砂土层中类矩形盾构施工对邻近既有隧道造成影响的模型试验研究

为探究砂土层中考虑新建类矩形盾构隧道施工过程中土体的损失和新建隧道与既有盾构隧道不同位置时,新建类矩形盾构隧道对既有隧道的围压、隧道拱底应变和拱顶位移的影响,采用室内模型试验的方法,进行新建类矩形隧道重叠下穿、夹穿和不同隧道间距下正交90°下穿的试验。研究结果表明:1)各种工况下新建类矩形盾构隧道在夹穿既有隧道时对上线既有隧道的影响最大;2)夹穿工况下,新建类矩形盾构隧道开挖到既有隧道下方时,上线既有隧道拱底围压发生突变且数值极大;3)隧道的间距是新建类矩形盾构隧道施工时引起既有盾构隧道围压、拱底应变、拱顶位移等发生改变的重要影响因素,实际施工时应尽可能保持新建隧道与原有盾构隧道的间距足够大;4)新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道过程中,既有隧道拱顶存在快速变形的阶段,在实际工程中需要重视这一过程中对隧道拱顶变形速率的控制。

穿湖隧道超大尺度混凝土施工期的温度效应

穿湖隧道对混凝土的防渗要求很高,而混凝土的温度效应与其开裂息息相关.采用高性能双光栅温度-应变式传感器对隧道浇筑过程中混凝土的温度以及应变进行监测,分析了其变化规律.对混凝土浇筑完成后的现场情况进行了调研,发现侧墙存在裂缝且引起了渗漏.依据现场施工情况,运用有限元法对浇筑的隧道进行模拟,将数值模拟结果与现场监测数据进行对比,验证了数值模拟结果的准确性,并对影响混凝土内外温差的因素进行了参数分析.研究结果表明:混凝土入模温度越高,其内外温差就越大;入模温度升高10℃,内外温差增加1.46℃;在夏季施工时,应注意对混凝土原料进行降温处理,保证混凝土入模温度小于30℃;环境温度下降越多,混凝土内外温差就越大;环境温度下降20℃,内外温差增加6.38℃;当环境温度降低时,应注意采取保温措施;当养护过程中需要进行保温时,建议采用木模板进行养护,但拆模时间不宜早于6 d,否则会导致混凝土表面温度迅速下降,内外温差急剧增大.

上软下硬地层盾构下穿既有隧道扰动变形研究

针对上软下硬倾斜地层中,盾构下穿既有地铁时的管片变形控制问题,以武汉轨道交通7号线下穿既有2号线工程为背景,采用三维数值模拟方法和离散元软件3DEC建立地铁2号线管片模型,同时使用FLAC3D软件进行三维数值分析,探讨新建隧道与既有隧道间距、地层倾斜和注浆填充对既有地铁及周边地层的影响。分析结果表明:既有隧道沉降值受地层条件和隧道间距影响显著,尤其在新建盾构隧道与既有隧道距离较近时;既有地铁管片加固和新建隧道注浆填充对控制上软下硬地层条件下新建隧道近接下穿既有隧道的沉降变形具有显著效果。在新建盾构隧道施工前需对既有地铁管片的前期变形量进行准确分析,确保既有隧道安全,且加固和注浆填充措施对于类似工程的变形控制至关重要。

盾构穿越隧道桩基的技术研究

随着城市地铁建设的迅速发展,地铁线路密度持续增加,区间隧道在建设过程中时常会遇到既有建(构)筑物所属的桩基,且有时建(构)筑物不完全具备清障(桩基)条件,需要盾构直接穿越,施工难度和风险大幅增加。文章以南京地铁5号线盾构穿越通济门市政公路隧道及其φ1000mm桩基为工程背景,在不影响既有隧道运营条件下,针对盾构穿越隧道、桩基等工况,在前期进行盾构机选型、刀具配置、有限元计算模拟等研究,在实际施工中优化主要施工参数,采取渣土改良和自动化监测等施工措施,有效解决盾构穿越不具备拔桩条件建筑物的难题。该研究可为后续地铁建设解决类似问题提供重要参考。

隧道洞内超短导线边测量方法及工程应用

隧道施工中,由于多种因素,不可避免地会遇到短边导线的问题。在固定的仪器、人员及观测误差下,导线长度越短,方位传递的误差就会越大。这导致在长距离引导隧道挖掘过程中存在较大的技术风险,有时甚至可能导致对接不准确以至于形成“穿袖”现象,造成巨大经济损失。这一问题在隧道工程测量中较为常见,且尚未找到有效的解决办法。本文通过研究CZ铁路YG隧道、西成铁路甘青隧道等多个特长隧道的案例,并通过大量实践找到如何通过技术和设备上的创新方法来精确传递短边方位。本文提出了一种创新方法,仅使用2个棱镜即可有效进行短边方位的传递,成功实现了20~40 m短边方位一次传递精度达1″级精度,为山区隧道的短边方位测量提供了一种简易而有效的解决方案。

软土地层盾构下穿既有隧道影响规律研究

随着我国城镇化进程持续推进,我国一线城市人口持续膨胀,交通拥堵问题逐渐凸显。近年来随着盾构掘进技术的不断发展,我国的大城市开始采用盾构法修建隧道,以缓解地面交通压力。随着盾构隧道的越来越多,不同线路之间的交叉不可避免。与地面交通的交叉因采用高架桥通过的方式不同,城市地下轨道交通之间的交叉会面临许多安全问题,尤其是在软土地层中,安全问题尤为严峻[1-2]。为了避免上述安全问题,结合武汉轨道交通12号线下穿既有营运地铁6号线工程案例,通过数值模拟、理论计算等方法研究富水软土地层条件下盾构下穿既有营运地铁的变形规律。

基于透射信号的钢桥面板贯穿型裂纹超声检测方法研究

目的 提出一种基于超声波透射信号的钢桥面板贯穿型裂纹检测方法,提高在役钢桥隐蔽裂纹检测精度和效率。方法 采用数值分析方法研究了超声波在含裂纹面板中的传播机制,分析了不同裂纹参数与接收信号强度的变化规律,并通过顶板贯穿裂纹检测试验,进一步验证该检测方法的可行性。结果 裂纹检测参数建议激励晶片边长为4 mm、激励频率为5 MHz、K值为0.8;裂纹宽度小于0.1 mm时可忽略裂纹宽度对检出信号的影响,裂纹宽度大于0.1 mm时可将尖端反射信号作为判断依据;透射信号与裂纹深度呈负相关,恢复至最大值时的入射坐标与裂纹深度呈线性关系,作为裂纹深度的计算依据,检测误差在1 mm以内。结论 基于穿透信号的超声波检测方法,以恢复至最大值时的入射坐标为主要指标,可以实现钢桥顶板贯穿裂纹的有效检测。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

滨海地区山岭隧道型综合管廊土建设计关键技术

滨海地区穿山隧道型管廊的建设在安全和周边环境保护方面面临严峻挑战。文章以某穿山隧道型管廊为例,梳理工程土建设计重难点,针对性地采用设计关键技术,两端口部明挖基坑采用桩基+喷锚的支护方式,临海侧采用咬合桩可有效应对潮汐作用,山岭隧道进出洞和浅埋偏压区采取针对性加固措施,隧道开挖采用一般区段控制爆破+敏感区段静态爆破的组合策略,实际施工监测效果表明,工程土建施工和周边住宅的影响均在安全可控范围内,有效应对了该类型管廊的建设难题。上述关键技术可作为类似工程的参考案例。

大直径盾构隧道下穿房屋影响范围分析

以实际工程为例,分析盾构隧道施工沉降变形规律,并根据房屋与盾构隧道工程的相对位置关系、地质条件等进行模型分析,得出了盾构隧道穿越房屋的影响范围,从穿越施工前、中、后及固结阶段提出盾构施工过程中可采取的安全措施,确保了下穿施工时房屋及新建盾构隧道的安全。

梅花井煤矿巷道穿层掘进施工工艺研究

以梅花井煤矿111808工作面运输巷回风联络巷穿层掘进为例,研究了穿层掘进中存在的问题,并提出相应的措施,通过实际应用,快速形成了连续运输系统,确保巷道安全高效掘进,保障了矿井正常采掘接续。

盾构近距离下穿既有线变形影响分析

随着地铁建设的不断发展,新建地铁隧道可能面临穿越既有运营地铁的情况。该类工程的风险等级较高。为确保施工安全,有必要对新建隧道下穿期间既有线结构变形进行研究。以广州地铁10号线工业大道站—大干围站区间近距离下穿广佛线石溪站—南洲站区间工程为例,在分析实际勘察资料的基础上,通过自动化监测与数值模拟相结合的手段,研究了新建隧道施工对既有线的变形影响。施工前制定合理的施工参数和施工中采取一系列保护措施,可以较好地保证施工安全。通过整理分析实际监测数据,研究了新建隧道下穿期间既有线的变形规律,将数值模拟与实际监测结果进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性,最后总结出了新建隧道下穿的影响范围,为同类型工程的管理和施工提供了参考。

大直径盾构下穿既有地铁车站施工技术研究

随着我国城市地下空间开发不断发展,新建小口径隧道工程下穿既有建筑物日趋普遍,积累了丰富的施工经验,施工技术较为成熟,而大直径盾构隧道穿越既有建筑物的技术尚不成熟,其施工过程技术若有不当,极易引发安全问题。文章以深圳市16号线共建管廊大口径隧道下穿深圳地铁16号线回龙埔站为案例,采用超前地质预报等手段,根据预报的情况,提出切实可行的方案,有效解决盾构掘进过程中引起的变形,保证开挖面稳定和既有地铁车站的安全,为类似工程提供经验。

基于交叉导线网的隧道洞内测量新方法

交叉导线网是隧道洞内控制网的常用网形,具有精度高、可靠性好等特点,但存在测量强度大、边角联合平差精度不理想等问题。在分析交叉导线网测距、测角观测量对联合平差精度影响基础上,结合工程实践提出了一种基于交叉导线网的洞内测量新方法,即单边测距交叉导线法。该方法避免了交叉导线网边角精度不匹配、测边测角网相对扭曲、测距内部定权不准等造成的联合平差精度不理想问题。仿真实验表明,该方法较传统方法各项贯通指标值更接近真实值;工程实践表明,采用该方法,横向贯通精度和贯通方位精度较传统方法分别提升51.5%、9.8%,且布网测量工作量减少约30%。

盾构下穿高速公路袋装沙井加固区施工技术

随着我国经济的快速发展,城市交通压力的日益加大,出现了大量的地铁隧道下穿高速公路的现象。由于受地形地质条件的制约,隧道下穿既有高速公路成为近年来的一种常见形式,而隧道顶部覆盖层较薄,路基填筑材料稳定性差,极易产生较大的变形,甚至失稳,将对隧道施工与高速公路运营造成安全影响。因此,需要采取有效的工程措施,以减小隧道施工对路基的扰动。本文以广州市轨道交通三号线东延段工程及同步实施工程金光大道站~海傍站区间为依托,通过分析国内外常规做法,研发出盾构下穿高速公路袋装沙井加固区施工技术,使得盾构穿越高速公路路基段在面对底下存在柔性加固物时,能够确保施工过程高效、快捷且安全,保证高速公路在不停运情况下施工及运营安全,并使沉降控制在允许范围内。实践结果表明,采用本技术进行施工,能有效地控制成本,并且为其他类似工程项目提供参考。

软流塑地层盾构隧道近接下穿运营线路的变形影响及控制技术

以南京地铁某区间盾构近接下穿运营隧道工程为依托,采用理论分析、模型试验、数值计算与现场监测等方法,研究软流塑地层中运营隧道在新建盾构隧道掘进全过程的变形特点。结果表明:左线盾构掘进完成后,运营隧道变形曲线为“V”形,右线盾构掘进完成后,运营隧道变形曲线由“V”形变为“W”形;数值计算与现场监测的沉降规律基本一致,最大沉降值分别为-4.36、-3.47 mm;洞内钢环+微扰动注浆联合加固措施,能够有效控制软流塑地层中盾构下穿引起的运营隧道沉降变形。

测量网形对特长隧道贯通误差的影响

控制测量精度直接影响隧道工程建设质量,是决定隧道工程能否精确贯通的关键因素。控制测量精度受多种因素影响,其中测量网形则是其精度影响的关键因素之一。以某特长铁路隧道工程为例,根据现阶段隧道工程测量技术与经验,分别设计若干种洞内、外控制测量网形方案,采用数据模拟的方法,分别计算各方案的隧道横向贯通误差影响值,结合实际工作量与隧道工程贯通限差要求,分析各控制网在特长隧道工程控制测量中的应用情况,为特长隧道控制测量工作的开展提供参考。

长大地铁隧道控制网测量及贯通测量误差分析

文章深入研究了长大地铁隧道控制网的测量技术及其在贯通测量中的误差分析,特别关注井上井下坐标传递的复杂性及其对测量准确性的影响。通过实际案例的深入分析,探讨了地铁隧道控制网测量中的误差来源,并提出了相应的误差控制策略和解决方案。此外,文章还讨论了新的测量技术在实际工程中的应用,为类似工程提供参考。

基于机器学习的水平定向钻钻孔围岩智能分类探讨

将水平定向钻技术应用于超长距离隧道地质勘察,可避免传统竖直勘察的诸多局限性,改变当前隧道工程地质勘察现状。通过新疆天山胜利隧道现场采集的随钻参数构建围岩预测数据集,经过数据不平衡处理后将泥浆压力、钻进速度及修正孔底钻进压力作为围岩分类评估指标,引入多种机器学习算法构建分类模型并采取网格搜索交叉验证的方法调参优化,以准确率、精确率、召回率、F1值等指标对各模型分类性能进行评估验证与探讨。结果表明:①大部分算法对碳质板岩与片麻状花岗岩具有较好的分类性能,对石英片岩的预测准确率则较低;②随机森林、决策树与梯度提升决策树分类性能最好,AdaBoost分类器表现最差;③机器学习分类方法相对传统方法在处理非线性问题时更有优势,建立数据-物理双驱动的围岩智能分类理论与模型是今后发展趋势之一。研究结果可为水平定向钻钻孔围岩预测分类问题提供指导。

考虑脱空效应的隧道开挖诱发上覆管道变形分析

考虑黄土区浅埋隧道的工程特点以及土体大变形特性,将浅埋隧道下穿开挖过程上覆管道分为管土脱空区与管土变形协调区,提出考虑管土脱空的相互作用计算模型。在考虑管道埋深对地基基床反力模量影响的基础上,采用Pasternak半无限弹性地基梁模型考虑土体连续性,采用二阶段分析方法将土体自由位移荷载施加于管道,分别建立脱空区、协调区的管道力学模型与微分控制方程,并给出理论解答与管-土脱空区范围的试算步骤。与已有模型试验监测数据的对比验证了计算方法的精确度,发现不考虑管土脱空现象时的管道变形计算方法偏于保守。最后,对管道变形的各主要影响因素进行了对比分析,结果表明:管道最大变形量随地层损失增大而增大,随管隧间距、管道刚度、土体强度增大而减小,但减小的幅度均随各参数的增加而减缓;脱空区范围随管道刚度、土体弹性模量及管隧间距增大而增大,而表征管土脱空程度指标即最大变形差随管道刚度增大而增大,但随着土体弹性模量以及管隧间距的增大却呈减小趋势。