新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道相互影响分析

为探究新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道的相互影响,以武汉市轨道交通5号线盾构施工平行侧穿既有2号线区间工程为背景,使用FLAC3D软件建立了盾构隧道与既有隧道的数值模型,研究新建盾构隧道施工对既有隧道变形的影响规律,分析新建盾构隧道在列车动荷载作用下的拱顶变形特点,并结合现场监测数据进行了验证.研究结果表明:距离盾构开挖...     

多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究

多线叠交盾构隧道在地下空间内布置形式繁多,土体-隧道间相互作用机制复杂。针对多线叠交盾构垂直上穿、垂直下穿和上、下夹穿3种典型穿越施工形式,根据盾构隧道近距离施工的技术特点和控制要求,采用排液法重点分析了施工中因地层损失和开挖卸荷引起的地表沉降以及既有隧道纵向变形规律,并通过构建三维弹塑性有限元动态模型,与部分试验结果进行了对比验证。研究结果表明:上穿施工中,地表沉降较大,既有隧道均呈现上浮趋势;下穿施工时,地表沉降较小,既有隧道均呈现下沉趋势;先下后上穿越施工在各阶段引起的地表沉降变化均匀,最终地表沉降量相对较小;先上后下穿越施工时既有隧道变形曲线曲率大,既有隧道变形呈现反复震荡变化。成果可为类似多线叠交隧道工程的施工提供理论指导。     

盾构隧道注浆对既有隧道影响的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,越来越多的新建盾构隧道近距离穿越既有隧道,然而对于盾构隧道近距离穿越既有隧道影响的研究尚不够完善。以上海典型软弱地层为背景,通过离心模型试验,研究了不同注浆率下的盾构上穿越施工对既有隧道以及周围地层的影响。选用排液法在离心场中模拟盾构施工,在不停机状态下成功模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆效应。分析了在不同的注浆率条件下,既有隧道在上穿越施工期和工后长期的位移、周围孔压和纵向应力的变化规律。试验结果表明,新建隧道近距离上穿越既有隧道时,隧道开挖的卸载效应等会导致既有隧道的隆起,但随着注浆率增大,既有隧道的隆起量减小。但过高注浆率对周围土体扰动较大,从而导致工后既有隧道的沉降也越大。     

地铁盾构隧道近距离上穿既有线路纵向变形计算方法

针对新建地铁盾构隧道近距离上穿施工引发运营地铁线路不均匀变形问题,将既有线盾构管片视为一系列位于Pasternak基础上由拉伸弹簧、压缩弹簧和剪切弹簧连接的弹性地基短梁,考虑了管片间转动效应和剪切效应以及管片与土体相互作用,建立了基于Mindlin理论的新建盾构隧道施工引起的附加应力以及基于最小势能原理的既有隧道纵向变形的计算方法。结合实测数据与已有方法对比,验证了方法的适用性,并根据工程实例,采用该方法对影响纵向变形的管片连接、土体力学参数、新线与既有线相对位置参数及加固效果进行了分析。结果表明：新建隧道施工至上穿部位时摩擦力f和注浆压力p对既有隧道变形影响较大,穿越既有隧道后纵向变形主要受卸荷附加应力F影响;随着管片间剪切刚度ks、抗拉刚度k T增大,既有线路隆起变形减小,其中ks影响相对较大,工程中可从增强ks和kT的角度控制隧道变形;环形支撑加固措施能有效控制既有线纵向变形,且环间距1.5 m、交叉点左右各3～5环可取得良好效果。     

自然灾害脆弱性曲线研究进展

在全球变化与全球化背景下自然灾害风险逐年增大,灾害评估就成为风险防范的重要基础。灾害评估包括灾情估算与风险评估2个方面,而脆弱性分析是把灾害与风险研究紧密联系起来的重要桥梁。脆弱性曲线作为定量精确评估承灾体脆弱性的方法,近年来在多领域被广泛运用,成为灾情估算、风险定量分析以及风险地图编制的关键环节。从致灾因子角度综述脆弱性曲线的研究进展,重点阐述基于灾情数据、已有曲线、调查和模型的脆弱性曲线构建。研究表明脆弱性曲线构建由单曲线向多曲线库、单一参数向综合参数、单一方法向多领域综合应用发展,具有综合化和精细化的趋势。进一步开展多领域、多方法综合脆弱性曲线研究,对灾损快速评估及风险评价,防灾减灾具有重要意义。     

新建盾构隧道上穿对既有隧道的变形影响分析

针对上海地铁11号线上、下穿越既有地铁4号线的多线叠交复杂工况,构建三维弹塑性有限元模型,研究在不同净距、不同土仓压力、不同注浆量下新建隧道盾构穿越对既有隧道管片变形的影响。根据模拟结果和实测数据,结合因素正交分析,提出多线叠交隧道施工影响系数的概念。研究结果表明,在新建隧道穿越既有隧道的过程中,新旧隧道之间的净距在影响系数中所占权重最大,土仓压力次之,注浆量权重较小。研究成果可为多线叠交盾构隧道施工微扰动控制技术以及隧道变形计算提供一定的理论基础。     

隧道下穿地铁拟换乘车站施工监测与安全分析

隧道下穿地铁既有车站为重大风险工程,下穿拟换乘车站时更应进行严格的风险评估与控制,以保证工程施工前后地铁车站的安全运营。本文主要就某新建隧道下穿北京地铁拟换乘车站万寿路站的风险评估和第三方监测进行研究。新建隧道施工可诱发既有车站结构的沉降,造成车站轨道过量变形,进而影响地铁安全运营,本工程采用了结构检测、施工影响模拟预测和第三方监测等工程风险评估和控制手段,结果表明万寿路站受隧道施工影响较小,地铁运营未受影响。     

盾构动态掘进中围岩变形特性的数值实验研究

为了解软弱土层盾构隧道围岩的变形特性,结合某市地铁盾构下穿既有桥梁结构工程实例,建立每个分析步下盾构动态掘进三维数值模型。模型建立在库仑屈服准则和孔隙水达西定律推导的固结有限元方程上,综合考虑刀盘扭矩、推进力、土仓压力、桥基荷载及孔隙水压力等影响盾构施工质量的诸多因素,结合室内三轴实验和现场实测数据,对盾构动态掘进过程建模原理、模型合理性、围岩变形特性及桥梁结构安全等问题进行研究。研究结果表明:盾构掘进对围岩变形影响表现为接近、穿越和远离3个阶段;盾构接近断面时,受刀盘扭矩、推进力和土仓压力的影响,前方地表出现拱起;盾构穿过、远离断面后,围岩发生沉降、向隧道内和向前运动趋势,变形主要集中洞口上方,呈槽型;地表/桥基沉降计算和实测值吻合,围岩变形能够满足盾构隧道施工安全。     

盾构隧道施工对临近桥桩影响数值及现场监测研究

随着城市内地铁盾构区间隧道临近城市道路桥桩工程的增多,急需研究盾构隧道临近桥桩施工对桥桩的变形影响问题。采用有限元数值计算方法,结合盾构隧道穿越桥桩实际工程,建立了盾构隧道施工对临近桥桩影响的数值分析模型,模拟盾构隧道施工,对盾构隧道穿越临近桥桩的桩体沉降、桩体侧移、地表沉降进行了数值分析研究,盾构隧道穿越时及穿越后桩体沉降、桩体侧移、地表沉降控制结果较为理想,桩体处于稳定状态。结合现场监测成果,对数值计算结果和监测结果进行对比分析,表明采用的数值分析计算模型、参数取值对盾构隧道施工对临近桥桩影响的模拟是可靠的,可以运用文中的数值计算方法预测后续盾构隧道施工引起临近桥桩沉降、桩体侧移和地表沉降结果。     

风暴潮灾害风险评估研究综述

我国是受风暴潮影响最严重的少数国家之一,风暴潮灾害致灾机理的研究在过去几十年取得了极大的进展,而风暴潮脆弱性评估和综合风险评估还不能满足风暴潮灾害风险管理的需求.系统总结了风暴潮危险性、脆弱性、综合风险评估及其应用的研究进展,重点分析了典型重现期风暴潮估计、可能最大风暴潮计算、风暴潮物理脆弱性和社会脆弱性评估以及风暴潮风险评估及其应用的研究进展及不足,并对我国风暴潮风险评估急需解决的问题以及未来的研究重点进行了展望,指出了风暴潮灾害风险评估的模型化、系统化、定量化是未来风暴潮风险评估研究的发展趋势,风暴潮灾害的未来风险评估还需考虑全球气候变化以及海平面上升等因素的影响,而风暴潮灾害承灾体脆弱性的定量评价是风暴潮综合风险评估的重点和难点.     

交叉隧道施工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究

沿海地区特别是广州地区地铁建设多在复合地层中进行盾构施工,开挖引起的地层沉降很难控制,如何防止大面积的地层沉降,保证既有建(构)物安全成为施工难题。基于此,本文提出了复合地层盾构施工的地质概化模型,运用三维有限元方法对交叉隧道盾构施工进行了建模分析,研究了不同的复合地层类型及不同的覆土厚度与间距下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道沉降的影响。结果表明,新建隧道在近似均一土层中下穿施工引起的既有隧道沉降最大,上软下硬地层次之,长距离硬岩段最小,沉降随土层弹性模量的增加而减小;同时,既有隧道沉降随覆土厚度的增加而增大;随隧道间距的增大而减小,当间距小于2倍衬砌外径时,既有隧道沉降较大,存在损坏的危险。最后,提出了相应的沉降控制对策。     

盾构近距离穿越高架桩基的施工影响与保护措施

上海长江西路越江工程规模为双洞6车道盾构法隧道,采用外径为15.43 m的超大泥水盾构进行掘进施工。根据线路规划方案,该隧道需要近距离往返2次穿越逸仙路高架和地铁3号线高架桥墩桩基。盾构隧道的直径较大,并与高架桩基间的距离约为1 m,且不符合相关工程保护条例的要求,因此,有必要对盾构隧道近距离穿越高架桩基的施工影响和保护措施进行研究。借助有限元数值分析,模拟隧道近距离穿越高架桩基的施工过程,在考虑盾构施工引起地层损失的基础上,采用全方位高压喷射工法（MJS）加固桩基,并考虑不同的加固范围,分析施工对桩基变形和承载力的影响,提出一种安全经济的桩基保护措施。通过与实测数据对比,验证了提出的桩基保护方案的合理性。     

南京长江隧道大型泥水盾构施工风险分析及对策

结合南京长江隧道工程复杂的工程及水文地质条件,分析大型泥水盾构过江隧道在施工中存在的重大风险及其可能引起的严重后果。针对不同的风险,组织专家及技术骨干力量进行工程风险评估,梳理了大型泥水盾构过江隧道的风险工程,提出预防措施,并制定风险发生的应急对策,减少和预防重大安全质量事故发生。     

基于DSC模型的房屋开裂评估与监测分析

城市隧道下穿时,普遍存在着地表房屋变形超限、倾斜开裂等安全风险问题,而且当前针对房屋变形开裂的计算分析、风险评估研究,也严重滞后于实际工程的需要。通过综合分析、比选,以及单、三轴试验验证表明：DSC（disturbed state concept）本构模型能够较好地描述材料开裂后力学行为;采用该模型并结合厦门机场路隧道下穿建筑群的工程实践,对地表建筑群开裂进行定量评估,评估结果与现场房屋裂缝监测、变形监测结果一致性良好。同时,对照扰动变量与实际房屋开裂的对应关系,发现扰动变量可以作为房屋开裂的定量安全指标,进一步即可以建立房屋变形开裂的过程控制标准,从而使隧道下穿过程中每个关键施工部、每个时段,地表房屋变形开裂程度、开裂风险都可以进行量化评估。     

模糊层次分析法在盾构机型优选中的应用

盾构穿越工程中,选用合适的盾构机型以适应复杂多变的地质条件与施工要求至关重要,但目前多依靠施工经验定性判断。引入定性评价与定量分析相结合的模糊层次分析法（FAHP）,通过建立递阶层次模型、确定模糊一致矩阵、计算指标权重3个步骤进行盾构机型的优选。该方法在宜昌长江盾构穿越中的成功应用表明,建立递阶层次模型是FAHP的关键环节;指标权重仅具有相对意义,用于对比排序,其数值没有实际的物理意义。     

内蒙古锡林郭勒盟牧区雪灾风险评估研究

选取内蒙古锡林郭勒盟与积雪有关的雪灾致灾指标, 以气温、 风速为气象条件孕灾环境指标, 坡度、 植被盖度为下垫面孕灾环境指标, 人口密度、 牧民纯收入、 人均GDP、 牲畜超载率等数据为承灾体脆弱性指标, 基于BP方法、 层次分析法、 建立了内蒙古锡林郭勒盟白灾综合风险评价体系, 并对其进行了风险评价与区划。为提高灾害评估的准确率, 白灾的灾害等级是以月为尺度进行评定, 选取的气象指标多数都是以月为尺度的指标。研究表明： 白灾与积雪因子高度相关, 是气候灾害, 积雪、 低温、 大风等气象因子长期作用的结果。对白灾尝试用BP神经网络法进行风险评估, 评估的灾害等级和实际灾害等级十分吻合, 用训练好的神经网络对各个旗县（1980 - 2015年）的白灾进行了风险评估, 评估效果理想。因此, 可以通过数值预报产品、 气候预测产品获取相关评价因子, 采用BP方法形成白灾风险预评估产品, 进而应用于雪灾风险评估业务中, 为相关部门提供决策依据。     

地铁盾构隧道近接施工风险等级评估方法研究北大核心CSCD

为准确掌握地铁盾构近接施工的风险等级,以近接既有隧道施工断面的地表沉降变形监测成果为基础,先分析研究其变形规律,再利用累计变形判据和变形速率判据实现近接施工的风险等级评估。实例分析表明:在近接施工段,地表变形具波动起伏特征,最大沉降量已达27.22 mm,说明近接施工对周围土体的扰动影响较为显著,但就现状变形而言,累计沉降量及变形速率均在预警值范围以内;同时,在近接施工风险等级评估过程中,各类风险判据的评估结果是不同的,侧面说明了近接施工风险评估判据应具多样性,且通过计算,得不同监测点的综合风险等级也存在一定差异,风险等级间于Ⅱ级~Ⅲ级,按不利原则,综合确定近接既有隧道段的施工风险等级为Ⅲ级,需提高监测频率,以切实保证施工安全。本次研究为合理评价近接施工风险等级提供了一种新的思路。     

单体滑坡灾害财产风险定量评估模型

目前承灾体易损性评估尚处于经验评估阶段,制约了单体滑坡灾害财产风险评估的定量化程度。为此,针对典型承灾体（建筑结构物）,提出一种单体滑坡灾害财产风险评估模型。认为财产风险是坡体失稳概率、承灾体在滑坡作用下的失效概率以及承灾体价值的乘积。避开了易损性评估,从一个新的角度来评估滑坡灾害财产风险。通过研究,验证了该模型正确反映了滑坡成灾过程中各种因素对财产风险的影响,从而为单体滑坡灾害财产风险的定量化评估提供了新的途径。另外以该模型应用研究为基础,提出承灾体安全范围的概念,对于每一个承灾体而言,将单体滑坡灾害影响范围划分为：危险区域、相对危险区域和安全区域,为建设工程选址或场地风险评估提供了实用指标,具有一定的工程实用价值。     

既有地铁车站结构安全性评估方法研究

运用有限元程序及有限差分程序研究了新建地下风险工程对既有地铁车站结构的影响。结合既有车站双层风道与西南出入口结构之间的新建3号联络通道施工引起的位移分析,阐述了不同数值方法用于近接工程施工安全性评估的特点,并检算既有结构的承载力,结合既有结构现状调查结果,给出评估结论及推荐施工控制指标：地表沉降不超过7 mm,地表隆起不超过8 mm;车站底板隆起位移控制在7 mm以内,沉降缝两侧结构隆起位移差控制在2 mm以内;轨道的隆起位移不超过5.8 mm,轨道水平不超过±0.6 mm。在上述位移控制指标范围内,得出新建隧道施工后既有地铁结构是安全的。     

隧道穿越既有区间的安全措施与预警分析

新建地铁与既有地铁线路交叉穿越属于高风险工况,当新建隧道近距离穿越既有隧道时,会使既有隧道结构应力状态发生改变,结构产生变形,因此,对穿越既有区间隧道制定有效的安全保障措施十分必要。系统归纳南京地铁在建线路穿越既有运营线路的相关安全保障经验,即当上穿工况时,采取强化外部条件、内部条件和应急响应的保障措施,同时结合数值分析得出MJS门式加固对既有隧道保护作用明显;当下穿工况时,采取增强既有隧道洞内和洞外刚度、配置试验段和运营配合保障措施,同时结合数值分析发现既有隧道洞内环向+纵向加固对既有隧道保护作用显著,且当在距离掘进面20 m范围内,既有隧道沉降、水平位移变化速率最大。最后结合工程实践过程中既有区间预警情况,分析相关原因,为类似工程提供警示和参考。