盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究

近年来,越来越多的盾构隧道穿越建筑密集区、重点建筑保护区和沉降敏感区,地面沉降的科学预测和合理控制成为亟待解决的问题。地层损失是盾构施工引起地表沉降的主要原因。利用离心模型试验对盾构隧道的地层损失进行了模拟,研究了地层损失与施工期及工后地表沉降的关系。通过量测、分析隧道纵向沉降、纵向应变、隧道周围土压力和超孔隙水压力的变化,研究了隧道的纵向沉降特性。     

用离心模型试验研究地铁施工引起的固结沉降

使用离心模型试验技术对深圳地铁大～科区间三孔三线断面施工引起的地表沉降进行了研究，得到了工程竣工18个月后地表沉降的预测值。     

盾构隧道施工时地层沉降模型试验研究

随着我国经济的发展,地铁已成为改善城市交通拥堵状况的主要途径之一。但地铁隧道的施工却又不可避免地带来诸多安全隐患,例如,由于隧道施工时土层的沉降,导致管线的破裂。本文旨在通过室内大型模型试验研究地铁盾构隧道开挖时上覆土层的沉降分布特征,分别测定不同深度地层的沉降值,通过对试验数据的分析与整理,得出沉降沿地层深度的分布规律。结果表明:同一深度的地层沉降基本符合peck公式曲线;地层沉降槽的宽度值i不会随沉降量的增加而变化,只与该地层的所处深度有关;并根据试验得出沉降槽宽度i的经验公式。     

大跨度分岔隧道施工优化与地表沉降控制

为了探寻到能确保大跨度分岔隧道施工过程中使地表沉降控制在所要求的范围内的最优施工方案,首先采用数值模拟方法,对6种工法进行优化比选,初步确定工法1为最优工法,并在此基础上,对引起地表沉降变形显著增大的汇合段的开挖进行了进一步优化,提出了4步工法、5步工法、6步工法、7步工法和8步工法等5种方案,分析了因施工工序的不同而引起的地表沉降变形的规律,提出了8步工法为最优的方案,并对引起地表沉降突变的关键工序采取了相应的技术对策。     

盾构隧道扩建地铁车站地表沉降预测及分析

 广州市轨道交通6#线东山口站左线站台隧道采用盾构先行过站后扩挖方案修建,地面环境复杂,且建筑物桩基所处地层含水量高、孔隙比大,盾构隧道扩挖施工易引起较大地面沉降。应用数值模拟方法对扩挖施工诱发地层失水引起的地表沉降以及现场扩挖施工变形控制措施的实施效果进行预测,并且运用叠加原理将得到的最终地表沉降与实测数据进行对比分析。结果显示：地层失水沉降及扩挖施工沉降比例为2∶3;盾构隧道台阶法扩挖上台阶施工地表沉降量较大,两台阶两部与两台阶四部扩挖法地表沉降差别不大,盾构扩挖法修建左线站台隧道最大地表沉降为右线CRD法站台隧道的65%;拱部大管棚、袖阀管注浆复合超前预支护增加了地表沉降槽宽度,减小了地表沉降量及倾斜;盾构轴线偏移方案减小了围岩塑形区范围,更好地发挥拱部超前预支护的效果。     

双洞效应的黄土公路隧道变形影响离心模型试验

目前,有些黄土公路隧道受到地形限制只能采取小净距隧道形式,为了更好地解决彼此开挖相互受影响带来的安全隐患问题,笔者开展了6组基于先加载后开洞思路的离心模型试验,研究了不同净距和间距的组合下双洞效应黄土公路隧道地表及地层的变形规律。试验结果表明:间距保持1D时,随着净距的增大,双洞间的相互影响程度明显减弱,先行洞开挖对后行洞的次生扰动逐级递减;地表沉降轮廓由单核心盆地演变为多核心盆地,地层变形曲线从V形发展为W形;压力拱效应明显且成拱高度随两隧体净距的增加而升高。间距变为2D时,无论净距如何取值,地表和地层沉降的最大值都会在右侧隧道中心线附近出现,右侧隧道上覆土体变得更为敏感。净距2D间距2D时,地表和地层沉降均在右侧先行隧道拱顶上方出现6组工况下的最大沉降值,评定为最不利工况;间距1D净距取1.5D和2D时,两隧体间均可形成自稳的宽底承载土柱体。因此,小净距黄土公路隧道合理净距取值范围为1.5D~2D,相应的掌子面间距宜控制在1D内。     

砂性土中隧道施工引起地层沉降分布特征的模型试验研究

目前关于隧道施工引起的地层位移的研究主要集中在地面沉降上,而在隧道施工过程中逐渐增多的地下建(构)物破坏案例使得准确预测地层中位移模式的重要性日益凸显。针对这一问题,利用自制的大型模型试验箱,以长江砂为填料,用调整模型箱底板各分块不同高度的方式来模拟隧道施工引起的地层位移。通过对不同深度处地层位移模式的分析,研究了砂性土中隧道施工引起的地层沉降分布特征。试验结果表明:某一深度处中心最大沉降量与观测深度及底板最大下沉量之间近似呈线性关系;沉降槽的体积不是常数,而是随深度的增加逐渐增大的变量,地面沉降槽的体积仅相当于地层损失体积的一半;沉降槽宽度系数i只与沉降槽所处深度有关而与该沉降槽的中心最大沉降量无关。     

考虑盾构隧道渗水的富水软弱#br# 地层地表长期沉降计算研究

富水软弱地层中盾构隧道渗水的情况时有发生,对盾构施工引起超孔隙水压力的消散造成影响。在地表长期沉降的计算中,隧道渗水的工况是不容忽视的。对此,以富水软弱地层盾构隧道渗水为背景,将超孔隙水压力的消散视为地下水向低水头位置和向隧道渗流共同作用的结果,在前人研究的基础上推导了长期沉降计算式。针对3个实际工程,采用提出的计算方法与不考虑隧道渗水的方法、实测结果进行对比,结果表明：对于黏土占比较高的地层,不考虑隧道渗水的方法计算结果偏小,与实测值存在一定的偏差;隧道渗水量越大,引起的地表沉降量越大;考虑隧道渗水可有效提高长期沉降的计算精度,验证了所提计算方法的可靠性。     

软土层小净距顶管隧道施工地表沉降研究

城市软土地层中采用小净距顶管法修建隧道,不仅可以有效利用地下空间,还能极大减小施工对环境的影响。为了合理确定双洞顶管隧道的净距,充分利用有限的地下场地,本文通过有限元数值模拟,计算分析了不同净距大小和先后顶进施工工况下,横向地表沉降和纵向地表沉降的变化规律。研究结果能够优化隧道线路设计、帮助制定环境保护控制措施和制定合理施工方案,有效解决城市软土地层地下空间资源紧缺、施工环境风险高等难题。     

盾构隧道施工引起地表沉降的预测与控制

通过研究盾构施工引起地层移动及地表沉降的原因与机理,对施工过程中的地表变形量进行预测和数值模拟计算,并据此在设计与施工中根据现场特殊的施工工况和周边环境条件,制定和采取有针对性的沉降控制措施.     

软弱地层管棚施工中失水引起的地表沉降计算

管棚支护是浅埋暗挖法施工中的一种辅助工法。它对于城市地下工程的建设,不失为一种较好的方法,但是由于城市地下工程施工中对地表沉降控制极其严格,这种方法因此带来了一些问题。在软弱地层管棚的施工中,管棚成孔过程中产生水的渗流通道,地下水的流失引起土的固结而导致地表沉降。文章通过计算分析,比较在地层渗透系数、管棚参数、施工参数不同的情况下地表沉降的变化,得出这几种因素影响地表沉降的规律和大小,可为施工提供参考和指导依据。     

土工离心模型试验中的加筋材料

系统分析了土工离心模型试验中选择加筋材料的基本原则,详细阐述了某土工格栅加筋高填方路堤离心模型试验中加筋材料的确定方法并讨论了多种影响加筋材料选择的因素,对于离心模型的设计、制作和加筋材料的选取具有一定的参考意义和借鉴价值.     

关于降水引起地面沉降问题的探讨

从理论上分析了降水引起地面沉降的原因及土层变形机理,根据计算土层压缩变形的公式,寻求了一种较为简易准确的方法对降水区土层压缩变形进行计算,将之应用于工程实践取得良好效果,为今后工程降水对周边环境的影响评价提供了方便。     

浅埋隧道开挖地表移动与变形预计

将浅埋隧道开挖所引起的地表下沉视为一随机过程 ,应用随机介质理论 ,对隧道施工所引起的纵横向地表移动与变形进行了分析探讨。通过与工程实例进行计算比较 ,表明该方法效果良好 ,具有一定实用价值     

黄土地区隧道盾构法施工引起的地表沉降分析

盾构法施工在城市地下工程建设中有着广泛的应用前景.选取西安地铁二号线隧道,建立了盾构施工三维有限元模型,分析了隧道盾构法施工引起的地表沉降,并对影响地表沉降的有关因素进行了研究.所得到的结论对地铁隧道盾构施工具有一定的指导意义.     

盾构隧道施工地表横纵向沉降变形分析

以广州地铁4号线工程实例为背景,结合盾构法施工地层变形机理以及隧道施工的地表横纵向沉降监测结果,分析总结了盾构隧道施工地表变形规律,为今后类似近距离下穿越既有线路或建(构)筑物的盾构隧道工程的地表沉降控制提供技术参考和指导。     

浅埋隧道开挖对地表建筑物的影响

应用随机介质理论，分析了桐油山连拱隧道浅埋段开挖引起的沿隧道纵横向的地表移动与变形，推导了复杂隧道开挖横断面的简化计算公式。根据中导洞开挖后的地表量测数据反分析获得地表基本移动参数，采用比例法获取隧道正洞计算所需的地表移动参数，然后对隧道正洞开挖后的地表移动和变形分布进行了预测，并据此判断隧道开挖对地表住宅楼的影响。计算结果对指导隧道的施工有一定意义。     

砂卵石地层圆形隧道施工引起的土体移动特征

采用室内模型试验研究了不同地层损失率下的地表沉降及地中位移分布,揭示了砂卵石地层圆形隧道施工地层损失引起的土体移动特性及传播机制。试验结果表明:不同地层损失下地表沉降槽同样具有高斯分布函数形态特征,距隧道中心线1D范围为地层沉降的主要区域,该区域沉降受地层损失的影响最大;水平位移量值较大,最大水平位移出现在隧道左侧拱肩斜向上至地表的区域;地层颗粒的移动方向总体指向地层损失产生区域,同时受地层损失的大小、形态及分布特征等因素的影响;地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而缓慢增大。研究表明,不同地层损失下土体的松动、塌落及重新固结是砂卵石地层位移的主要原因,由于地层损失导致砂卵石地层物性参数的改变和颗粒在水平方向的移动和填充作用,使得地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而改变。     

斜坡路基压力注浆处治离心模型试验研究

研究以四川省绵广高速公路路基路面病害压力注浆处治为依托工程,采用室内离心模型试验,对高速公路斜坡路基压力注浆处治的关键性设计参数及其施工工艺进行系统的试验研究。研究结果表明,斜坡路基的压力注浆处治宜分两次或多次进行灌注,注浆压力宜控制在第一次灌注压力为0.2 MPa,第二次灌注压力为0.4 MPa～0.5 MPa,灌浆间距宜控制在2 m以内,应合理配置注浆浆液的配合比。并结合现场工程注浆试验测试结果进行对比分析,结果表明,采用本文提出的关键性注浆控制指标能获得较为理想的注浆效果。