城市地下空间盾构隧道穿越工程研究综述

对盾构隧道穿越既有地铁线、各类建筑物桩基、地下管线等穿越工程研究动态进行归纳总结,讨论有待解决的主要问题及未来重点研究方向。首先,深入探讨盾构隧道穿越工程在复杂城市地下环境中面临的地质条件多样性、地下结构物复杂性及施工过程中可能引起的地层变形和结构损伤等问题。其次,阐述关于盾构隧道穿越复杂地下环境的研究成果,总结不同研究方法和监测手段在解决盾构隧道施工引起地下结构变形和安全问题中的应用情况,并讨论其优缺点。最后,归纳盾构隧道穿越工程引起结构变形问题的控制难点,从盾构隧道掘进参数和注浆控制、既有建筑物加固措施、监控量测等方面提出控制结构变形的可行方案。

超宽下穿隧道基坑上跨施工对区间盾构隧道影响数值分析

以成都地区超宽下穿隧道基坑上跨地下区间盾构隧道施工为依托,采用三维数值分析法分析了基坑开挖及回填对既有地下区间盾构隧道的影响。结果表明,基坑开挖引起上跨区间上方地层变形增加,且呈现临近基坑中部最大的趋势;随着上部土体的回填,上跨区间上方地层的变形呈下降趋势;同时地下区间隧道最大的竖向位移约3.16 mm,最大值发生在机动车道基坑开挖的中部。

地下空间无人系统研究综述

地下空间作为人类活动空间不可分割的部分,是继宇宙空间、海洋资源外可开拓的第三大领域,也是继陆、海、空、天、电、网之后的第七维战略空间。无人系统通过跨域协同合作可涌现出单个主体难以实现的智能水平,在地下空间发挥关键作用。本文针对地下空间无人系统相关需求,围绕地下空间各领域相关研究进展,梳理其关键技术研究现状及未来发展趋势。介绍了地下矿井无人开采系统、地下轨道交通无人系统、地下管廊综合管理系统、地下空间无人作战系统的国内外研究现状;对地下空间通信、地下空间态势感知、自主导航定位及集群协同控制关键技术进行概述,并指出现存的问题;对地下空间无人系统未来发展趋势进行了展望。

厚砂性土层密集清障区超深地下连续墙施工技术研究

为解决存在大量障碍物的厚砂性土层清障后,地下连续墙施工面临的难题,结合上海某地铁车站基坑围护的施工实例,研发了一种在厚砂性土层中密集清障区的超深十字钢板接头地下连续墙施工关键技术,以期为今后类似工程的施工提供借鉴。

地下工程预制梁钢筋骨架安装与成型技术研究

预制梁钢筋骨架技术可提高地下工程的施工效率和质量,但是也面临着技术标准不统一、设计与制造的一体化、运输和安装、质量控制和监测、经济可行性等多种问题和挑战。在此背景下,本研究以南京市建宁西路过江隧道江南工作井环梁施工项目为依托,介绍了基坑预制环梁钢筋骨架技术,并针对工作井第2~8道环梁开展了相关研究,取得了一系列研究成果,包括超长预制环梁钢筋骨架吊装施工、吊装方案的计算和选择以及拼接标准的制订等,为地下工程预制梁钢筋骨架技术的发展提供了参考。

盾构下穿既有市政道路复杂桩基群的施工扰动研究

随着深圳城市轨道交通网络的进一步发展,将越来越多地出现盾构隧道穿越既有建构筑物的情况。为保证盾构隧道穿越施工带来的地层扰动不影响既有建构筑物的正常使用,需要对盾构隧道穿越既有建构筑物的影响进行研究。本文依托穗莞深城际轨道交通深圳机场至前海段工程Ⅱ标项目盾构下穿桂湾一路地下市政道路工程,通过数值模拟计算与现场实测数据对比的方法,研究盾构掘进对既有建构筑物的施工扰动。研究发现,地下匝道道路沉降变形趋势及最大沉降出现位置与现场实测数据相符,在盾构隧道穿越的过程中,既有结构的变形均在设计要求范围内。

基于参数化横断面的地下洞室建模研究

水电站工程中地下洞室群错综复杂,其三维建模研究大多围绕常规断面展开,不能处理复杂或者特殊断面,无法满足设计要求。针对该现状,建立以点线面列表为数据结构,以参照关系为几何约束的横断面模型,将各种样式洞室进行参数化表达,并通过前后断面轮廓放样创建洞室三维模型。该建模方法不仅适用于等截面洞段,对变截面亦有处理,同一形状的渐变段利用参数实现大小的变化,不同形状的根据前后断面的对应关系实现渐变。经过案例应用验证,该建模方法充分发挥参数驱动的优势,满足不同断面洞室模型快速创建及更新的要求。

工业余热岩土跨季节蓄热分析

我国工业生产中有大量低品位余热未充分利用,造成资源浪费和环境污染。同时,我国北方长期受困于冬季供暖不足、供暖能耗大和污染重的问题。若将工业余热跨季节储存,冬季用于建筑供暖,则能降低我国北方供暖能耗,减少污染。浅层岩土可作为蓄热介质,通过竖直地埋管换热,将工业余热蓄存于岩土中。在供暖季通过热泵传递蓄热,为建筑供暖。基于此,分析工业余热岩土跨季节蓄热的关键问题,设计双U型管蓄热与放热模型,计算蓄热量与放热量,确保蓄热与放热平衡,从而指导后续工程建设,合理布置地埋井,实现集中供暖。

顶管法在城市中心轨道交通施工中的应用

随着城市轨道交通网络的逐渐完善,城市核心区轨道交通地下车站建设与周围环境之间的矛盾异常突出,亟需探索新的保安全、少搬迁、轻影响的施工方法,为极复杂环境下地下车站施工提供技术储备。以福州市城市轨道交通4号线一期工程凤凰池站4号出入口过街通道,金牛山站2号、3号出入口过街通道、省立医院站-东门站(原塔头站)区间工程为实例,探索顶管法在城市中心轨道交通施工中的应用。详细介绍了三个过街通道和一个渡线段工程的周边环境、工法比选、施工重难点、周边环境保护措施,经工程实践,该工程达到了减小占用场地、降低施工对城市环境影响,并控制地面和管线变形的施工要求,实现了绿色、环保、安全的目标。

冷冻暗挖法在福州地铁车站下穿既有线路中的应用

福州地铁4号线城门站与既有1号线城门站呈90°正交,其主体结构施工存在零距离下穿既有线路、穿越含弱承压水地层与大断面暗挖施工三大难点。以该工程主体结构施工为例,从冻结帷幕设计、支护设计、结构注浆及融沉补偿等方面分析了冷冻暗挖法在零距离下穿既有线路施工难点与对策。实践表明,采用水平冻结止水帷幕,CRD矿山法,水平注浆加固工法对该工程实施冷冻暗挖施工是成功的,可为类似工程冷冻暗挖施工提供参考。

故宫古建筑排水系统地下管沟功能评估方法研究

古建筑排水系统地下管沟是古建筑的重要组成部分,经历长久的历史过程后普遍存在功能退化,在采取应对措施之前需要进行管沟功能评估。以故宫古建筑排水系统地下管沟为对象,提出管沟评估的单元评分法和断面法,给出了方法的具体实现,并对两种方法在数据采集、分析评估及适应性方面的特点进行了比较,为古建筑排水系统地下管沟评估的实践和研究提供参考。

城市地下道路交通关键参数优化设计方法

为了提高城市地下道路交通安全和行车效率,分析了城市地下道路交通安全影响因素,归纳了城市地下道路交通标志、交通标线、防护设施和智能交通等交通设施设计的技术要点,研究了不被遮挡的交通标志与其他设施纵向间距,提出了横断面、地下互通分合流点、洞口等城市地下道路关键节点的交通参数设计方法,建立了分流点预告指路标志设置点与分流点间距模型并给出了最小距离建议值。最后以花园大道为例介绍了城市地下道路关键节点的交通设计方法。

下穿越工程施工微扰动评价指标试验研究

为控制下穿越工程施工对建筑密集城区的扰动度,确保将施工对环境影响控制在微扰动的范围之内,急需建立下穿越工程施工微扰动的评价指标,并对不同应力路径下微扰动指标的变化规律进行研究。从应力扰动和应变扰动2个方面入手,选取土体剪切模量、孔隙水压力、临界应力状态面指标作为土体微扰动评价主要指标,通过室内试验,获取下穿越工程施工中不同应力路径下原状土受扰动后的模量、孔压、应力与应变的关系曲线,定量分析研究下穿越工程施工扰动引起的环境土体中应力、应变状态变化。研究结果表明,土的剪切模量在很小的应变范围内随应变的增大急剧减小,但不同应力路径下剪切模量的变化幅度不同;微小的应变改变即可引起孔隙水压力的变化;此外,根据土的破坏面与扰动度的定义,可以界定符合微扰动控制要求的临界应力状态面。

利用地铁区间隧道间联络通道排烟的可行性研究

提出了对着火区间隧道两端送新风、利用地铁区间隧道间的联络通道向相邻区间隧道排烟的方法,利用CFD软件模拟并验证了该方法的可行性,得出了该情况下的最佳送风速度。

连拱隧道零距离无损下穿防空洞施工技术

随着目前市政隧道建设的增多,势必会有部分隧道下穿城市重要结构物,但是施工中面临着必须保护具有重大利用价值的重要结构物。本项目施工涉及到隧道下穿城市防空洞,隧道顶板正好位于防空洞底板,属于零距离下穿,施工难度大。为了节约施工时间和投资,确保节点目标,综合施工安全、质量、节点工期目标及投资等各方面因素,选择在确保安全、质量及节点工期目标能够正常实现的施工方案,即采取零距离无损下穿防空洞的施工方案。该方案的成功实施表明:采取管超前、严注浆、弱爆破、强支护、短进尺、快封闭、勤量测,因地制宜地实时调整的施工方案,在保证安全的前提下,完全可能实现零距离下穿重要建筑物,也为隧道工程下穿重要建筑物建设提供参考。

机场飞行区地下穿越工程管理与建造要点

中国民航业的快速发展致使许多机场出现了开发利用地下空间的需求,尤其是地下道路穿越既有飞行区的需求。因此,文章在调研分析了多个国内外机场飞行区地下穿越工程的基础上,从管理、规划和建造方面总结了机场飞行区地下穿越工程的建设要点。在管理方面,需要制定贯穿下穿越工程全过程的安全管理体系,并实施安全风险管理,严格执行不停航施工和禁区施工的规定。在规划方面,需要充分考虑机场功能区的空间组织和布局,采用近期与远期相结合、地上与地下相协调、开发与保护相统一的原则,实现机场飞行区不同功能区的有机、高效连接。在建造方面,需要以机场飞行区的运营要求为基础制定下穿越工程的变形控制标准,采用精细化设计、微扰动施工和高精度监测等控制技术,实施分区域、分阶段、分级的扰动控制,实现机场安全运营和经济的平衡。上述管理和建设要点可为其他飞行区的下穿越工程提供借鉴和参考。

基于三分向台站波形的重复地下爆炸相关检测

在将相关检测方法应用于三分向台站记录数据时不能采用台阵数据检测时所使用的基于相关系数束慢度估计的虚假触发筛查方法来控制误检测.为此,本文根据重复事件的震中位置本身固定,各台站记录到的重复事件信号之间的到时差与相应参考事件的信号到时差基本相同的特性,根据两个以上三分向台站的相关检测触发到时差筛查相关检测虚假触发,从而解决了相关检测方法在应用于三分向台站数据时虚假触发过多的问题.利用新疆的三个三分向台站一个月的连续数据对该方法进行测试的结果表明,该方法能在接近零误检率的情况下对重复地下爆炸进行检测.

下穿既有地铁线的城市地下高速公路沉降控制技术研究

城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线过程中,往往导致地铁线和地表发生较大沉降,为研究其沉降规律及控制技术,以智利圣地亚哥城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线工程为背景,运用FLAC3D软件,对以侧壁导坑法施工,采用超前支护、无系统锚杆的初期支护、二次衬砌及临时加固相结合支护的施工过程进行仿真模拟,并对既有地铁线及地表的沉降进行分析。结果表明:地表最大沉降为35.9 mm,既有地铁线最大沉降为33.4 mm,横向轨道面最大不均匀沉降率为0.623‰,纵向最大不均匀沉降率为0.27‰,不均匀沉降率小于规定的沉降阈值(1‰),地铁线及地表的沉降量均控制在规范和地铁运营部门要求的范围内,可确保下穿施工期间既有地铁线的结构安全。

城际列车过站对屏蔽门风压荷载影响规律研究

城际铁路列车高速过站引起的风压对屏蔽门施加了较大荷载,为确保屏蔽门安全使用,实现合理设计与建造目标,需探索屏蔽门上风压荷载的分布规律与作用机制。使用Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,采用有限体积法对控制方程进行离散,采用二阶迎风格式和中心差分格式分别求解对流和扩散通量,开展城际铁路列车过站对屏蔽门风压荷载影响规律研究。研究结果表明:列车高速过站时,封闭区域净空面积的增加使被压缩的空气能够更快消散,从而减小屏蔽门的风压荷载,使屏蔽门所受风压荷载的各项极值减小;列车到达屏蔽门前,屏蔽门距站台边缘退避距离的小幅变化对屏蔽门风压荷载极值的影响不明显;列车到达屏蔽门后,封闭区域内的气流变化和分布更加剧烈和复杂,净空面积的增加,使屏蔽门风压荷载受到屏蔽门退避距离变化的影响更为显著;列车过站速度的提高,将使屏蔽门所受风压荷载极值增加;列车过站过程中,屏蔽门各点荷载极值沿列车行进的方向总体减弱,但在列车过站速度提高时,屏蔽门在沿列车行进方向的末端附近,荷载最小值(吸力)有增加趋势,且速度越快,该现象越明显。

地下洞室断面形状随机性对平面SH波散射的影响

采用波函数展开法及边界离散的方法给出了任意断面形状的地下洞室对平面SH波散射的半解析解,利用蒙特卡罗方法随机模拟产生了30组洞室断面样本,通过对30组地下洞室在平面SH波入射下地表动力响应的统计分析,研究了洞室断面形状随机性对地表响应的影响。研究表明,洞室断面形状随机性对波的散射具有重要影响。当洞室断面半径的变异系数为0.1时,地表位移响应幅值变异系数可达0.97。当入射频率较低时,变异系数比较小;而随着频率的升高,变异系数逐渐增大。当波垂直入射时,变异系数较小;当波水平入射时,变异系数最大;当波斜入射时,变异系数介于二者之间。当洞室埋深较小时,变异系数较大;随着埋深增加,变异系数逐渐减小。