管幕预支护隧道施工变形特性相似模型试验研究

基于相似理论分析管幕结构模型试验的相似关系,通过试验合理选取和配制了相似模型试验材料,考虑管幕横向连系进行了管幕预支护隧道相似模型试验,研究了不同管幕布置型式、不同管幕间距、不同管间横向连系等情况下,隧道开挖引起管幕结构和地层变形特性。研究结果表明,在当前模型尺寸条件下,"门"字形管幕施工比"口"字形管幕引起地层变形增大28.3%左右,大间距管幕施工引起的地层变形值比小间距增大约10%,不考虑横向连系管幕施工引起地层变形显著增大,其相对于有横向连系工况变形增大约30%。实际工程中建议采用小间距、"口"字形布置的管幕,并加强管幕间的横向连系,可有效控制管幕结构和周边地层的整体变形。     

管幕和横梁作用下大断面开挖变形响应研究

基于管幕与横梁作用下大断面开挖相似模型试验,研究开挖引起的管幕变形和地表沉降变化规律.为充分研究参数变化对管幕变形和地表沉降的影响,运用有限元软件建立三维数值模型,以此模型为依据,分析管幕抗弯刚度和横梁抗弯刚度对管幕变形和地表沉降的影响,并根据模糊数学理论对最优刚度匹配进行研究.研究结果表明：管幕结构整体变形类似于“板”,且关于中间管幕对称,管幕跨中断面地表沉降呈“凹槽”型,符合Peck曲线分布;管幕变形和地表沉降均与横梁刚度和管幕刚度呈指数函数关系,且对横梁刚度变化更为敏感;管幕刚度与横梁刚度分别为0.5D和2K时,可以兼顾安全性与经济性.     

新管幕结构受力模式及关键技术分析

沈阳地铁九号线奥体中心站采用Steel Tube Slab管幕工法建造覆土超浅埋暗挖地铁车站.对新管幕结构的纵向和横向受力模式进行研究,阐述了管幕结构的作用机理,并对管幕结构的抗弯承载力和抗剪承载力计算理论进行讨论,给出了相应的计算公式.结合奥体中心的施工工况,对管幕结构的内力进行计算.随着右侧导洞贯通时,与左侧导洞相比较,跨中正弯矩增加8%,最大负弯矩减小17.8%.管幕结构沿纵向跨中最大变形为6.46mm.研究结果对新管幕工法的应用和推广具有参考意义.     

STS新管幕构件抗弯性能试验研究及数值模拟

基于2榀STS(Steel Tube Slab)新管幕构件的抗弯试验,研究STS新管幕构件的破坏形态及受力机制。为充分研究支护参数对新管幕构件抗弯性能的影响,运用ABAQUS建立STS新管幕构件的有限元模型。以此模型为依据,分析钢管厚度、翼缘板厚度、螺栓直径、混凝土强度、钢管间距、翼缘板焊接等参数对新管幕构件抗弯性能的影响规律。研究结果表明:钢管厚度、翼缘板厚度、螺栓直径和混凝土强度对构件的极限承载力影响不明显;钢管间距改变对构件的极限承载力影响较大;下翼缘板焊接对构件的极限承载力影响极大。研究结果可为新管幕结构的应用提供理论依据。     

浅埋暗挖隧道管幕施工经验

结合一项隧道工程的管幕施工,对管幕基本单元的φ299长钢管就位作业进行阐述,并将其施工经验在操作要点和质量控制措施中穿插介绍,旨在为管幕法施工积累经验。     

新管幕构件横向锚固力学特性试验

目的提出一种运用通丝螺纹杆连接的地下新管幕结构,通过试验验证新管幕结构横向锚固构件的锚固性能.方法采用与实际工程相同的锚固试件进行拉拔试验,进而得出不同锚固构件的荷载-位移关系曲线、拔承载力及破坏形态.结果新管幕横向锚杆试验主要产生锚杆拉断与锚杆粘结破坏两种破坏形式.锚杆设置螺母及钢板等措施可以提高抗拉拔力,当锚固长度不小于200 mm时,抗拔力主要取决于锚杆强度.改变拉拔顺序对试件的拉拔力有影响,建议锚杆间距至少要大于300 mm,否则需要考虑"群锚效应"影响.结论通丝螺纹锚杆设置螺母及钢板等措施对增强锚固性能有很大的帮助,且锚杆间距较小时存在群锚效应,这种锚固方法能够满足工程的需求.     

管幕-箱涵下穿运营铁路线地层变形分析及控制技术

基于管幕-箱涵顶进工法施工的数值仿真模型,对涵洞斜穿铁路线施工过程中的地层变形规律进行分析,提出采用"有线仪器导向,一次性跟管钻进法"技术和控制箱涵顶进轴线位置、顶进速度和顶进力等地层沉降控制措施,并对箱涵顶进过程中的地层沉降进行现场监测.结果表明:管棚的沉降主要发生在开挖面前段10m范围内;管幕-箱涵施工过程中地层变形主要是由管棚和箱涵对土体的挤压扰动引起的;本文提出的地层沉降控制措施可将沉降控制在15mm以内.     

地下支护新型管幕结构横向刚度的等效方法与实例验证

地下支护新型管幕结构具有异型断面和复杂界面相互作用的特点,使得大型地下施工开挖数值模拟的开展较为困难.本文建立了地下支护新型管幕结构的数值计算模型,基于面积和刚度等效原理,将新型管幕结构管内和管间两部分简化为两种弹性材料,通过理论计算与数值模拟相结合的方法分别确定了两种材料的弹性模量.结合实际工况,根据上述横向刚度等效方法对沈阳某地铁车站采用新型管幕结合PBA工法施工工况进行数值建模,分析了土体和结构的力学响应规律.采用弹簧模拟管幕结构和土体相互作用,探究了原模型和其简化模型的结构受力和整体变形规律.研究结果表明:简化模型能够反映原模型中管间连接薄弱的特点,两种模型的受力分布和横纵向变形较为吻合且误差较小;同时两种模型弹簧变形所对应的土体压缩量占结构变形的比例相近,二者的偏差率在1.55%以内.研究结果可为新型管幕支护的大型开挖数值模拟分析提供依据.     

STS新管幕工法钢管顶进现场试验

采用STS(steel tube slab)新管幕工法建造沈阳地铁九号线奥体中心站.通过钢管顶进现场试验,对顶管过程中的地表竖向变形及顶管顶力进行监测.经过对监测数据的整理分析,重点研究了顶管过程中地表竖向变形及顶力的变化规律,总结出顶管顶进过程中地表横断面变形规律及地表变形随顶进距离的变化规律,并对其变形机理展开分析.根据顶管顶力监测值得出STS新管幕特殊顶管形式下适合沈阳地区的顶力估算方法,对STS新管幕工法的应用及发展具有重要的参考意义.     

FCSR新型管幕构件抗弯性能试验研究及数值分析

基于翼缘板-槽钢连接的新型管幕构件(flange-channel steel roof，FCSR)室内抗弯试验，研究了FCSR新型管幕构件的工作机理和破坏模式.为充分研究钢管壁厚、翼缘板厚度、混凝土强度和钢管间距等结构关键参数对FCSR管幕构件抗弯性能的影响，通过ABAQUS软件建立了FCSR管幕构件的有限元模型.研究结果表明:构件发生明显的延性破坏，具有较高的横向刚度；钢管壁厚和混凝土强度对构件承载力具有一定的影响，翼缘板厚度对承载力影响不明显，钢管间距对承载力影响较为明显.研究结果可为新型管幕结构的应用提供一定的依据.     

地下工程防水的施工质量控制重点

新的《地下工程防水技术规范》GB50108—2008提高了地下工程防水等级标准,地下工程防水质量控制在工程建设项目中始终是重点和难点,地下工程防水的施工质量事故时常发生。因此,在地下工程防水施工中要强制执行新的地下工程防水技术规范,合理组织施工。其中基础桩桩头防水是重点。     

地下工程管理模式探讨

为充分发挥地下工程效益,促进地下工程管理单位良性发展,加快地下管理现代化的进程,结合地下工程的特点和管理现状,探讨公益性地下工程管理模式。     

浅议地下工程防水的施工质量监督

地下工程防水质量监督在工程建设项目中始终是重点和难点,其中的地下工程防水的施工质量事故经常出现。新的地下工程防水技术规范GB50108—2008于2009年4月1日实施,提高了地下工程防水等级标准,因此,在地下工程防水施工中要强制执行。     

浅埋暗挖隧道管幕冻结法温度场数值模拟

随着城市隧道和地下工程建设环境的日趋复杂,为了不影响城市地面交通正常运行秩序,地下隧道多采用暗挖工法。以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段为工程背景,根据现场冻结实测数据,通过有限元软件对积极冻结期隧道全断面进行冻结壁温度场数值模拟。结果表明:数值模拟温度变化结果与实测温度数据基本一致,冻结壁在50d时形成交圈,冻结90d时冻土帷幕平均厚度达到2.32m,交圈前20d积极冻结期,冻结管之间土体温度变化速率为-0.58℃/d,交圈后维护冻结期,该点温度变化速率为-0.22℃/d,说明冻结壁交圈前土体变化速率更快,研究结果可为类似的采用管幕冻结法施工隧道提供了参考依据。     

STS管幕结构横向抗弯刚度计算模型及参数优化

STS (steel tube slab)管幕工法是一种新型的地铁暗挖支护体系，由于管幕结构的变形机理尚不明确，管间连接参数需要进一步优化，阻碍了STS管幕工法的应用和推广.本文建立STS管幕结构的有限元模型，并结合室内试验验证有限元模型的合理性，系统性研究翼缘板厚度和螺栓直径对管幕结构横向抗弯刚度的影响规律，然后结合SPSS统计分析软件和归一化处理方法得出，螺栓直径和翼缘板厚度的比值在2.0~2.5时STS管幕结构的变形最合理.结合室内试验和有限元分析结果，建立了STS管幕结构横向抗弯刚度计算模型，并通过室内试验评估了该模型的正确性，计算误差均在20%以内.     

地下工程防水施工质量的保证措施

地下工程防水质量控制在建设项目施工中始终是难点,地下工程防水的施工质量事故经常出现,很多工程因漏水渗水而无法交工。因此,《地下工程防水技术规范GB50108——2008》提高了地下工程防水等级标准,在地下工程防水施工中必须要强制执行。     

地下工程安全建设面临的机遇与挑战

21世纪是地下空间资源大力开发利用的新纪元,以深长隧道为代表的地下工程建设蓬勃发展,不断向"长洞线、大埋深、高应力"方向发展,我国交通隧道建设规模和难度均居世界首位。由于人们对地下工程突发灾害灾变机理缺乏系统的科学认识,缺少有效的监测和预警方法,导致重大地质灾害长期处于被动防治局面。重大地质灾害防控已成为隧道安全建设面临的重要挑战。在系统整理国内外研究资料的基础上,以突涌水和围岩垮塌灾害为代表,系统阐述灾变机理、灾变演化过程模拟方法、灾害监测预警与灾害主动调控技术,结合世纪工程川藏铁路与渤海湾通道工程,论述了中国地下工程建设面临的机遇和挑战,并对地下工程重点突破方向进行了相关探讨,可为地下工程灾害领域的研究提供借鉴。     

探讨地下工程的现状及其发展前景

随着我国建筑业的迅速发展,地下工程也逐渐被人们所重视。地下工程为扩展地下空间,充分利用空间土地资源具有重大的意义。本文概述了我国地下工程发展的现状和趋势,介绍了我国地下工程现有主要施工方法及技术状况,并展望了我国地下工程的发展前景。本文对于从事相关的人员具有借鉴与指导意义。     

地下工程的抗浮优化设计

根据多年来对地下工程抗浮设计的经验,结合规范及工程实例,提出针对地下工程抗浮设计的优化方法及应验算的部位。对不同基础形式的地下工程抗浮设计提出较为统一的设计模式,对地下工程的设计具有指导意义。     

地下工程防水设计几个应予以关注的问题

地下工程防水是系统工程，需要设计、施工、监理、质量监督多方配合才能确保地下工程防水主体结构的防水质量。依据《地下工程防水设计规范））GB50108—2008防水设计是质量保证的前提。地下工程防水设计是从事地下工程防水设计者应重点关注的问题。