旁侧深大基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响研究

为探究深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,文中以杭州某邻近地铁隧道的深基坑工程为背景,建立坑底在隧道正侧方的三维模型,分析基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律,并结合研究结果提出相应的监测方法。结果表明基坑开挖时要重视隧道顶部的裂缝监测;隧道变形以隆起为主,并产生远离基坑的水平位移及扭转;基坑与隧道水平距离超过25m后基坑开挖对隧道基本没有影响;基坑底板的施工能有效控制隧道变形,研究结果可为类似工程施工提供参考。

大直径盾构始发端头加固区域隧道变形差异特征实测研究

[目的]为保证盾构顺利始发,通常对始发工作井周围区域进行局部地层加固,导致加固区域两侧隧道变形存在差异,影响隧道结构安全,但目前变形差异特征及其规律尚不明确,因此有必要对大直径盾构始发端头加固区域隧道变形的差异特征进行实测研究。[方法]以上海市域铁路机场联络线大直径盾构隧道工程为例,基于现场实测数据,分析了始发工作井加固区域盾构掘进施工地面竖向变形、隧道竖向变形、隧道横向收敛的差异特征,分析了地层局部加固对软土地层大直径盾构隧道掘进差异变形的影响规律。[结果及结论]地层局部加固导致盾构隧道变形响应差异显著;地面竖向变形发展由非加固区的扰动沉降、卸荷隆起、固结沉降和相对稳定4个阶段,转变为加固区的扰动沉降、卸荷隆起和相对稳定3个阶段;对于隧道竖向变形,非加固区一侧以波动上浮为主,加固区以沉降为主,导致临界区域差异沉降达到0.022%L s(L s为隧道轴线两个监测点间距),超过管片结构差异沉降预警值;对于隧道横向收敛,加固区隧道结构呈竖鸭蛋变形特征,非加固区呈横鸭蛋变形特征;施工中,应重点防范临界区域管片结构差异沉降和差异收敛造成的环缝螺栓剪切破坏和螺栓孔混凝土损伤。

基于车载式激光雷达的隧道变形动态巡检技术研究

[目的]针对我国隧道变形监测手段实时性差、成本高、效率低的现状,须有效提升隧道变形监测效率,对此提出基于车载式激光雷达的隧道变形监控量测方法。[方法]利用激光雷达传感器扫描收集隧道全断面三维数据,通过整体最小二乘法对隧道点云数据进行平差及曲面拟合,根据拟合的隧道断面椭圆参数进行形变分析,实现隧道变形情况的快速动态巡检。[结果及结论]试验结果表明,该方法能够快速准确地获取隧道全断面数据,结合整体最小二乘法对数据进行处理分析可有效获取隧道变形情况,基本实现在不影响隧道正常交通的情况下有效完成隧道变形动态实时监测。

基于偏振三维成像技术的隧道变形监测试验分析

西南地区隧道建设期的隧道变形监测问题越来越受到重视。提供一种偏振三维成像技术的隧道变形监测方法,完成隧道轮廓高精度三维实景视觉数据采集与智能监测,获取隧道轮廓高精度视觉数据,实现对隧道变形数据的快速采集。

面向隧道变形检测研究的数字孪生方法

针对隧道变形慢、难以获得有效实验检测数据导致隧道变形检测技术研究受限的问题,本文提出一种面向隧道变形检测研究的数字孪生方法,建立高保真隧道孪生模型;通过有限元模拟隧道的变形情况,输出隧道孪生模型的变形真值;搭建虚拟仿真平台,实现在虚拟环境中对隧道模型的三维激光扫描,以获得大样本检测数据,辅助训练变形检测方法;变形检测采用Geotransformer神经网络实现隧道点云配准,通过拟合隧道中轴线获取隧道断面点云,实现隧道变形分析。实验结果表明,该方法有效克服隧道变形检测技术研究受实验场地限制等问题,隧道模型表面重建平均误差为0.00253 mm,最大误差为1.1325 mm,与有限元方法输出变形真值对比,变形检测平均误差小于0.34 cm,验证该变形检测方法具备较高的准确性,基本满足工程需求。

软土地区河道开挖对下方地铁隧道变形的影响及其控制措施

[目的]地铁盾构隧道因上方河道开挖卸荷产生隆起变形,可能会影响地铁隧道的正常运行。为此,应就软土地区河道开挖工程对下方地铁隧道的变形影响进行研究,并制定地铁隧道变形控制措施。[方法]介绍了案例工程的概况,采用有限元方法对其实测数据进行分析,验证了土体本构模型及参数的合理性。基于具有典型软土特征的宁波地区地层剖面和土层参数,建立了土体简化模型,依次分析了河道开挖宽度变化对下方地铁隧道变形的影响、河道开挖深度变化对下方地铁隧道变形的影响、软土层埋深对地铁隧道变形的影响。介绍了门架式土体加固措施及门架式梁板加固措施两种变形控制措施,将考虑了控制变形措施的计算模型与基准模型的有限元计算结果进行了比较分析。[结果及结论]在土体加固和河道开挖阶段,下方地铁隧道变形分别表现为沉降和隆起;河道开挖断面面积相同时,减小河道的开挖深度、增加河道开挖宽度,有利于减少下方地铁隧道变形;地铁隧道竖向位移主要由其下方土体回弹变形产生;门架式梁板加固措施对于地铁隧道隆起变形的控制效果明显。

基于IFC拓展模型的邻近施工对既有地铁隧道变形影响研究

随着土木行业的信息化发展,BIM技术在土木工程中的应用不断拓展。为解决以往邻近施工过程中难以准确反映施工加卸载对既有建(构)筑物影响的问题,文章依托某邻近既有地铁隧道施工的建筑工程,首先在概述IFC模型多种拓展机制并对比其优缺点的基础上,对BIM模型进行IFC属性集工况信息拓展;然后,通过数值模拟方法,进行邻近施工加卸载荷载模拟,并据此建立IFC实体数据与加卸载施工对地铁隧道变形影响值的数学定量关系;最后,基于IFC模型中的几何数据信息及拓展属性信息,提出能够直观展现施工加卸载对既有地铁隧道变形影响的信息化方法,并对其计算出的影响值与实际施工过程中地铁隧道竖向变形值进行相关性分析。研究结果表明,IFC模型属性集拓展方法能够对工况信息进行有效补充;邻近施工加卸载荷载对既有地铁隧道变形的影响规律呈近似指数函数关系;所提方法算出的施工加卸载对既有地铁隧道变形影响值与地铁隧道变形实际监测值具有较高的相关性,能够准确反映施工加卸载对邻近地铁隧道变形的影响情况。

市政管网基坑开挖对下卧既有隧道变形的影响

轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,其安全性至关重要;市政工程施工对运营地铁线路周边土体和衬砌变形的影响是地铁运营公司关注的重点。文章以某软弱地层的运营地铁线路为例,计算分析多个基坑同时开挖施工对该地铁线路周边土体和衬砌变形的影响,现场实测衬砌变形数据的对比结果表明,该地铁线路周边土体和衬砌变形未超过相关规范要求,计算方法的正确性得到了验证。

深基坑开挖卸荷对邻近隧道变形影响及伺服控制效果分析

采用基于有限元方法的数字化模型准确模拟并分析地下基坑有无伺服控制情况下对坑外隧道变形的影响。研究结果表明,增设伺服控制后,隧道的变形减小,整体的水平位移和竖向位移均显著降低,其中最大水平位移值减小55.5%,最大竖向位移值减小了56%,通过轴力伺服系统能实现对围护结构侧向变形的精细化主动控制。

综合管廊基坑开挖对地铁隧道变形的影响及其控制方法研究

为确保城市地下工程的安全、稳定和可持续运行,对综合管廊基坑开挖对地铁隧道变形的影响进行研究,涉及夹层土厚度、开挖长度、注浆加固等因素形成的影响,根据影响提出控制策略。结果表明:随夹层土增厚,隧道围压减小,位移逐渐减小;开挖长度增加导致围压减小量增大,但随长度增加,其影响逐渐减小;跳仓法和退挖法调整间距和步距可有效减小隧道位移;深层搅拌法坑底注浆加固,在注浆层厚度为1.6m时取得最佳效果。

基坑开挖对下方隧道变形的影响及应对措施

在既有区间隧道上方进行基坑开挖具有较大风险,其加载、卸载作用将会改变区间隧道原有受力状态,继而产生附加应力和变形。若保护措施采取不当,将会引起区间隧道变形超限,甚至出现开裂、漏水等病害。以某区间隧道上方增压站基坑为例,结合隧道状况调查结果,采用有限元软件midas GTS分析基坑分区分块施工、对称施工和基坑回填对下方区间隧道的影响。研究及实际监测数据表明,上方基坑施工时采取合理分区施工、对称施工等保护措施,可有效控制下方区间隧道的变形,确保其结构安全,研究可为类似工程建设提供一定的借鉴。

CAD在隧道变形监测中的应用

针对隧道施工变形监测内容,以AutoCAD为平台,Excel为数据容器,运用VBA语言进行软件二次开发。通过数据处理基本程序,设计开发隧道变形监测信息提取功能程序,实现隧道断面生成及提取、隧道断面拟合、变形监测信息提取,为隧道变形监测数据处理提供新方法。并在实际工程中进行检验,发现系统稳定性良好,对计算机硬件要求低,运行速度快,提高了隧道点云数据处理的效率,对于隧道监测有着重要的应用价值。

粉土地区基坑开挖空间作用对运营隧道变形的影响研究

针对基坑开挖导致正在运营的地铁隧道产生隆起变形从而影响运营安全稳定的问题,文章基于郑州东广场项目,针对基坑开挖阶段的隧道检测数据,建立了基坑开挖数值模型,分析了基坑开挖长度、深度、宽度对运营隧道变形的影响。实测结果表明,隧道上方的基坑开挖引起隧道的变形主要为竖向变形,在基坑开挖的长度和宽度不变的情况下,随着基坑开挖深度的增加,基坑的回弹量和下方隧道的变形量也随之增加,研究成果对粉土地区基坑工程有指导意义。

地裂缝地铁区间盾构隧道变形控制技术研究

文章结合实地调研和模型实验,探讨盾构隧道在地裂缝影响下的变形控制技术。研究结果表明,随着地裂缝距离的变化,盾构隧道竖向变形可分为整体沉降、不均匀沉降和稳定三个阶段;在设计上应重视隧道顶部的抗拉性能,并采用高强度混凝土设计底部,以应对地裂缝对隧道结构的影响。这些研究成果对提升地铁隧道施工质量和地下空间利用具有重要参考价值。

黄竹口隧道穿越软弱危岩区隧道变形特性及加固措施研究

为研究穿越软弱危岩区隧道变形特性及加固措施,文章以广西贺州市昭平县黄竹口隧道为例,基于数值模拟软件FLAC 3D分析了三台阶七步、环形预留核心土以及CD法开挖下的隧道围岩变形特性,并提出采用超前小导管方案对软弱危岩进行加固。结果表明:软弱危岩的存在会加剧开挖中围岩形变;三台阶七步开挖法对隧道拱底、拱肩及拱顶具有较好的控制作用,但对拱脚围岩控制作用不佳;采用超前注浆加固方案对穿越软弱危岩区隧道变形具有控制性作用,可有效控制围岩变形。

基于FLAC3D的层面产状对软岩隧道变形的影响研究

为研究层面产状对软岩隧道变形的影响,文章依托某层状软岩地层的高速公路隧道实际工程,通过FLAC3D软件进行建模与计算,分析不同岩层产状下对围岩变形与应力的变化规律,得到如下结论:(1)围岩变形的主方向随层面产状的变化存在不同程度偏转,随层面倾角增大逐渐从以竖向变形为主过渡到以水平变形为主,围岩的变形方向垂直于层面时变形值最大;(2)随着与洞壁距离的增大,围岩的径向应力逐渐增大,切向应力先增大后减小,切向应力较大的区域围岩出现塑性区,且由于洞壁附近围岩的切向应力远大于围岩的径向应力,存在较大的压力差,导致洞壁附近的围岩发生塑性变形,甚至产生剪切破坏。

基于电磁辐射的隧道变形多参数模型及其应用

为了定量分析电磁辐射参数与围岩变形破裂的关系,提高变形预测的准确性,基于丽香铁路中义隧道的219组现场实测数据,采用相关分析方法对电磁辐射参数与隧道变形量、变形速率的相关性进行研究;选用电磁辐射强度、脉冲、能量指标中与隧道变形量、变形速率最相关的参数,基于偏最小二乘法(PLSR)建立了隧道变形量和变形速率的多参数模型;通过实测数据检验了模型的有效性,并利用该模型对开挖后隧道断面的变形演化规律进行了预测。结果表明:1)电磁辐射强度极大峰值事件数占比、脉冲数、超过平均能量的峰值事件数及三者的波动速率占比分别是电磁辐射强度、脉冲、能量指标中与隧道变形量、变形速率最相关的参数;2)采用偏最小二乘法建立了隧道变形量和变形速率的三参数PLSR模型,两者计算值与实测值的相关系数分别为0.838和0.927,验证了该模型的有效性;3)现场预测结果显示,三参数PLSR模型的预测值比一元回归模型更接近实测值,且预测可靠性更稳定。实际工程中,应综合电磁辐射强度、脉冲和能量3类指标,建立隧道变形的多参数预测模型,以便更准确地反映隧道的实际变形规律,提高电磁辐射技术在工程实际中的现场应用水平。

基坑开挖对邻近隧道变形影响的解析方法研究

随着城市地下空间工程建设的不断发展,在毗邻既有隧道处进行基坑工程施工已经成为常见的现象。基坑开挖会破坏原有地应力场,进而对邻近隧道产生影响,因此研究相应的应对措施是必要的。基于此,本文将隧道简化为作用在Pasternak地基上的Timoshenko梁,建立了基坑卸荷引起的隧道变形理论计算模型。以合肥大学城深基坑项目为工程案例,分别通过考虑小变形应变特性的Plaxis三维数值模型和理论模型进行计算,并将两个结果分别与现场实测数据进行对比分析。结果表明:模拟计算结果与实测结果基本吻合,最大位移偏差仅为0.6 mm,说明考虑小变形应变特性的本构模型可以很好反映土体应力和变形情况;本文提出的理论模型计算结果与实测结果十分吻合,且理论模型计算结果相比模拟结果更接近实测值,说明所提出的理论模型可以更准确有效地分析基坑开挖效应对侧卧地铁隧道的变形影响。

基坑开挖引起下卧既有隧道变形的简化计算方法

为得到基坑开挖对邻近下卧既有隧道变形受力影响,提出一种可预测基坑开挖对下卧隧道竖向变形影响的简化计算方法。采用Mindlin解获得基坑开挖引起既有隧道轴线处的附加应力,将隧道假定成无限长Euler-Bernoulli梁搁置在Vlasov地基;引入隧道侧向土体的影响,考虑既有隧道两端约束,进一步得到隧道竖向变形差分解。工程案例研究表明:与既有文献中有限元数据和实测数据对比,验证了该方法计算结果的合理性;与将隧道搁置在Vlasov地基模型(EB-V模型)和Winkler(EB-W模型)地基模型的解析计算结果比较,本文方法计算结果更贴近实测数据。进一步参数研究表明:隧道与基坑中心间距、隧道埋深以及土体模量的增大会引起隧道竖向变形及内力减小;随着既有隧道抗弯刚度逐渐增大,隧道竖向变形会逐渐减小,但会引起既有隧道内力增大。

超高层建筑群施工对邻近地铁隧道变形的影响分析

超高层建筑施工期间,因基坑开挖卸荷与上部结构加载导致原有应力场持续发生改变,引发邻近地铁隧道的沉降变形和软土地层长期沉降,对轨道交通等城市基础设施的稳定性和结构安全产生较大影响。本文选取邻近上海地铁隧道的典型超高层建筑群区域,利用长时序现场监测数据展开分析。结果表明:超高层建筑施工对邻近隧道的沉降具有一定影响;建筑荷载增加,隧道出现相对沉降;隧道的沉降量主要取决于深部土层的桩土应力传递以及附加变形。