动态全站仪自动化监测系统在长距离地铁保护监测中的应用研究

文章阐述了全站仪自动化监测系统在地铁保护区监测中的技术优势,介绍了盾构隧道自动化监测测点布设原则,实例论述了动态全站仪自动化监测系统在长距离地铁保护监测中的技术方法,总结了提高动态全站仪自动化监测精度的技术措施和方法。

青岛地铁8号线复杂环境长大过海隧道设计关键技术

目的:地铁长大区间海底隧道穿海距离长,地质条件和海域环境较为复杂,其设计难度大、施工风险高,可参考工程案例及施工经验匮乏,应对地铁长大过海区间土建、通风防灾、给排水及消防等设计关键技术进行深化研究。方法:基于青岛地铁8号线(以下简称“8号线”)海底区间隧道的工程概况、地质条件、海域环境及设计标准,对盾构法、矿山法、沉管法和堰筑明挖法等4种施工方法进行比选。在确定施工方法的基础上,进一步对该工程穿越大型海底断层破碎带施工、泥水盾构在海底高水压复杂地层中长距离掘进、海域段软弱地层联络通道施工等海底复杂地质情况制定了应对措施,提出了通风防灾、给排水及消防等方面的设计关键技术,并创新性地提出了采用机械顶管法修建海底联络通道、海底高水压饱和气体带压换刀等设计理念。结果及结论:单一施工方法难以满足地铁长大海底隧道复杂多变的地质,可根据不同施工方法对海底地质的应对能力采用组合工法修建海底隧道。

曲线盾构隧道长距离下穿既有隧道变形影响分析

针对双线曲线盾构隧道下穿既有隧道施工的复杂性,基于成都地铁19号线的实际工程情况,从现场监测和数值模拟出发,研究双线盾构隧道长距离下穿对既有隧道的影响。文章分别从不同的曲线隧道夹角和不同竖向垂直间距2个方面进行分析,揭示下穿对既有隧道变形的影响规律。研究发现既有隧道沉降变形在轴向范围内呈“V”形,最大沉降量随角度增加而减小,随竖向间距增大而减小;沉降槽中最大沉降位置随着角度增大逐渐偏移,沉降槽宽度也逐渐减小。基于研究结果,提出双线曲线盾构隧道下穿施工中减小既有隧道沉降的措施。

软土地区地铁隧道不均匀沉降特征及分区控制

基于南京地铁1号线西延线地下段运营后约4年的沉降观测数据,分析其沉降发展的时空变化特征。将西延线工程地质条件、沿线周边邻近建筑工程活动与结构沉降进行对比分析,研究地铁结构产生不均匀沉降的原因。结果表明:运营4年后隧道最大累积沉降达122 mm,沿线形成了4个沉降槽,且沉降槽有向两边扩展的趋势。地铁结构下卧软土层分布不均和周边近距离工程活动是导致西延线结构不均匀沉降的主要原因。针对软土地区地铁隧道的不均匀沉降问题,应结合工程地质条件和周边建筑开发程度,进行分区预控制。

上海轨道交通沉降风险评估

轨道交通沉降的风险评估和监测预警研究对轨道交通安全和城市规划建设具有重要意义。文章从上海轨道交通运营的地质环境出发,在总结工程地质条件和区域地面沉降特征的基础上,以3条轨道交通线路为例,分析了这3条线路地铁隧道运营期间的沉降规律特征。通过分析影响地铁隧道沉降的各风险因素与沉降变形之间的关系特征,建立了包括地质条件、区域地面沉降、周边工程建设、轨道交通结构差异、轨道交通沉降特征在内的轨道交通沉降风险评估指标体系,并以此为基础对3条线路进行了沉降风险评估。

超长地铁区间隧道高压细水雾试验与应用研究

地铁作为人员高度密集的地下公共场所,一旦发生火灾事故,人员易受到火灾高温烟气的不利影响导致中毒进而发生伤亡。本文针对地铁超长区间隧道人员安全疏散的难题,开展了高压细水雾在地铁区间隧道火灾下分隔有毒烟雾以保障人员安全逃生的研究。通过建立1∶2.5的缩尺度区间隧道火灾试验模型,设置多种着火工况,比较高压细水雾系统在不同风速、不同喷雾强度、不同喷头工作压力下的隔烟、消烟效果,并以烟气蔓延情况和有毒气体(CO)浓度作为主要标准进行评判。结果表明,环状设置的高压细水雾形成雾幕有效隔离和消减区间隧道火灾有毒烟气,在区间隧道人员逃生路径上形成“准安全区”,为人员疏散创造有利的安全环境。

黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的车致长期沉降

为了探明列车荷载对黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的长期影响,以无锡某地铁区段为研究对象,建立了轨道-隧道-地层系统的耦合2.5维数值模型,分析了运行列车诱发地铁隧道下覆黏土及粉土复合地层的动应力响应规律,进而结合循环荷载作用下黏土及粉土的不排水累积变形特征及孔压累积特征,采用分层总和法研究了列车振动荷载长期作用诱发该复合地层及其中地铁隧道的长期沉降量值及发展规律.研究结果表明:1)隧道下覆地基土的动偏应力沿深度方向呈先增大后减小的变化趋势,其最大值出现在隧道下覆约1.3 m深度处,可达2.80 kPa;2)地铁列车运行导致复合地层中隧道结构的沉降主要发生在地铁列车前20万次运行期内,且隧道结构的沉降在此期间发展得较为迅速;3)复合地层中隧道结构稳定后的车致沉降量值可达13.44 mm,其中由土体不排水累积塑性应变引起的沉降为11.40 mm,占比85%,由累积孔压消散引起的固结沉降为2.04 mm,占比15%;4)隧道下覆黏土与粉土复合地层长期变形主要发生在隧道下方15 m范围内,该范围内的土体沉降对隧道结构长期沉降量值的贡献占比达90%.

地铁循环荷载作用下交叉隧道沉降分析

采用FLAC3D软件建立了交叉隧道的三维有限差分模型,以人工数定激励力模拟列车荷载,计算列车动荷载作用下土体的变形和应力。采用修正动偏应力长期沉降计算模型,结合分层总和法计算软土的沉降,预测交叉隧道的长期沉降规律。分析3种不同行车工况下地基长期沉降,工况1为一辆列车单独通过1#隧道,工况2为一辆列车单独通过2#隧道,工况3为两辆列车同时通过1#和2#隧道。对比不同的列车行驶速度、隧道衬砌刚度及厚度对隧道地基的长期影响。结果表明,由列车荷载引起的地基沉降主要集中在距隧道中心轴20 m范围内;在工况3下土体沉降大于工况1、2沉降之和;车速越快,沉降越小;衬砌刚度和厚度越小,沉降越大,且衬砌厚度对沉降的影响较大,衬砌刚度影响较小。

重庆地铁铜锣山隧道防灾通风模式分析

地铁深埋长隧道因空间狭小,人员疏散困难,一旦发生火灾,危害非常大,因此其防灾通风及人员疏散方案一直是地铁工程的重点和难点,国内外此类工程的通风方案也因工程特点不同而异。以重庆六号线二期铜锣山隧道为研究对象,提出三种可行的防灾通风方案,通过技术经济比选,最终得出合理的工程实施方案。

厦门轨道交通3号线超长跨海地铁隧道土建设计方案比选

依托厦门市轨道交通3号线跨海隧道工程,分析了超长跨海隧道的工程特点、功能需求,针对特点和需求,从地质选线、工法选择和结构设计等方面,阐述了超长跨海隧道的土建方案设计理念,重点对施工采用"盾构+矿山+盾构"的组合工法、海域区间通风排烟道方案、风井位置选择和隧道结构断面形式选择进行了介绍。并对大小洞组合方案、三洞组合方案和单大洞方案进行了方案比选,最终确定采用大小洞方案。最后,对海底盾构与矿山对接、海底超长地铁隧道防灾救援、高水压跨海隧道结构防排水措施等关键技术问题进行了初探并提出了进一步研究的建议。

地铁特长海底隧道消防给水系统设计研究

目前国内地铁特长海底隧道消防系统的设置尚无明确标准可依,为了深入研究地铁特长海底隧道消防系统的设计标准,结合青岛、厦门等地的地铁特长海底隧道消防系统设计,分析了地铁特长海底隧道的火灾原因及特点,提出了特长隧道内消火栓、轻水泡沫及自动喷水灭火系统等典型方案设计建议,并对地铁特长海底隧道消防给水系统设计中的一些关键技术问题从方案比选等方面加以论述,其中包括一些关于地铁特长海底隧道消防给水系统设计方面的思考和体会。推荐消火栓系统+联络通道内设置高压细水雾系统,指出管材及管道结构安全是设计中应重点关注的问题。

基坑底部抗拔桩对下卧隧道群竖向变形影响分析

以杭州市某河道开挖为背景,利用ABAQUS有限元软件建立了三维数值模型,研究了河道开挖过程中,抗拔桩对抑制下卧隧道群隆起的作用效果。结果表明,抗拔桩长度越长,隧道隆起越小,当桩长超过一定长度,其抑制隧道隆起的作用削弱;隧道纵向一定范围内的隆起受抗拔桩的影响,此范围外几乎无影响,且隧道埋深越大,其受影响的范围越小;基坑两侧抗拔桩对抑制隧道隆起作用较小,因此适当减小基坑两侧抗拔桩的长度,形成长短结合的抗拔桩,对于减小隧道隆起,同样效果显著,且在一定程度上降低了工程造价;推导非等长抗拔桩下,隧道抗浮验算公式,计算简单,便于应用。

列车振动对黄土地铁隧道结构影响研究现状

近年来,我国黄土地区城市轨道交通系统发展迅猛,一系列黄土地区地铁隧道结构安全性评价相关问题日益凸显,亟待开展黄土地区地下隧道结构长期稳定性与安全性相关的问题研究。针对地铁长期运营振动引起的黄土地铁盾构隧道结构动力响应研究相对滞后的现实,特别是地铁列车振动荷载作用下盾构隧道结构的损伤特性和寿命预测研究严重不足的问题,总结了国内外重要研究成果,对地铁列车振动对黄土地区地铁盾构隧道结构影响的研究现状进行分析,主要包括地铁列车振动荷载研究列车振动荷载下黄土动力特性、隧道结构响应及隧道结构长期寿命研究等,分析了当前研究存在的问题,并进一步提出了解决问题的思路和想法。

上海地铁4号线隧道长期纵向变形特征分析与安全评估

为解决上海地铁在长期运营中因不均匀沉降而导致的地铁运营安全问题,以上海地铁4号线隧道段监测数据为基础,从隧道变形曲线的曲率半径、相对变曲、绝对沉降3个方面对地铁隧道的变形进行评估,并对其长期变形特征进行探讨,分析地铁隧道变形与其下部土层变形之间的关系。主要结论如下:1)随着时间的推移,地铁隧道变形由沉降转变为抬升,其开通后3年是沉降转变为抬升的分界点;2)地铁隧道相对危险的区域(即隧道变形曲线曲率半径小于500 m和相对变曲大于1/250的区域)集中在车站附近,特别是车站和地铁隧道连接处;3)地铁4号线隧道变形曲线曲率半径的变化主要在地铁运营1年内产生,相对变曲和绝对沉降安全区域的比例随时间逐渐减少;4)地铁隧道抬升的原因除了隧道下部土层的膨胀,还可能是由于浮力作用。

地铁区间长度大于20 km的隧道火灾排烟方案

针对地铁超长区间隧道火灾通风排烟方案,结合广州地铁十八号线工程,采用数值模拟的方法,分析了地铁列车在区间不同停靠位置时的通风排烟方案下的隧道拱顶下方温度以及隧道内流速。结果表明:该通风排烟方案可以较好地控制隧道内温度,隧道内流速也满足规范中大于2 m/s小于11 m/s的要求。研究结果为隧道安全运营提供了保障,为相关工程提供参考。

基于多目标约束的地铁长区间隧道排烟方案优化

为探究地铁长区间隧道设置侧边局部排烟道工程中保证人员安全疏散的排烟方案的判据,结合济南黄河隧道的结构特点,通过理论分析探讨了分段排烟道不同开启方式、列车追踪情况下的烟气控制有效性判定准则。选取最不利工况,利用FDS数值模拟软件构建1∶1等比例的侧边局部排烟道长区间隧道模型,研究了隧道火灾温度场、流速场及疏散平台能见度等分布特性,多方位地判断各种通风排烟方案的烟气控制效果。结果表明:烟气控制有效性的四准则适用于侧边局部排烟道地铁长区间隧道;根据烟气控制四准则定量得到了侧边局部排烟+纵向通风排烟模式下的人员安全疏散评估模型;使用优化评估模型验证了最不利工况下排烟方案设置的合理性。

穿楼房群地段暗挖地铁隧道施工技术

介绍了深圳地铁世界之窗站后折返线区间隧道施工方法及采取的措施,成功地解决了浅埋暗挖软弱地层区间隧道施工技术难题,指出该文所采取的超长大管棚及洞内深孔预注浆等措施克服了富水软弱地层防沉降施工技术难题。

地铁长大隧道内大功率风机起动对变压器容量选择的影响分析

部分地铁隧道的长大区间配备了容量较大的风机,为这些风机配电设置的变压器容量应在保证风机能够正常起动的条件下,达到节约投资和运行费用的目的。依据实际案例,从相关规范和手册入手,通过数据反推验算,得到如下结论:当预接负荷功率小于变压器容量的25%且变压器容量与风机功率之间的最小比值为2.5时,风机可正常起动且变压器容量最小,此比值已得到现场实测验证。同时,针对此情况下按手册给定的保护整定计算公式得到的计算结果不能满足风机起动电流峰值要求的问题,提出采取降低灵敏度来提高整定值的方法,以避免起动过程中变压器高压侧过流保护跳闸。

郑州地铁17号线长大区间隧道中间风井通风方案研究

郑州地铁17号线长大区间隧道(机场站—新港八路站)设置2座中间风井,长度约为6.7 km。为研究该长大区间中间风井最佳通风方案,采用SES软件建立全线数值计算模型,分析对比不同中间风井活塞通风模式下,该区间隧道的新风量、温度、初投资和牵引能耗费用等,得到中间风井最佳通风方案。结果表明:1)双活塞通风模式下该区间隧道新风换气次数最大且大于3次/h,远期高峰小时隧道内平均温度最低;2)双活塞通风模式初投资最高,牵引能耗费用最低,相较于其他通风方案,建成通车后26年节省的总牵引能耗费用可抵消额外投资;3)从隧道环境和工程经济性综合分析,推荐采用双活塞通风模式。研究结果可为地铁隧道通风系统设计提供参考。

长大地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法研究及应用

为合理确定长大地铁区间隧道火灾时人员可用安全疏散时间,根据长大地铁区间隧道火灾疏散特点,分析影响人员安全疏散的主要因素,提出长大地铁区间隧道火灾时可用安全疏散时间算法,即多因素联合限定法(multi-factor combined method,MCM),并在国内在建地铁过海隧道工程中进行应用。研究结果表明:采用多因素联合限定法能够有效判定长大地铁区间隧道火灾时可用安全疏散时间(ASET),计算方便快捷,结果合理可行,可供相关工程参考借鉴。