苏州轨道交通CPⅢ平面控制网仿真计算

城市轨道交通轨道控制网（CPⅢ）是轨道铺设和运营维护的基准,具有测设精度高、多余观测数多、使用方便、控制点易保存等特点。本文分析了CPⅢ控制网测量误差来源,基于苏州轨道交通隧道贯通控制点施工成果与第三方成果差值的限差,推导了苏州轨道交通CPⅢ控制网起算点的中误差;根据苏州轨道交通盾构隧道限界图及实测CPⅢ数据、第三轮线网隧道洞径,构建了多种纵横向点对距离的苏州轨道交通CPⅢ仿真控制网;对仿真控制网进行间接平差计算,得出了隧道洞径增大可提高CPⅢ相邻点间的相对点位精度、CPⅢ点对纵向间距不宜超过80 m等结论,对苏州轨道交通CPⅢ控制网的布设、施测具有参考意义。     

地铁隧道盾构连续下(侧)穿不同基础形式建(构)筑物变形影响分析及应对措施建议

以某市地铁五号线某盾构区间连续下穿多栋建筑物为例,通过理论数值三维模拟,结合持续的变形监测数据,分析总结了地铁隧道盾构施工对下(侧)穿建筑物的影响规律。结果表明：临近建筑物区域其纵向沉降值大于其他区域;盾构下穿施工对不同建筑物的影响程度取决于其荷载大小与基础形式;盾构下穿建筑物时增大注浆压力有利于抑制上部建筑物的变形;同时也提出了盾构下穿不同基础形式建(构)筑物的应对措施建议。     

采用矿山法构筑区间盾构隧道渡线段的方案探讨

针对北京地区地质条件,提出了在区间盾构隧道之间采用矿山法构筑渡线隧道的方案,即先在最大开挖断面处拆除管片,沿横向扩挖出一条施工通道;然后在施工横通道侧壁开口,从大断面向小断面进行渡线隧道的断面渐变段、双联拱段和分离单洞的施工,从而在两条区间盾构隧道之间采用矿山法完成渡线隧道的施工;最后,应用FLAC数值计算软件,探讨了管片拆除及隧道断面扩挖引起的地表沉降和塑性区分布范围。研究结果表明,针对北京地区的地质条件,提出的在区间盾构隧道之间采用矿山法构筑渡线隧道的方案具有工程适用性。     

盾构隧道平行侧穿诱发的建筑纵向沉降实测与模拟分析

当盾构隧道平行侧穿建筑物时,大多关注建筑物的横向沉降规律,对其纵向沉降关注较少。为此,针对盾构隧道平行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先,对天津地铁6号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分析,得到建筑物基本变形模式;基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型,研究了盾构侧穿引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律,并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明,盾构隧道平行侧穿将诱发平面长宽比较大的建筑出现"下凹式"挠曲变形,纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的2倍,平行侧穿并不能简化为平面应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程,并可划分为6个阶段。沿建筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比,其首先经历更大的压缩变形(建筑施工导致),在盾构穿越后又产生了更大的卸荷变形。当建筑平面长宽比小于2时,盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。     

基坑开挖引起的旁侧盾构隧道横向受力变化研究

为研究运营盾构隧道附近基坑开挖对隧道管片受力的影响,针对基坑开挖引起旁侧盾构隧道围压变化的机制进行了分析,提出了一种能描述隧道受力-位移-再平衡过程的附加围压重分布模型,并推导出附加围压的计算公式。采用修正惯用法计算相应围压作用下的衬砌内力。根据实际工程做算例分析,研究基坑开挖对盾构隧道围压和内力的影响,并进行影响因素分析。分析结果表明：基坑开挖前隧道围压呈“钟形”分布;当基坑开挖后,隧道两侧的围压减小,基坑开挖侧的围压减小量更多;基坑开挖会使旁侧隧道正负弯矩值和正负剪力值增大,拱顶和拱底的轴力减小;随着基坑侧壁应力释放系数的增大,附加围压和附加弯矩的绝对值都会增加,而弯矩对基坑开挖卸载的响应更为明显;埋深较浅的盾构隧道对旁侧基坑开挖的影响更敏感,埋深较大的隧道,尤其是埋深大于基坑开挖深度的隧道,对旁侧基坑开挖影响的敏感度会明显降低;随着基坑与旁侧隧道净距的增加,基坑开挖对隧道的影响也会减小。     

砂土地层泥水盾构开挖面孔隙变化特征理论研究

为保证开挖面的稳定,泥水盾构压力舱中的泥浆必须及时在开挖面土体表层形成泥膜,泥浆压力才能有效平衡地层中的水土压力。在考虑泥浆渗滤效应的基础上,建立了砂土地层泥水盾构开挖面泥浆恒压渗透模型,分析了渗透时间、泥浆浓度、泥浆压力和地层初始孔隙率对土体孔隙率及泥浆成膜的影响。结合刀具周期性切削作用,总结了泥浆反复渗透引起的开挖面表层土体孔隙率变化规律。基于刀盘、刀具布置形式和盾构掘进参数,分析了盾构掘进期间开挖面支护机制。结果表明：在无刀具切削作用时,泥浆渗透规律主要受到泥浆和地层特性影响;在刀具周期性切削作用下,在相同的切削深度下,刀具切削周期越短,泥膜在开挖面上越难形成;刀具较小的纵向切入速度有利于开挖面上更快形成泥膜;适当减少刀盘上同一轨迹刀具布置数量,降低盾构掘进速度和刀盘转动速度,有利于盾构掘进期间开挖面上泥膜存在面积的增大,对开挖面稳定起到积极作用。     

既有建筑对极软岩地层中土压盾构的施工影响

基于土压盾构在极软岩地层中近距离下穿既有建筑的背景,采用ABAQUS有限元数值模拟与现场实测相结合的方法,从地表和建筑物竖向位移变化及其控制的角度出发研究既有建筑对盾构施工的影响.实测结果表明:地表和建筑物在盾构下穿过程中会呈现出先隆起后沉降的趋势,其中在盾尾脱出阶段地表和建筑物会产生较大速率的沉降.数值模拟结果表明:...     

基于TLS的盾构隧道收敛测量研究

盾构隧道施工完成后的收敛测量是一项十分重要的工作。文中以某在建盾构隧道为研究对象,研究采用地面三维激光扫描技术(Terrestrial laser scanning,TLS)进行收敛测量的方法与步骤。应用TLS获取隧道管片表面的点云数据,对点云数据进行配准、消噪、建模等处理;采用Ransac算法和最小二乘算法提取隧道点云数据的中轴线;根据点到平面的距离获取断面点,应用椭圆方程以及最小二乘的方法对断面点进行拟合;最后,利用直线与椭圆交点获取不同方向上的隧道半径,完成收敛测量。研究结果表明,应用TLS技术可以快速、准确、详尽地获取盾构隧道的收敛情况。     

基于拼缝有效开度的盾构隧道渗流量及衬砌等效渗透系数计算

拼缝渗漏水是盾构隧道最常见的病害表现形式,对衬砌的服役性能有重要影响.在前人研究成果的基础上,提出基于防水密封垫失效的拼缝有效开度假定,进而推导出基于拼缝有效开度的盾构隧道渗流量及衬砌等效渗透系数的实用计算公式.以国内较为通用的常规断面盾构隧道为例,利用上述实用公式估算其渗流量,并与基于块体离散元的数值模拟结果相互验证...     

抽水试验在盾构井中预测涌水量的应用研究

以广州某城际轨道交通盾构井抽水试验为实测基础资料,为进一步查明盾构井含水性、透水性、富水性等水文地质特征,共布设了2个抽水井和2个观测井,并按地下水类型分层进行抽水实验,基本查明了工区第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水之间的水力联系情况,根据抽水试验结果计算出渗透系数和影响半径,并按均质含水层承压～潜水非完整井简化的基坑模型预测盾构井涌水量。结果表明：工区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和块状岩类裂隙水两种,其富水性属于中等～丰富和贫乏～中等,其水文地质条件复杂,地下水对建设工程中的盾构挖掘影响较大。影响盾构井涌水量的因素主要有围岩渗透特性、涌水水头压力、基岩裂隙发育程度、方向及充填状态、地应力垂向分布特性、大气降水、周边断裂构造、施工工法等,盾构井选用明挖法施工,采用坑底进水公式计算盾构井总涌水量预估值为10 380.22 m³/d。在后期应选择合适的涌水量预测模型,确保施工顺利进行。分析结果可为后期盾构挖掘涌水防治提供水文地质参数。