敛变化值与激光监测结果的差值平方和,进行现场验证.结果表明:对于软土地区盾构隧道典型断面,最优布设点在120°附近(以拱顶为0°),当地层信息缺失时,可选用120°位置布设倾角传感器,典型地层条件下,解析解得到的误差不超过4%,数值解分析误差不超过10%,现场监测计算误差小于10%.在现场安装条件受限情况下,给出不同地层工况条件的安装位置偏移方案及其误差修正方法.最后,分析倾角和激光监测对应的71组现场数据,相比于其他3种方法,提出的隧道水平收敛计算方法得到的结果最接近激光测量值,其差值平方和最小,稳定性最优,可作为现场监测有效手段.