地铁车站深基坑开挖变形智能多步预测方法

为更好预测深基坑开挖期间地下连续墙的侧向位移变形,基于长短期记忆神经网络(LSTM)智能算法理论构建了LSTM多步预测模型.首先对多步预测模型的多输出策略进行论述,其次详细介绍了LSTM多步预测模型的构建方法,并对模型输入集空间维度和时间维度两项超参数进行探究,以提高模型的预测准确度.最后依托某富水砂土深基坑工程实例,分析了模型预测值与实际监测值的差异.3个典型监测点的数据分析结果表明LSTM多步预测模型具有较强的泛化能力,相关算法对深基坑开挖变形预测方法的改进优化具有参考价值.

三台阶七步开挖法在高速公路隧道工程中的应用

文中以某高速公路隧道工程为例,通过对隧道施工难点的分析,提出三台阶七步开挖法施工方案。实践证明,地表沉降、拱顶沉降、周边收敛均控制在许可范围内,隧道施工安全性良好,且质量可靠。三台阶七步开挖法在本高速公路隧道工程中应用具有可行性。

公路隧道三台阶七步开挖法力学响应研究

为研究隧道三台阶七步开挖法施工过程中的受力机理,以某公路隧道为背景,运用FLAC3D模拟隧道开挖全过程。研究显示,上台阶开挖诱发的变形超过隧道总体变形的50%,应加强该工序动态过程控制;由于隧道开挖围岩应力重分布,拱顶上部围岩形成低应力区,拱腰处围岩出现应力集中现象,支护设计时应适当提高拱腰部位衬砌强度;上导洞掌子面前约0.5D(D为洞径)区域为岩体塑性区,而核心土体对应掌子面未出现塑性区,说明核心土有利于掌子面的稳定性。

CRD工法及三台阶七步开挖工法的对比和改进

就三台阶七步开挖工法及CRD工法的优缺进行分析和对比,并在2种工法的基础上做综合评价并改进,提出核心土加临时仰拱台阶法的新施工思路和方法,以求对隧道开挖工法进行补充和完善。

浅埋大跨度隧道施工过程地表沉降变形特征研究

结合青州至临沭高速公路穆陵关隧道,对浅埋三车道大跨度隧道施工引起的地表沉降变形特征进行现场监测,探讨浅埋大跨度隧道的开挖方式,分析采用三台阶七步平行线流水开挖引起的隧道地表沉降变形特征。通过现场试验研究发现,在浅埋大跨度隧道管棚施过程中和开挖到达掌子面前方时,地表已经发生先行沉降位移。采用三台阶七步开挖法,影响隧道中心附近地表变形的关键步序分别为上、中台阶开挖以及下台阶和仰拱施做,处于左右洞之间的地表变形受到左右洞两次施工干扰,大于左右洞外侧变形。掌子面施工对地表沉降变形影响范围主要集中在掌子面之后的1倍洞径(D)范围内,距掌子面1D距离之后,其变形逐渐变缓,最终地表沉降变形分布呈现整体向优先开挖一侧的偏态性。采用三维连续介质快速拉格朗日元模拟隧道的施工过程,研究隧道地表沉降变形特征,其结果与现场监测所得结果具有较好的拟合性,所得结论对其他类似工程具有重要的借鉴意义。

纸坊隧道三台阶与两台阶开挖数值模拟对比分析

采用有限元分析软件对炭质板岩的纸坊隧道施工中的三台阶七步开挖法与两台阶五步开挖法进行数值模拟研究,分析2种工法的隧道变形情况、初期支护及二次衬砌的受力情况。分析结果表明:两台阶五步开挖法较三台阶七步开挖法,在控制变形方面是有利的,但是除锚杆内力有所减小外,钢拱架轴力、拱腰及侧墙部位初期支护喷混凝土、二次衬砌均有增大趋势。

三台阶七步法在大断面浅埋偏压软弱围岩隧道中的应用

对国内浅埋偏压软弱围岩隧道施工工法进行调查,综合分析对比,并以此为基础在合福铁路客专闽赣V标庵源山隧道、凤凰山隧道、范墩坪隧道、九台山隧道浅埋偏压段,采取相关技术措施、组织手段,利用三台阶七步法快速、安全地完成该四座隧道浅埋偏压软弱围岩段的施工。根据施工过程及结果,分析三台阶七步法施工大断面浅埋偏压软弱围岩隧道的施工重点、关键工序、采取的相关技术措施、组织手段,为以后同类隧道工程施工提供相关参考和依据。

基于微台阶法对连拱隧道稳定性的研究

为研究软弱围岩基于微台阶法连拱隧道合理的掌子面纵向间距、仰拱一次开挖长度和开挖进尺施工参数,确保隧道安全和高效施工,以云南省元蔓高速公路风口山隧道为研究对象,从力学机理上分析了施工参数对隧道稳定的影响,采用数值模拟方法,分析纵向间距对中隔墙水平位移和开挖面叠加效应的影响、仰拱一次开挖长度对拱腰水平位移和中隔墙受力的影响、开挖进尺对围岩变形特征和掌子面剪应力的影响,对连拱隧道微台阶法进行最优化设计。结果表明,掌子面纵向间距2D、仰拱一次开挖长度4 m、开挖进尺2m为宜,可为类似连拱隧道的施工提供指导。

郑西客运专线张茅隧道施工技术

黄土的工程性质十分复杂,在地下水异常丰富地区的黄土常伴随湿陷性、大变形、高地压等特性,开挖施工常引起隧道支护开裂,围岩塌陷等。依托郑西铁路客运专线张茅隧道,通过对施工中隧道与围岩结构施工力学行为和施工工艺的研究,分析总结三台阶七步开挖技术,对有效地控制沉降变形提出了施工技术方法和要点,实现快速施工,对保证隧道结构安全起到重要作用。

大断面古土壤隧道围岩压力分布规律及支护结构受力特征分析——以银西高铁早胜3号隧道为例

银西高铁早胜3号隧道位于甘肃省宁县境内,为国内首条穿越古土壤地层的隧道。为研究隧道穿越古土壤地层时围岩压力分布情况及支护结构受力变形特征,通过在隧道相同里程布设压力盒、表面应变计和钢筋应力计等传感器,对围岩压力、初期支护受力变形情况进行长期现场监测,并将监测结果得到的频率值换算为力值或应变,最后对数据进行分析。结果表明:1)对于三台阶七步开挖法,围岩压力大致经历了急剧变化—缓慢变化—平稳变化3个阶段,三台阶七步开挖的施工工法决定了相同里程先开挖一侧围岩压力明显大于后开挖一侧; 2)钢拱架呈现三维受力状态,相邻2榀拱架间轴力以受压为主,支护结构的完整程度以及与混凝土的协作关系直接影响轴力变化情况; 3)拱脚应变的最大值主要集中在上台阶和仰拱底部附近。

大断面隧道三台阶七步开挖法仿真分析

结合实际工程,建立三维数值计算模型,对浅埋花岗岩地段隧道三台阶七步开挖法的施工过程进行了模拟计算。在此基础上,分析了地层的位移、支护结构变形和受力的变化规律以及分步开挖对支护结构受力和变形的影响。研究结果表明,洞周变形、支护结构的受力及变形具有不对称性;在支护结构距掌子面距离大于5~6m时,变形和受力可以达到稳定状态;边墙处锚杆的作用效果比拱顶锚杆显著;不同开挖步造成的洞周变形也有较大区别。分析结果可以为大断面隧道三台阶七步开挖法的设计和施工提供参考。

大阪山隧道三台阶七部开挖法数值模拟与施工监测

以大阪山隧道为依托,采用有限元数值模拟和现场监测数据相结合的方法,对该隧道Ⅳ级围岩的三台阶七步开挖法进行了数值模拟,分析了在不同开挖阶段围岩位移场的变化规律,发现隧道拱顶、拱脚、拱腰、拱底处应力较为集中,且拱顶、拱底处竖向变形均较大,左侧拱脚,右侧拱腰和右侧仰拱脚处也产生了较大水平位移。以此确定了施工现场重点监测和加固区。结合实测监控量测数据,利用加权回归分析方法对监测数据进行处理,得出各监测点实测围岩变形值。通过对数值模拟结果与现场监测数据的对比分析,判定隧道围岩的稳定状态,结果表明,利用有限元对隧道进行数值模拟和加权回归分析对监测数据进行处理,两种方法相结合对判断三台阶七部开挖法的安全性具有很好的效果。

浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析

对某市地铁砂土地质的隧道,利用有限元软件,建立隧道弹塑性数值模型,研究短台阶法施工过程中地表沉降、拱顶沉降和水平收敛的发展规律,通过和施工实测数据对比,调整施工措施和方法,以确保施工安全性,为同类工程提供参考。

软弱围岩隧道“三台阶斜角同步开挖”快速施工技术

在铁路客专隧道设计中,对大断面软弱围岩隧道施工大都采用较为安全可靠的分部开挖方法,所提南广客运专线笔架山隧道属于高风险软弱围岩隧道,施工中根据大断面软弱围岩的特性无需采用临时仰拱,灵活应用三台阶采取斜角方式实现同步开挖,提高施工进度和工程建设质量,确保工程安全,为今后软弱围岩施工提供一种新颖的开挖方法,具有较高的借鉴价值。

破碎围岩山岭隧道施工稳定监测及数值模拟

以某高速公路破碎围岩隧道大变形为工程背景,并以现场调查、数值模拟和现场监测为手段,提出了三台阶七步开挖仰拱紧跟工法。利用Midas GTS建立了三台阶七步开挖法的两个数值模型,结合地质勘查和室内试验数据进行了隧道大变形分析,并将新工法的模拟结果与监测数据进行了对比分析。研究结果表明,所提工法中的仰拱紧跟技术对变形控制起到了较好的作用,不仅可以有效控制隧道施工中的大变形问题,且能缩短工期,提高施工效率,节省工程造价。

大型斜坡道穿越厚大第四系复杂地层施工新技术

以李楼铁矿和吴集铁矿(北段)斜坡道穿越厚大第四系复杂地层为工程实例,针对开挖过程中遇到的第四系厚大表土层、流沙层、砂砾石层(风化基岩破碎带)、含水层等复杂特殊地层掘进与支护难题,采用计算机数值模拟、正台阶分步分序开挖、整体式衬砌模板台车、高压摆喷灌浆止水堵漏等技术进行了研究与实践。结果表明:数值模拟能较好地揭示地下工程施工过程中的应力变化情况,对地下工程施工具有一定的指导和参考意义;建立"三级支护"体系,尤其是对于不同属性地层,针对性地采取特殊的掘进及支护技术手段,能极大地提高施工作业的效率与安全,实现厚大第四系复杂地层安全、高效施工。

新黄土大跨隧道三台阶六部开挖快速施工技术

以太中银铁路SJS-V标岗城隧道进口新黄土围岩洞身开挖为例,结合实际施工情况,以快速施工为目的就开挖方法作了论述。在新黄土地质条件下通过分部开挖减少围岩及初期支护变形量,省去临时支护,从而克服在该种围岩条件下因临时支护使工作面空间狭小的难题,通过方案优化,制定切实可行的对策,配套常规设备,实现快速施工。

三台阶七步法不同台阶高度开挖数值模拟对比分析

以兰渝铁路天池坪隧道进口段施工为例,对三台阶七步开挖法采用不同台阶高度的两种工况进行了数值模拟,结合现场测试结果和应用有限元软件模拟的结果,通过对比分析发现三台阶七步开挖法增加上台阶开挖高度虽然在一定程度上增大了上台阶的净空,这样有利于施工的操作,但是会增加围岩的变形和增大支护结构的受力.综合分析结果认为上台阶的开挖高度不宜太大.

高地应力软岩隧道仰拱施作方法研究

为研究不同的仰拱施作方法对高地应力软岩隧道稳定性的影响,根据时速为200km/h的双线铁路隧道的标准设计图建立有限元模型,基于三台阶七步开挖法研究了四种不同的仰拱施作方法.分析了不同仰拱施作方法下隧道的拱顶、边墙及仰拱的变形和应力,进一步讨论了初期支护的安全稳定性.研究结果表明:高地应力软岩隧道三台阶七步开挖法中下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱先填充碎石土后换填混凝土的施作方法最优,该方法能有效控制围岩变形,建议高地应力软岩隧道施工中采用该法;传统的仰拱施作法因初期支护封闭滞后等问题,围岩变形较大;下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱中部填充碎石土的施作方法不可行,左、右边墙安全系数小于2,不满足规范要求.

软弱围岩铁路隧道三台阶带仰拱一次开挖工法台阶高度优化研究

为进一步提高软弱围岩条件下隧道开挖的安全性及稳定性,本文依靠玉磨铁路新平隧道工程,利用有限差分数值模拟软件flac3D,对软弱围岩铁路隧道三台阶带仰拱一次开挖工法的台阶高度进行优化研究,主要对比了5种不同台阶高度开挖方案的初期支护位移及内力。结果表明:(1)采用工况4(上台阶高度4 m、中台阶高度3.2 m、下台阶高度5 m)的拱顶沉降值、拱肩收敛值、边墙收敛值均最小,分别为22.3 mm、3.17 mm、11.9 mm;(2)工况4的结构安全性最高,最小安全系数最大,为2.83;(3)综合结构位移及内力,新平隧道软弱围岩段建议采用工况4的台阶高度进行施工。研究成果可为类似工程施工提供参考。