土压平衡盾构双线隧道施工引起的地表沉降规律研究

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到了广泛的应用，由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中非常关注的问题。以广州地铁三号线某盾构区间的两条水平平行隧道为研究对象，运用三维有限差分法对盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降进行了较为系统的研究，得出了两条盾构隧道开挖面距离、注浆压力的大小对地表沉降的影响规律，取得了一些新的认识和具有实用价值的研究成果。     

下穿建筑物土压平衡盾构土仓土压力参数研究

采用现场监测和理论分析相结合的方法，对盾构穿越既有建筑过程中控制沉降措施进行了分析，分析结果表明：盾构开挖时，土仓土压应该大于开挖前地层侧向土压力的理论值，在本工程中，通过现场试验和监测，得出土压系数取实测侧压力系数的1.2~1.3倍时，盾构开挖时地表沉降达到较好的控制。当盾构穿越既有建筑物时，应考虑建筑物附加应力对地应力的影响，调整土仓中土压参数。从现场监测结果表明，调整前后地表沉降量有较显著的变化。     

中砂层盾构穿越路基的沉降变形影响因素分析

路基变形是关乎运营铁路安全的重要指标，同时也是运营事故的潜在诱发因素。盾构隧道下穿既有铁路是造成其路基变形的重要原因之一，因此基于工程地质详勘确定了不同工况的地基强度参数，开展路基沉降变形数值计算分析。研究结果表明：地基采用不同加固方式处理后的铁路路基，其地基加固强度与路基顶的沉降变形值呈负相关性；地层损失对于路基沉降变形有较大影响，且在一定范围内路基沉降变形随着地层损失率的增加而逐步增大，地表沉降槽宽度系数与地层损失密切相关；采用MJS工法加固盾构隧道周围土体能够减小盾构穿越路基的沉降。本研究结论可为有效解决盾构穿越路基的沉降变形问题提供借鉴参考。     

基于机器深度学习算法的城际铁路大直径盾构施工地表沉降预测

依托河南新郑机场至郑州南站城际铁路大直径盾构隧道施工实践,应用提出的遗传算法优化BP神经网络模型的机器深度学习算法,研究大直径盾构隧道施工中地表沉降预测规律。在盾构隧道中心线地表选取76个监测点,获取地表最大沉降数据,以前30组数据为训练数据组,对后46个测点地表最大沉降进行动态预测,并和实测值进行比较。结果表明,在46个地表最大沉降预测结果中有38个点的误差绝对值小于2 mm。应用后验差法评价动态预测结果,获得了小误差概率P值为0.87,后验差比值C值为0.59,说明提出的机器深度学习算法能够较好地实现对盾构隧道地表沉降的动态预测。     

盾构下穿火车站区域关键施工技术

苏州市轨道交通4号线下穿苏州火车站区域盾构施工风险较高、难度较大。为了保证火车站区域结构物安全及施工顺利进行,施工前对下穿火车站区域结构物、地层特性及土压平衡盾构施工的主要技术进行分析,并结合试验段盾构掘进参数,总结出盾构下穿火车站区域关键施工技术。结果证实有效地保证了构筑物的安全,施工效果良好,尤其是通过理论计算与实践相结合的研究手段总结出相关盾构掘进参数,为苏州地区此类工程施工提供很好的借鉴。     

浅埋大跨黄土隧道下穿公路方案比选

以大跨黄土隧道下穿公路安全施工为背景,对隧道下穿公路的安全施工方案进行研究。基于公路路面破损指数与下穿公路施工风险事件引起路面最大沉降之间的关系确定了隧道下穿施工可能引起的路面最大允许沉降量,并据此制定出施工管理基准,对比分析了CRD和CD法引起的隧道拱顶沉降、地表最大沉降、支护受力和隧道周边地层塑性区特征,建议采用CD法进行下穿施工。下穿孙辛路施工监测结果表明,采用CD法保证了隧道施工安全和孙辛路的正常通行。     

盾构施工引起的地层变形分析

针对地铁盾构施工的地层变形特征，分析引起地层变形的因素和变形机理，介绍地层变形预测分析方法，结合广州地铁具体实例，对地铁盾构隧道施工中地层变形进行了预测和分析，提出了盾构前方的隆陷控制、盾构通过时的沉降、固结沉降的控制等控制地层变形措施。     

砂卵石地层盾构穿越铁路的施工效应分析

砂卵石是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此不利条件下安全穿越铁路困难较大。采用数值分析技术对无水砂卵石地层中土压平衡盾构推进引起的地层响应进行了模拟,并和现场实测的地层变形进行了比较和分析,提出了进一步减小地层变形的措施,并应用于工程实践,取得了良好的效果,确保了在列车"不限速、不慢点"、不预先加固的条件下成功穿越京九、柳西铁路。     

穿越南水北调干渠热力隧道设计研究

随着城市和工程建设的迅速发展,新建隧道下穿既有建筑或构筑物也大量出现。浅埋、松散砂土地层隧道施工中,随着地层应力状态的改变和调整,引起地层和地表在一定范围内的不均匀沉降变形,它对既有建筑物或构筑物的功能及安全使用则可能产生较大影响。介绍石家庄市热力隧道下穿南水北调中线干渠建设中的主要相互影响因素、设计中重点研究的问题,分析了位置关系、隧道施工变形、隧道防洪与防渗等设计处理措施,供类似工程应用参考。     

石家庄地区无水砂层渗透注浆数值模拟研究

石家庄地铁矿山法施工地段需要穿越大范围中粗砂和粉细砂等无水砂性地层,这类地层的土体强度低,自稳能力差,为保证隧道施工安全,限制隧道变形及地表沉降,需进行超前注浆加固。以石家庄地区中粗砂地层为研究对象,考虑浆液粘度时变性,配置不同水灰比的水泥浆液进行室内试验,测试其粘度,得到不同水灰比的水泥浆液粘度的时间变化函数,并将粘度时变函数引入到有限元软件COMSOL Multiphysics中,研究不同注浆压力、浆液粘度、介质孔隙率等参数对注浆的影响规律,优化了注浆设计参数,研究成果对于指导工程施工,具有重要借鉴意义。     

高压旋喷注浆技术在隧道泥砂地层加固中的应用

高压旋喷注浆是加固地层的一种重要方法,永州至蓝山高速公路观音岭隧道左线出口掌子面出现流泥砂,从而导致地表塌陷。通过采用高压旋喷注浆技术,对泥砂地层进行了有效加固,从而保证了隧道地层的稳定和工程的顺利施工。结合该工程的实际情况,重点阐述了高压旋喷桩的设计方法及施工工艺。     

朱光潜《诗论》的诗学原理建构

通过苏州轨道交通1号线土建I TS 05标塔园路站～滨河路站区间隧道盾构施工，介绍在苏州富水粉砂地层中盾构综合施工技术。施工中，克服了富水砂层下盾构到达加固区水平长度不足的困难，使用了在加固区外再施工一圈止水帷幕桩的地基加固技术，该技术可以使三轴加固土体与止水帷幕桩组合形成一个范围更大的端头地基加固区域，并在盾构到达段掘进中合理使用管片壁后二次注浆和聚氨酯，成功地阻断微承压水在盾构到达时涌出的路径，从而解决了富水砂层下盾构到达施工的涌水、涌砂问题。通过使用,该技术保证了2台盾构安全成功接收，在富水粉砂地层具有适用性广、安全可控等优点。     

高磨蚀复合地层盾构刀盘受力分析与计算

盾构在复合地层中施工,经常会遇到盾构姿态难以控制、刀盘刀具异常或过量磨损、刀盘变形与开裂等问题,目前是盾构施工一大难题。针对芜湖过江隧道其中一段软硬复合地层的工程地质特点,将其在盾构掘进断面内的地层简化为上软下硬的二元地层结构,对刀盘受力公式进行推导并建立刀盘受力计算模型,基于LabVIEW编制盾构刀盘受力计算程序。该程序可以计算盾构机在复合地层掘进过程中的刀盘有效推力、有效扭矩、倾覆力矩和不平衡力及它们的变化情况。最后实例计算,得出刀盘受力和力矩随软岩比、刀盘转角和贯入度的变化规律,解释了盾构在复合地层施工难题的原因,为其提供依据。     

北京地铁区间隧道施工过程三维动态数值模拟

结合北京地铁十号线工体北路站—呼家楼站区间隧道的具体情况，进行三维动态数值模拟，计算中分别考虑小导管注浆预加固和无预加固措施两种工况，通过数值模拟对比了两种工况下区间隧道台阶法施工过程地表沉降及拱顶沉降规律及小导管注浆预支护对隧道稳定性的影响。     

杭绍城际铁路盾构隧道5.9米内径必要性研究

以杭绍城际铁路工程为研究背景,对国内外各大城市扩大复杂地层中盾构隧道内径的趋势和原因进行调研,从沉降调研分析、地质特性分析以及经济性方面对杭绍城际铁路5.9米内径盾构隧道的必要性进行研究,得到以下结论:考虑到国内外盾构隧道发展的趋势及原因,认为为了治理隧道沉降,满足困难条件下设置纵向疏散平台的宽度要求以及缓解既有隧道断面在特殊情况下的界限紧张问题,杭绍城际铁路盾构隧道选择5.9米内径是有必要的.杭绍城际铁路盾构隧道5.9米内径可为后期二次衬砌加固预留空间,并且能够大幅降低后期的维修保养投入.     

盾构的选型及国产化问题

盾构施工技术具有高效、安全、优质的优点,在隧道与地下工程的掘进中得到越来越广泛的应用。盾构机作为盾构法施工的大型专用机械设备,其选型既涉及到地层条件,又涉及到盾构机本身的设计、各部件的配置以及盾构对地层条件的适应性。由于盾构机的造价很高,其选型还必须考虑我国的国情以及施工单位的承受能力。介绍了盾构的种类与组成、盾构选型的原则及盾构施工法的衬砌形式;讨论了盾构机国产化的有关问题。     

富水弱胶结砂岩隧道地表降水参数优化研究

富水弱胶结砂岩成岩性差,遇水易失稳成流塑状。为保障隧道施工安全,依托某隧道工程开展地表降水参数优化研究。通过数值模拟和现场试验,分析地表深井降水时间、间距、直径对地下水位的影响。数值结果表明,采用地表超深井降水时,砂岩地层地下水位先大幅下降,随后逐渐趋于稳定。随着降水井间距的减小和降水井直径的增加,降水稳定后的地下水位也逐渐降低。从降水效果来看,降水井间距是影响地下水位的主要因素,试验结果与数值结果吻合良好。综合多因素考虑,建议砂岩地层超深井降水井参数为：间距16 m、直径600 mm、预降水时间90 d。研究结果可为富水砂岩隧道的安全施工提供借鉴。     

大跨隧道下穿建筑物施工方案对比分析及施工技术

以洛阳周山隧道下穿村庄民房为工程背景，采用FLAC3D建立三维数值模型对比分析了三台阶法和CD法下穿施工引起建筑物变位、隧道支护受力及隧道周边地层塑性区分布规律等，确定采用CD法施工。在施工过程中对建筑物沉降进行监测，结果表明，建筑物沉降规律与数值模型计算结果吻合较好，保证了建筑物的安全。     

泥水平衡盾构机刀盘泥饼形成机理及防治技术

盾构机在中、强风化岩和粘土地层的掘进过程中,挖掘面的粘性土体受到刀盘的碾压,极易自刀盘中心位置向四周逐步在刀盘面和土仓内壁上形成附着的泥饼,坚硬的泥饼将会把刀盘开口堵塞,严重降低了盾构机掘进能力;泥饼的存在加重盾了构机刀盘和刀具的负荷,常常使掘进参数出现突变,大大降低施工效率;此外,当刀盘泥饼与土仓中隔板的长时间摩擦,会导致中隔板等位置的温度快速升高,从而引起回转中心橡胶密封件性能的下降,威胁盾构施工的安全,本文根据广州轨道交通六号线某标段的盾构施工情况,开展对泥水平衡盾构机泥饼形成机理和处治技术进行研究,取得明显的效果。     

铁路隧道下穿施工引起高速公路路基沉降规律研究

铁路隧道下穿既有高速公路引起路基路面沉降,威胁交通安全。通过建立隧道 地基 路基相互作用计算模型,在路面荷载作用下,采用数值计算方法分析计算了隧道下穿深度、地层模量、泊松比及强度参数等因素与路基沉降变形规律之间的关系。计算结果表明,隧道下穿深度不仅影响路基沉降变形的大小,而且影响沉降槽的形状,而土层性质主要对路基沉降变形影响较大,对沉降槽形状影响相对较小。计算结果较好地反映了不同因素对路基沉降变形的影响,对类似工程的设计和施工具有参考意义。