既有交叉隧道和站台下新建地铁盾构隧道施工变形预测模型研究

在地铁建设过程中,盾构施工对既有结构的影响一直是工程施工安全和效率的关键考量因素。文章运用有限元数值模拟方法,研究广州地铁隧道A盾构施工对相邻隧道B、C和站台D的变形影响,旨在揭示新建隧道下穿既有结构时的变形规律,并预测其影响范围。研究结果表明,变形最大值位于施工轴线最近点,随着与施工位置距离的增加而减小,变形主要发生在施工平行经过期间。地表沉降呈对称分布,最大值位于隧道中部,既有隧道连接处的von-Mises应力受新建隧道开挖影响较小,应力峰值随盾构施工推进而移动,但变化幅度有限。现场监测数据与数值模拟结果高度一致,可验证该模拟方法的有效性和可靠性。文章相关研究可为地铁工程施工提供重要参考,有助于优化施工方案,提高工程的安全性和效率。

净味沥青隧道施工现场烟气排放及环境影响评估

针对沥青路面施工现场烟气排放监测比较随意的情况,结合净味沥青在长大隧道热拌热铺沥青路面施工中对烟气减排的工程应用,研究沥青路面施工现场的烟气采集与测评方法,并对净味沥青减排效果进行评价。在摊铺机的不同位置,采用苏玛罐对沥青烟气进行采集,通过GC-MS气质联用仪对沥青烟气进行定量分析。结果表明:与同源非净味沥青相比,使用净味沥青进行路面施工时,在摊铺机边位、侧翼中位、摊铺机上位3个采集点,沥青烟挥发性有机气体的总质量浓度减排了57.0%、22.6%、27.4%。摊铺机边位处,净味沥青混合料的施工现场中,1、2类致癌物气体的总质量浓度减排了62.3%,且其恶臭强度仅为非净味沥青混合料的1/3左右。通过研究,建议在沥青路面施工现场的烟气排放监测中,采用摊铺机边位处的总挥发性有机物质量浓度、2类以上致癌物总质量浓度及恶臭强度作为关键的环境影响评价指标。

久马高速隧道涌水对施工期废水生态风险的影响

近年来高速公路建设事业不断发展,但随之而来的环境问题也无法忽视,其中,建设施工期产生的废水处理也是环境保护的重要内容。为了进一步减少高速公路建设产生的污染,以久马高速建设为例,以建设施工期间产生的废水为研究对象,研究废水的特性及排放量对敏感区、敏感水体的影响,并评估在建设期间废水对生态影响的风险。结果表明,在久马高速生态风险评估中,风险源指标和风险受体指标同时决定总体评价结果,隧道涌水对久马高速施工期废水生态风险的影响较大。尽量避免经过风险区和敏感水体区域,控制废水产生量是减少高速公路施工期对环境影响的重要措施。

DMPC工法沉井下沉施工对土体及环境影响研究

压入式沉井可在施工过程中调整下沉系数,并及时纠偏,减少对土体的扰动,大大降低对周边环境的影响,适用于建筑物密集的市区或周边环境复杂的地区。因此,合流污水一期复线工程(总管部分)FXZ1.1标工程使用数字化微扰动压入式沉井(DMPC工法)施工。结合1#盾构井实测数据,着重介绍了DMPC工法沉井下沉施工过程中,土体变形及周边环境影响情况。数据分析表明:DMPC工法沉井下沉过程中挤土效应与开挖效应并存;土体水平位移、土体分层沉降、地表沉降、建(构)筑物沉降、管线沉降、抗拔桩水平位移等均随沉井下沉深度的增加而增大,并随着距离沉井井壁距离增大而减小;可将距井壁5.0~15.0 m范围内的地表沉降,距井壁3.0~5.0 m范围内的管线、建(构)筑物沉降影响控制在毫米级水准。充分说明DMPC工法沉井下沉过程对环境影响微小,适用于复杂敏感的施工环境。

隧道施工扰动下排水水质及环境影响初探

从环境科学的角度对中国安能集团第三工程局有限公司成都分公司在进行类似西气东输工程的隧道施工排水过程中水质变化及其环境影响进行了初步探讨。研究指出,隧道施工排水活动显著改变了排水区域的水质参数,包括但不限于pH值的变化、悬浮物的增加以及重金属的潜在释放。此外,排水对地下水流动模式造成的改变可能对周边生态系统和地下水资源产生长远影响。针对上述问题,提出了一系列施工排水管理措施,包括水质处理、水量控制、生态保护和监测预警系统的建立,以及预防和应急响应机制的制定,旨在减少环境影响并促进施工活动与环境保护的协调发展。通过综合性的管理措施,可有效缓解施工排水对环境的不良影响,保护水资源和生态环境,同时确保工程建设的顺利进行。

隧道群下穿既有地铁运营隧道结构保护风险评估控制及变形预测

文章以5条不同直径的盾构隧道密集下穿地铁运营8号线区间隧道为例,研究盾构隧道群下穿对既有隧道变形的影响,评估存在的地铁结构保护风险,提出相关控制理念,并采用有限元软件Midas GTS NX模拟隧道群下穿地铁8号线施工过程。结果表明,既有地铁隧道上下行结构最大累计水平位移、沉降分别为1.74 mm、10.46 mm,均未达到预警值。研究可为单线、多线或不同直径盾构下穿既有地铁运营隧道施工提供技术管理参考。

洪水河水库专用钢桥关键施工技术分析及效果评价

为保证洪水河水库专用钢桥的安全施工,基于项目区地质条件,开展钢桥关键施工技术分析,结合桥梁变形监测成果,通过变形预测分析等评价钢桥施工效果。结果表明:洪水河水库专用钢桥的施工难度较大,其关键施工技术主要包括胎架拼装技术、钢梁运输技术、桥墩保护技术、钢梁吊装技术及钢梁施工技术;同时,在钢桥施工效果评价结果中,监测时段内的钢桥变形值7.56~9.22 mm,其后预测得到的累计变形值7.79~9.75 mm,都小于钢桥变形控制值(15 mm),说明在监测时段和其后一定时期内的桥梁施工均合理有效,可供类似工程参考借鉴。

受施工扰动影响土体环境稳定理论与变形控制

讨论了城市市区进行的各种工程活动中 ,因施工扰动引起的环境土工损伤问题及其施工变形的智能预测与控制方法 .分别对土体受施工扰动的诸因素 ,如 :对土体力学性态、开挖卸载条件下土体应力路径、土体孔隙比和含水量的变化 ,以及土体结构的破坏、土体化学组成的改变、土体成分的混合与分离和土体固结状态的变化等 ,均作了系统研究 .进而据此从理论上和实验室测试 2方面探讨了就软土工程性质的上述变化对施工过程中土体强度、变形、稳定性和承载力的影响 .另一方面 ,首次将人工智能和自动控制等软科学理论与技术引入岩土工程领域 ,采用了一种称之为“多步滚动预测”的人工神经网络模型于盾构隧道施工中地面沉降的预测和预报 ,还应用了模糊逻辑控制方法对工程施工变形位移实现了实时。

隧道围岩变形的非线性自回归时间序列预测方法研究

针对传统时间序列预测模型的单一线性和忽略施工过程影响的静态局限性,提出非线性自回归(包括NARNN与NARXNN)时间序列预测模型.该模型通过引入动态施工影响因子作为附加的外部输入,同时结合模型本身的反馈结构和延迟单元,在结构和动态特性上更加符合实际系统,可以非线性动态地考虑隧道施工全过程.运用该模型对史家山2号隧道施工过程中的围岩水平收敛和地表变形进行预测.结果表明:1)非线性自回归预测模型比传统的ARMA预测模型的预测精度高、适应性好;2)通过多次预测并对结果取平均值,可以保证非线性自回归预测模型预测结果的预测精度和稳健性;3)通过优化动态施工影响因子的取值方法,可以进一步提高NARXNN时间序列预测模型的预测精度.

盾构上、下夹穿运营地铁的变形预测与对比分析

结合上海地铁徐家汇—上海体育馆区间隧道上、下夹穿运营地铁的工程实例,运用数值模拟方法,对先下后上穿越次序下,穿越施工对已建运营隧道及周边环境的扰动影响进行预测分析。计算结果表明:地层损失率控制在3‰以内时,能够满足地铁运营及周边环境保护的要求。同时,对单独上穿越与先期下穿越后续上穿越2种情形下位移场的位移变化进行对比分析,计算结果表明:先期下穿越的扰动影响会导致上穿越过程出现较大的回弹上浮。最后,结合上、下夹穿位移场的发展规律及其与以往单独穿越情形之间的变形差异,制订针对性的控制措施,为类似穿越情形盾构的施工控制提供参考。

冻结法隧道施工引起的地表移动及变形预测

文章将冻结法隧道施工中引起的地表移动及变形视为一随机过程,应用随机介质理论建立随机介质模型,对冻结、开挖和解冻三个阶段地表移动及变形预测进行了计算分析。分析结果表明,该计算模型具有一定的实用价值。

地铁盾构施工地层变形预测及数值分析

以某城市地铁在建盾构隧道为研究对象,借助数值仿真建立了三维盾构施工有限差分计算模型,给出了盾构施工引起的地层变形三维地层损失预测方法,并对盾构施工地层竖向变形及水平变形计算结果进行对比分析.结果表明,隧道横向地层变形接近"V"形分布,形成的地表沉降槽宽度约为6倍隧道直径;盾构前方土体产生隆起,开挖面后方表现为沉降,沿盾构掘进方向近似呈倒"S"形,并在开挖面前后3倍直径以外逐渐趋于稳定;地层水平变形左右两侧反对称,距隧道中心约1倍直径处地层水平变形值最大,6倍直径以外地层水平变形基本不受施工影响;随着埋深的增加,地层水平变形值减小,隧道拱腰上下一定范围土体向洞外移动.所得结论对城市地铁盾构隧道设计与施工变形控制有指导意义.

隧道下穿施工引起公路路面沉降分析

以沥青路面平整度为控制指标,分析隧道不同埋深、不同开挖半径下穿某一施工段对公路路面的沉降影响,通过有限元软件Midas-GTS对隧道下穿施工进行数值模拟,对公路路面的沉降进行分析.结果表明:隧道施工引起的路面沉降受隧道半径和埋深的控制.沉降槽宽度系数与隧道半径和埋深具有明显的线性关系,控制隧道半径,得出路面允许最大沉降与隧道埋深的关系,合理预测最大沉降,理论结果可为类似工程提供参考.

考虑施工过程的浅埋软弱隧道管棚变形预测及参数敏感性分析

目前的隧道管棚计算方法和理论解析存在计算繁杂,计算参数的选择对分析结果的正确性影响较大且无法获得精确的理论解或简化的计算公式等问题。文章基于Winkler弹性地基梁理论,考虑隧道施工过程中围岩扰动特性、支护未封闭不完全承载特性、地层反力系数差异特性及荷载分布不均匀特性,建立了管棚超前预支护变形理论计算模型,并通过求解24阶方程组获得超前管棚预支护理论解析。结果表明:1)解析解与数值解和现场实测值吻合度较高,解析解可用于管棚变形预测;2)管棚直径、开挖进尺、地层反力系数均存在最优参数取值,环向间距与管棚变形呈正比例关系,管棚长度并非越长越好,只需满足管棚远端超前掌子面前方2倍台阶高度即可;3)实际施工过程中,通过调整管棚参数来控制隧道拱顶沉降效果从优到劣的顺序为:开挖进尺、注浆改善地层力学性质、环向间距、直径、长度。

深圳地铁一期工程浅埋暗挖施工地层变形模式

基于城市地下工程浅埋暗挖法施工的地层变形特点,提出了地层整体下沉和抽冒式地层变形的模式,分别建立了相应的力学模型,给出了相应地层变形模式下的稳定性特点和地层沉降曲线,并对其主要影响因素进行了分析。该模型可以较好地解释不同地层的变形特点和规律,分别揭示了黏性土和砂性土地层条件下产生大变形及地面坍塌的机理,指出地层变形通常是由结构层的失稳和破坏所致,并且在整体沉降模式下结构层表现为梁式结构,而抽冒型变形模式下结构层则表现为压力拱结构,因此,梁/拱结构的稳定性是地表沉降控制的核心。梁式结构层控制的重点是梁端支承点的加固和离层区域的及时补充注浆,而拱式结构控制的重点则是拱角地层的稳定性。由此可为地层变形的控制和环境评价标准的制定提供依据。结合深圳地铁一期工程6标段和3A 标段的典型条件,分别针对整体沉降和抽冒结构模式成功地进行了地层变形控制实践,取得了理想的效果。同时也为深圳地铁及城市地下工程施工地层控制标准的制定提供了有益的建议。该成果对城市地下工程的环境控制具有普遍的指导意义和借鉴作用。

建筑业碳排放预测与减排策略研究

以行业视角下的平均碳排放量为依据,将我国30个省市划分为低、中、高三个建筑业碳排放区域。针对不同的区域,分别运用可拓展的随机性环境影响评估模型和灰色预测模型对直接和间接碳排放量进行预测,并结合区域碳排放特点,从建筑材料和经济发展目标方面对建筑业节能减排提出发展策略。

城市隧道施工的环境力学响应预测及动态控制

开展城市隧道施工影响下环境的力学响应评估及过程控制具有重要的科学及实践意义.首先,根据单一地层变形的预测方法,通过地层模式识别及线性组合原理建立了复杂组合地层的变形预测理论,解决了组合地层变形的预测问题.其次,将既有环境结构假设为放置于不同弹性地基上的梁模型,建立既有结构变形理论预测的统一表达形式.考虑结构的强度要求、劣化损伤及安全因素,进一提出了结构变形安全控制标准的确定原则.再次,鉴于施工过程及土体参数的复杂性及不确定性,建立了以预测和反馈为核心的过程动态控制理论,该理论的重点在于伴随施工过程不断滚动修正预测模型、反馈地层及施工参数.最后,基于系统控制论的原理,提出“透明施工”的理念,并就其设计流程和发展趋势进行了讨论.研究的相关成果可为城市隧道施工的环境力学响应的精细化安全控制提供有益参考.

玄武湖水下交通隧道环境地质条件分析及工程方案评价

城市水下交通隧道，既在城市，又于水下，是一种脆弱环境下的典型的地质工程。本文对玄武湖水底交通隧道施工不良地质条件、城市环境约束因素以及隧道工程可能带来的环境影响问题作了具体分析，进而对隧址及施工方案作了初步评价。

山区公路隧道建设对地下水环境扰动评价研究

由于长大隧道建设期间具有显著地集水廊道效应,施工过程中地下水不断向隧道轴线汇集,进而诱发一系列的水文地质灾害,给施工人员和隧址区周边的生态环境带来不可估量的损失。为此,在构建山区公路隧道建设对地下水环境扰动评价体系的基础上,考虑到群决策不同个体实践认知水平的差异,把基于决策人员偏好信息的区间数层次分析模型用于山区公路隧道建设对地下水的环境影响评价领域,并与模糊综合评判法进行有机结合,对西藏米拉山特长隧道建设对地下水环境影响进行评价,结果表明,米拉山特长公路隧道建设对地下水的扰动程度属于一般水平。依据评价结果,采取了相应的工程措施,实现了隧道建设与隧址区环境保护的协调统一,可为类似地区隧道建设的地下水环评工作提供有益的参考。

盾构隧道穿越广州火车站站场的设计与施工

广州地铁二号线火车站—三元里区间隧道中约165m长隧道要下穿京广铁路广州火车站站场,在没有采用地层加固和扣轨辅助方法的情况下,利用盾构工法安全、顺利地完成了穿越14股轨道及其站场站台、地下邮政通道与人行天桥的隧道施工,确保了京广线的正常运营并有效地保护了周边环境。文章对盾构隧道穿越站场地段的工程设计和施工技术进行了分析和论述,其中一些成功的经验可供类似工程参考。