地铁盾构施工中监测技术的研究

用收敛仪和精密水准仪直接量测监测盾构隧道的成型环片的收敛和拱顶下沉情况;监测盾构掘进过程引起的地表变形情况。根据监测结果进行分析,判断盾构掘进对地表沉降的影响。对比实测数值与初始数值,绘制地面隆降时态曲线,运用回归分析法进行分析并及时反馈,以调整施工参数。     

基于现场监测的原坝子隧道稳定性分析

隧道围岩稳定性分析对隧道安全施工和运营至关重要,采用现场监测方法是判定隧道围岩稳定性最直观的一种方法。以原坝子隧道为工程背景,通过对III、IV、V不同等级围岩初期支护后拱顶下沉和周边收敛进行系统的现场监控量测,研究复杂地质条件下大断面隧道围岩的稳定性,结果表明,隧道拱顶及周边位移一般稳定期为10~15 d,累计沉降量和周边累计收敛量随围岩等级的增大而显著增大,并处于允许范围以内,说明隧道开挖方式和支护方案是科学合理的。研究成果可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测提供参考和借鉴。     

盾构隧道收敛变形倾角感知布设优化研究

为了实现采用倾角感知盾构隧道的水平收敛,通过传感器的优化布设,构建运营期盾构隧道收敛变形实时监测系统.考虑隧道拱顶埋深、接头抗弯刚度比、地层抗力系数、地层侧压力系数及地面超载等参数的作用,针对管片变形和管片接头的影响,采用解析方法提出基于倾角传感隧道收敛的计算方法,并利用误差反演算法得到该算法下最优安装位置.建立单环盾构隧道结构三维精细化数值模型,采用正交实验法得到25组工况的最优布设点,与解析方法结果进行对比验证.基于现场168天连续的监测实测数据,采用二乘法比较不同方法计算的水平收敛变化值与激光监测结果的差值平方和,进行现场验证.结果表明:对于软土地区盾构隧道典型断面,最优布设点在120°附近(以拱顶为0°),当地层信息缺失时,可选用120°位置布设倾角传感器,典型地层条件下,解析解得到的误差不超过4%,数值解分析误差不超过10%,现场监测计算误差小于10%.在现场安装条件受限情况下,给出不同地层工况条件的安装位置偏移方案及其误差修正方法.最后,分析倾角和激光监测对应的71组现场数据,相比于其他3种方法,提出的隧道水平收敛计算方法得到的结果最接近激光测量值,其差值平方和最小,稳定性最优,可作为现场监测有效手段.     

双圆盾构隧道变形分析模型与系统实现

以双圆盾构隧道为研究对象,结合工程实例,给出了双圆盾构隧道变形基准和变形量的基本模型,并推导了变形量严格的数学求解公式.针对变形分析模型,又给出了计算机分析系统的实现,以及系统应用的流程和分析实例.目前系统已应用于上海某地铁的盾构隧道施工监测中.     

盾构近距离上跨既有运营地铁隧道施工控制技术研究

结合郑州地铁3号线顺城街站—东大街站区间盾构上跨运营2号线紫荆山站—东大街站盾构区间项目,对盾构施工过程中的施工控制措施、盾构机控制参数进行了分析,并对既有运营隧道的变形规律进行了实时监测.研究结果表明,通过加强管片配筋,合理调整盾构推进参数(推进速度、土压力、出渣量),同步注浆与二次注浆相结合的方法,能够有效控制运营地铁隧道的变形,保证运营地铁安全.本研究可为相似工程建设提供参考.     

盾构推进和地表沉降的变化关系探讨

根据上海某超长盾构隧道工程监测的实践,介绍了盾构隧道监测的一般内容：地表沉降和地下管线安全监测;地面房屋沉降和倾斜观测;水位测试;土体水平位移监测和局部地段隧道沉降、净空收敛监测。并从几个方面对监测数据作了详细的分析,得出了盾构推进方向和隧道纵向的沉降变化及隧道横向沉降槽的变化规律,同时分析了盾构切口距建筑物沉降点距离和沉降量的关系,最后得出了盾构推进和地表沉降的变化规律,提出了地表沉降的5个阶段,即：前期沉降阶段;开挖面前的隆沉;通过期间沉降阶段;盾尾间隙沉降阶段和后期沉降阶段。     

基坑施工对邻近地铁隧道影响的监测与分析

针对某基坑工程段地铁保护区监测工程情况,介绍了监测方案,并对沉降、水平位移、隧道收敛和垂直度的监测结果进行整理,分析基坑施工对邻近地铁隧道的影响.各监测项目累计变化值均小于报警值,说明地铁隧道结构处于稳定状态.     

盾构隧道大修结构服役性能评价及跨尺度模拟

以延安东路越江隧道大修工程为背景,综合资料调研、现场检测以及成因分析、性能评估,提出了盾构隧道大修结构评估原则、流程与方法.基于环境、材料、构件及结构多层次评价指标体系,建立了盾构隧道大修结构区段整体性能评估方法及流程.重点针对结构收敛过大特殊区段,综合随机格构理论及Diana分析软件,提出了以材料-管片-隧道结构为主体的跨尺度模拟方法.分析了盾构隧道在不同收敛变形条件下衬砌结构开裂特征及变化规律,并提出了盾构隧道收敛变形指标.     

全站仪测洞室收敛方法和数据计算

通过全站仪在隧道施工测量应用,使收敛监测工作简单,高效.     

福州电力隧道工程穿越地铁1号线城门站安全监测分析

随着城市交通的不断发展,出现了各类隧道或地铁相互交叉、穿越的现象,做好穿越既有线的施工安全监测工作十分关键。该文结合福州电力隧道穿越地铁1号线城门站的实际情况,探讨工程沿线穿越既有线保护区范围内的安全监测控制指标、盾构推进控制参数及关键监测参量对穿越范围内地铁城门站的影响,应用分析法对项目过程中的监测信息进行分析,验证了预警可视化功能对盾构穿越既有线的工作效率相较于人工监测手段的优势,保证穿越环境中盾构的安全和掘进效率。     

盾构隧道微扰动注浆对土体强度和衬砌横向收敛的影响

软土盾构隧道横向变形直接关系到结构安全,常采用微扰动注浆方法控制。为研究隧道微扰动注浆效果,针对一段隧道双侧微扰动注浆加固后的地层,开展了静力触探试验,分析注浆对隧道周围土体的影响规律;对现场获取的土样开展了室内K₀固结不排水伸长剪切实验,获得了注浆前后土体伸长剪切强度s_u和刚度E₅₀的变化量;采用线性模型拟合注浆量和收敛值比值数据,建立了可描述相对注浆量与注浆前后收敛值比值关系的方程式,分析了注浆对收敛值降低的效果。研究结果表明,注浆使锥尖阻力提高了110.8%(注浆中心区)和97.6%(注浆边缘区),注浆加固效果呈现非均匀性;注浆后土体的s_u比注浆前提高了约112%,E₅₀提高了约132%;注浆使隧道的横向收敛累计值平均降低了约24%。利用得到的结果,可根据浆液用量对隧道横向收敛的恢复进行估算,为后续设计微扰动注浆方案治理软土盾构隧道的横向收敛提供借鉴。     

双圆盾构施工土体沉降有限元数值模拟

依托于上海轨道交通M6线9标双圆盾构区间隧道工程,对双圆盾构隧道施工力学行为进行了三维有限元数值模拟.计算中考虑了隧道开挖、管片拼装、盾尾注浆、浆液固结等主要施工步骤,分析了双圆盾构施工土体深层沉降特征,土体沉降的量值与范围,并与监测结果对比,进一步揭示了双圆盾构掘进环境土工影响特征.可为异形盾构在我国的开发应用提供参考.     

不同方位溶洞对盾构施工隧道位移影响研究

为探究溶洞方位及尺寸对隧道围岩稳定性的影响,以昆明地铁4号线岩溶区段为依托,通过Midas软件进行数值模拟,对盾构掘进工程中围岩位移及应力响应进行分析,并以实际监测进行验证.结果表明,盾构开挖时,隧道拱顶沉降3.31 mm,拱底隆起3.58 mm,拱腰收敛1.62 mm;溶洞对溶隧形心方向上位移起屏蔽作用,位移随尺寸增...     

巷道收敛监测三维动态可视化系统开发

结合传统巷道收敛仪与三维激光探测系统的优势,提出了一种巷道表面收敛变形的三维可视化方法,该方法利用激光扫描获取巷道点云数据,建立巷道三角形壳体模型.采用反距离加权插值算法,计算巷道表面的收敛量.利用收敛量与颜色索引对应的抛物线非线性增强算法,突出了关注范围内大的收敛变形.基于VS2010与HOOPS进行了系统的开发,实现了巷道表面监测收敛量三维云图的动态可视化显示.并在铁蛋山矿进行了实例应用,直观地展示了监测区域巷道收敛变形的危险区域与变形过程,系统满足工程人员对监测数据直观表达和可视化分析的需求.     

双线隧道盾构施工对临近 高层建筑物的影响分析

以北京市轨道交通6号线某区间盾构隧道工程实例为背景,针对双线盾构掘进先后通过临近高层建筑物的特殊情况,首先通过FLAC3D软件对该工程进行数值模拟,分析了先后盾构掘进两条平行隧道时地表最大沉降值的位置,以及盾构掘进与临近建筑物相互作用对地表沉降的影响;其次,对盾构掘进先后穿过高层建筑物的实测数据进行了分析,获得了双线盾构顺序穿越临近高层建筑物过程中地表沉降的变化规律;最后,分析了盾构施工对临近高层建筑物的影响.结果表明：在盾构面前方20 m作用的范围内,地表略微隆起,而盾构通过40 m后地表沉降基本稳定;后行隧道引起的地表沉降大于先行隧道引起的地表沉降;临近高层建筑物在隧道沉降槽影响范围内时,盾构施工对建筑物影响较大,而与双线隧道的先后施工顺序关系不大,数值计算和实测结果相符,对类似工程有一定的借鉴和指导意义.     

广州地铁岩土工程监测在隧道收敛位移观测中的应用

本文通过阐述全站仪法隧道收敛位移观测的原理,对全站仪收敛观测法进行精度分析,结合广州地铁工程的统计结果得出测距精度对收敛线中误差影响远远大于水平角及竖直角测角精度对收敛线中误差影响的结论,进而起到推广该方法的目的。     

智能隧道激光收敛仪的研制和应用

基于相位式激光测距原理,研制了由主机、对准调节装置和后处理软件组成的智能隧道激光收敛仪.主机有测量、编辑、计算、数据传输功能,加密监测数据、防止数据造假的功能,以及足够的存储空间.对准调节装置能够方便快捷地安装和拆卸,并能使激光点精确地对准目标.后处理软件能够处理加密数据,绘制收敛-时间曲线图和生成报表.室内试验和隧道现场实测表明,测线长度为5.0~14.0m时的施测精度为0.50~0.68mm;对比收敛计和全站仪,智能隧道激光收敛仪具有监测效率高,劳动强度低,操作简便快捷,施工干扰少等优点.     

盾构隧道修复工程中的垂直冻结加固应用

在盾构隧道的修复工程中,为了隔离损坏段和完好段的联系,防止进一步的坍塌破坏,便于进行完好隧道内的清淤排水和隧道修复工作,在隧道损坏段和完好段分界处进行垂直冻结形成冻土帷幕,并布置温度监测系统进行实时监测,通过监测数据计算和分析冻土帷幕各种参数指导隧道修复工作的进行,并同时考察隧道修复工作对冻土帷幕温度的影响.计算分析表明,该冻结系统运转稳定,监测系统布置合理,冻土帷幕强度达到了设计与施工的要求.受管片切割和连续墙施工的影响冻土帷幕温度有一定升高,但是并没有高于设计冻土帷幕温度,这些工序结束后冻土温度继续下降.     

盾构叠交穿越施工引起的既有隧道变形分析

针对上海新建11 号线盾构隧道夹穿地铁4 号线的工况, 采用数据监测的方法, 分析了先下后上穿越施工引起的既有隧道变形规律, 采用三次样条插值法对变形曲线进行了拟合, 并得出了穿越段全长纵向的变形曲率. 基于改进的隧道纵向等效化连续模型, 得出了隧道纵向变形曲率与环缝张开量的关系, 并结合行业规范, 对先下后上多层次穿越引起的既有隧道变形提出了建议控制指标. 研究结果表明: 新建隧道先下后上夹穿既有隧道时, 应控制开挖工程中的最大变形量; 内外圈的变形集中在上行线隧道中心线左右2.5 倍盾构外径范围内; 下穿施工时,外圈由于先期扰动, 沉降量较内圈更大, 先期扰动影响主要集中在外圈中心区域. 研究成果为地铁叠交穿越, 尤其是先下后上穿越既有隧道的保护提供了一定的理论基础.     

盾构法近距离下穿施工对既有盾构隧道的影响

新建隧道近距离下穿既有盾构隧道,势必会引起既有隧道不均匀变形.以北京地铁12号线西三区间盾构穿越机场专线为工程背景,提出了适合既有运营隧道纵向刚度折减的修正等效连续模型.模型以轨顶面为中性轴位置,可以较好考虑运营隧道对道床、钢轨等结构的影响.数值分析及与已有经验模型对比结果表明,修正等效连续模型预测值与监测值最吻合,验证了模型在本工程中的适应性.从隧道净距及地层性质两方面进行了参数分析,研究结论可为类似盾构下穿既有线路工程提供参考.