土岩复合地层中盾构施工引起的地表位移预测

盾构穿越上软下硬土岩复合地层时极易引起地表沉降。为探究其规律,分析了盾构开挖面在复合地层中的收敛模式,考虑了层状地层对地表位移的影响,对传统的随机介质理论进行了简化,推导了复合地层中盾构施工引起的地表位移计算公式,依托杭州环城北路—天目山路盾构隧道工程进行了地表沉降的计算和可靠性验证,搜集并分析了26组地表沉降实测数据,反分析计算得到了对应的土体损失率,并进一步分析了土体损失率的分布及取值规律。结果表明：简化方法与传统随机介质理论计算结果相近,计算曲线与实测数据相吻合;复合地层中的土体损失率分布在0.09%～2.2%,与黏性土中类似;同一工程（区段）中土体损失率随硬岩比的增大而减小,且大致呈线性相关。     

不同直径盾构隧道地层损失率的对比研究

地层损失率是引起地面沉降最主要的因素之一。因此,收集了国内盾构隧道地面最大沉降实测数据,利用Peck公式反推得到地层损失率的取值,研究大直径(D10m)与中小直径盾构隧道地层损失率的分布规律及主要影响因素。结果表明:(1)中小直径、大直径盾构隧道施工引起的地层损失率分别有93.19%在0%～2.0%、近70%在0%～0.5%之间,大直径盾构隧道施工引起的地层损失率数值更小,分布更集中;(2)中小直径、大直径盾构隧道引起的地层损失率分别随着地层条件变好、地层渗透性的变小而减小;(3)两种直径盾构隧道的地面最大沉降与地层损失率均具有一定的线性相关性;(4)隧道覆土深度比与地层损失率的相关性较弱;(5)中小直径盾构隧道引起的地层损失率随着地层黏聚力、内摩擦角以及弹性模量的增大而逐渐减小。研究成果可为今后相关地区类似隧道工程施工诱发的地面沉降预测和施工控制提供科学参考。     

基于FLAC2D数值方法的盾构隧道地层损失率研究

盾构隧道施工中,提前预测隧道开挖引起的地层及邻近建筑变形对于减少施工对既有建筑的危害是必要的。本文从实用且快速评估的角度出发,提出基于FLAC2D数值方法的地层损失率研究,在模拟盾构隧道开挖过程中引入地层损失的概念,简化开挖步骤,充分考虑了隧道开挖引起的地层与邻近建筑的变形效应。经实例验证,该方法行之有效,且针对武汉某隧道下穿断面,提出地层损失率控制在2%以内,开挖顺序为C/B/A的最优施工方案。     

盾构隧道上覆淤泥地层对地表沉降的影响分析

依托深圳地铁11号线车公庙站~红树湾站盾构区间隧道工程,基于监控量测和数值模拟,就隧道上覆淤泥地层对地表沉降的影响进行分析。分析表明了淤泥地层会显著地增大地表沉降和沉降槽影响范围,并得到了地表沉降随淤泥地层分布深度、分布厚度的变化规律。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

南京典型地层盾构隧道地表沉降分析

以江苏省南京市宁和城际TA03标段铁—春盾构区间隧道为例,结合现场实测地表沉降数据,对南京典型地层下盾构施工引起的地表沉降规律进行了分析。结果表明,地表沉降受地层稳定性影响较大,硬质地层占比越高,地层稳定性越好,盾构施工产生的地表沉降值越小;地层稳定性越高,纵向地表由隆起变形转为沉降变形的速度越慢。     

砂卵石地层盾构施工地表沉降预测与控制

地表沉降是隧道施工中一项重要风险,盾构掘进引起土体沉降有开挖时水土压力不平衡等多种原因。在北京地铁4号线某区间施工中采取了控制排土量、紧凑衔接各工序、及时同步注浆与二次补浆等控制措施。大大减小了土体沉降量。实测地表沉降量比采用FLAC3D软件对地表沉降模拟得出的预测土体沉降量小很多。     

盾构区间地层损失率等参数的研究

盾构法在地铁区间隧道的施工上发挥着重要的作用,然而盾构施工过程中不可避免地会引起地层损失,如何通过监测数据更精确地计算地层损失率等参数是工程界长期研究的问题。通过对北京地铁房山线北延工程的3个盾构区间实测数据的分析,选取符合Peck公式的主测断面,然后通过Originlab将实测数据拟合成Peck公式曲线,从而可以反推出地层损失率以及沉降槽宽度系数,可为北京地区卵石地层盾构区间地层损失率以及沉降槽宽度系数的取值提供依据。     

复合地层盾构引起地表沉降塌陷研究综述

在复合地层盾构开挖掘进中,常常会遇到密闭舱内土砂粘结、涌水和涌沙等若干问题,从而导致地表沉降、地面塌陷等事故。国内外学者对复合地层地表沉降、支护力与土体位移关系以及地面塌陷机理进行了大量研究,将相关研究成果依据研究方法分类,从理论分析、模型试验和数值模拟对研究现状进行总结。建议对复合地层各覆土层沉降规律、支护力不足时的破坏形状,影响极限支护力因素的粘聚力、内摩擦角及地下水渗流进行深入研究,通过数值模拟分析各覆土层沉降曲线,利用模型试验研究复合地层地面塌陷机理,总结各覆土层沉降规律和地面塌陷模式,从而提出更加适用于复合地层的地表沉降计算公式和地面塌陷破坏模型。     

砂卵石地层浅埋盾构隧道开挖面稳定模型试验

为探究浅埋砂卵石地层对盾构开挖的响应及开挖面的稳定性规律,设计了土压平衡盾构精细模拟装置,并开展室内模型试验研究。试验分析了浅埋砂卵石地层盾构开挖面变形对地表沉降、沉降槽形态的影响,得到了开挖面的破坏模式及变形破坏细观过程,并与纯砂地层试验进行对比。研究结果表明:(1)不同空间位置土体对开挖面位移的敏感性不同,但土体的破坏规律相似;(2)随开挖面位移增大,地层沉降–开挖面位移曲线表现出不敏感阶段、缓慢线性沉降阶段、加速沉降阶段、快速线性沉降阶段等4个阶段的规律;(3)浅埋情况下土体未出现局部失稳,经历弹性变形、弹塑性破坏之后直接发展为整体失稳破坏;(4)砂卵石土沉降槽两侧在对称性上存在差异;(5)浅埋砂卵石地层中盾构开挖对侧面土体影响范围较小,对前方土体影响范围较大。     

砂卵石地层盾构施工对地层扰动与地表沉降的影响分析

以成都高漂石含量砂卵石地层为研究对象,采用PFC2D模拟了双线隧道盾构掘进时对砂卵石地层的扰动规律,并通过Midas有限元模拟分析了双线隧道盾构掘进时的地表沉降规律.结果 表明砂卵石地层在掘进过程中将形成一个倒三角的松动区,并引起掌子面前方土体向此区域移动,最终形成楔形移动面;同一里程处隧道引起的地表沉降随着盾构推进呈增大趋势,根据监测数据显示,地表沉降规律与模拟结果基本一致;双线盾构施工时,左右两侧的地表沉降相互影响,最大沉降位置将随着开挖方向发生偏移,并呈中心轴线沉降量最大,两侧地表沉降亦呈现出基本对称分布的规律.     

盾构穿越不同地层的地表沉降规律及预测研究

城市盾构隧道穿越不同地层时的地表沉降规律的预测和研究对隧道影响范围以及周边环境影响区域的确定有着显著作用。文章以南京某地铁线路为背景,收集并整理分析了该地铁线路盾构施工全过程的地表沉降实测数据,结合地层分布规律选取了3种盾构穿越的主要地层（分别为软塑状态粉质黏土地层、硬塑状态粉质黏土地层以及砂土地层）作为分析对象进行统计,分析了盾构隧道穿越不同地层下纵向和横向沉降规律,并提出了适用于南京地区的修正Peck公式。研究结果表明：（1）纵向地表变形变化规律基本呈线性,盾构通过后距离隧道断面直径4D～6D范围内,地表沉降急剧发展,后趋于稳定;（2）横向沉降曲线基本符合正态曲线,并在此基础上提出了南京地区的修正Peck公式;（3）通过已有实测数据对文章提出的修正Peck公式进行了验证,检验了文章提出公式的适用性。相关研究成果对南京地区的盾构隧道设计及施工有一定实际意义。     

不同节理倾角对红层地区偏压隧道围岩稳定性的影响

以达州至万州高速公路沙坝湾隧道靠近洞口偏压段为研究对象,采用数值模拟的方法,研究了红层地层不同节理倾角下隧道围岩力学响应、变形特性。研究表明:红层地层中节理倾角对围岩应力和变形有较大的影响;当节理倾角与偏压坡面垂直时,隧道周边围岩水平方向应力与变形最大;当节理倾角与偏压坡面平行时,隧道周边围岩竖直方向应力最大。     

卵石地层盾构施工地层分层沉降特点及减沉技术

盾构隧道近二十年来在国内地铁建设过程中得到了大量应用,但其施工"后遗症"时有发生.这些后遗症在不同地层中表现出不同特点,对于砂卵石地层盾构施工的最明显沉降特征是在施工完成一月到数月后地表发生突发性沉降坍塌.基于此种情况,国内许多学者针对砂卵石滞后沉降机理开展了大量研究,但大多数认为其具有随机性.文章结合已有的研究成果,...     

盾构穿越富水砂卵石地层的地表沉降及离散元分析

盾构法是地下工程施工中较为常用的一种施工方法。在进行双向平行隧道盾构施工时,隧道之间会存在相互影响。以西安地铁六号线为例,结合相关地层数据,采用离散元软件（MatDEM）模拟了盾构隧道下穿砂卵石地层,研究了不均匀地表荷载对砂卵石地层隧道地表沉降的影响。研究表明：砂卵石地层中盾构掘进引起的地表沉降形状为V形;随着地表荷载大小增加,地层内部应力大小和边界处受力最大值也会明显增大。     

基于时空关系的盾构开挖地表沉降规律

基于武汉地铁四号线某区间隧道盾构开挖引起的地表沉降数据分析,考虑地表沉降的时空关系,将地表沉降划分为无影响阶段、前期沉降阶段、通过阶段、盾尾空隙沉降阶段、工后沉降阶段,并给出了各个阶段的大致范围及其地表沉降占总沉降的比值。通过对Mindlin解引入时间参数,针对不同阶段地表沉降影响因素进行分析,在前影响距离范围内,盾构机与土体的摩擦力和地层损失对地表沉降的影响占优,在后影响距离范围内,地层损失对地表沉降起到了绝对的控制作用,前期沉降阶段的土层隆起与正面附加推力、摩擦力有关,而正面附加推力、摩擦力和注浆压力导致了工后沉降阶段的土体回弹,由此获得了实时地表沉降预测的理论公式。研究结果表明:理论预测值与实测值能较好的吻合,该公式能够较为准确地实时预测地表沉降。     

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。     

南昌砂土地层盾构隧道地表沉降特性研究

目前地铁施工中关于砂土地层盾构隧道地表沉降的相关研究较少。基于南昌地铁部分区间的监测数据,运用了回归分析的数学方法,对相应的地表沉降进行了分析和研究,得到了地表沉降规律。研究结果得到的基于南昌砂土地层的Peck公式,并依据部分区间的施工参数统计,取得了一系列施工参数优化的措施。这些成果既是对南昌砂土地层地铁施工的有效总结,又可为其他砂土地层地区地铁的施工提供参考。     

复合地层盾构施工土仓压力对地表沉降的影响

鉴于上软下硬复合地层不仅具有软岩地层的不稳定性,又有硬岩的强度。如果在该种地层盾构施工的土仓压力控制不当,易造成地面塌陷。文章以深圳地铁五号线工程地质条件为实例,通过FLAC3D有限元软件对上软下硬地层条件下盾构施工土仓压力的变化对周边土体位移的影响进行了数值模拟,并与实测结果进行对比。研究表明:在上软下硬复合地层中,掘进时应保持较高的土仓压力与掌子面的压力平衡,地表沉降的范围与沉降的最大值都随着土仓压力的增大而减小。计算所得沉降曲线与实测沉降曲线基本吻合,可为类似工程提供借鉴。     

盾构施工引起地层和桩基础沉降特征研究

针对太原地铁2号线双塔西街站-大南门站区间隧道近距离侧穿太原公交公司住宅楼盾构施工存在的巨大安全隐患,运用MIDAS/GTS软件对左、右线隧道先后开挖贯通后,隧道周围地层变形情况及桩基础沉降、侧移进行了预测分析。结果表明:盾构隧道开挖贯通后地表沉降符合Peck沉降槽规律;隧道开挖引起土体变形进而使得桩基发生沉降,且桩基上下部分发生相反方向的侧移;模拟计算值与监测值较吻合,可采用该计算结果研究并指导施工。     

建筑物对盾构隧道施工引起地面沉降模式的影响

本文以盾构隧道施工引起的地面沉降为对象,研究邻近地表建筑物的存在对其发生发展的影响。以具体工程为依托,以实际工程监测和数据分析为主要手段,研究得出：在有邻近地表建筑物存在时,地表沉降曲线形状与无建筑物存在时相似,均符合高斯曲线的形式;区别在于有建筑物存在时,地表沉降曲线的峰值要比无建筑物存在时小,曲线的反弯点离隧道轴线的距离要比无建筑物存在时远;说明了地表建筑物的存在以及建筑物基础与地基相互作用提高了盾构隧道穿越地基土层的刚度,对盾构隧道引起的地表沉降有控制作用。在盾构隧道施工及监测的过程中,可依据该特点合理布设有无地表建筑物存在情况下的监测测点,并对盾构隧道引起的建筑物及地标开裂现象做出合理的预测。