摘要：建筑物下方常规矿山法地铁隧道盾构接收无地面注浆加固及井点降水条件,为避免地表及建筑物变形过大且确保盾构接收无水条件,提出超前大管棚+两道端头墙+洞内回填砂浆+洞内潜埋井降水的盾构接收方案。以成都地铁5号线科园站—九兴大道站区间建筑物下矿山法地铁隧道盾构接收工程为背景,运用有限元方法分析研究建筑物下矿山法地铁隧道盾构接收地表及建筑物的沉降变形规律,并辅以现场实测手段验证。研究结果表明:基于洞内回填砂浆体及潜埋井降水的盾构接收方案地表沉降极值为3.81 mm,小于地表沉降控制值,且距矿山法隧道端头墙约35 m范围盾构掘进对地表沉降影响显著,施工期间应加强监控量测;盾构接收段正上方建筑物沉降极值为8.52 mm,亦小于建筑物沉降控制值,地表及建筑物沉降极值均位于盾构隧道轴线正上方,且现场实测值与计算值基本吻合,该洞内盾构接收技术方案合理可行且安全可靠。

摘要：为了得到施工期盾构隧道管片的连续上浮规律,基于连通器原理设计一套管片竖向位移连续监测装置,依托华东某泥质砂岩地层盾构隧道进行现场实测研究。研究结果表明:管片在脱出盾尾前12 h内呈现出“阶梯状”上浮的规律,即上浮主要发生在盾构掘进期间,而在待机期间管片上浮趋势逐渐减缓,直至停止上浮。最大上浮速率可达0.2 cm/min,主要发生在掘进期间,最大下降速率为0.15 cm/min。管片上浮增量与时间仅呈中等相关或弱相关的关系,而与所处的位置呈强相关或极强相关的关系。掘进期间,上浮增量累计占比为76.9%,是待机期间的3.3倍。

摘要：研究目的:砂卵石地层由于卵石强度高且颗粒分布无序,因此长管棚施工地层扰动大且支护效果难以保证,已成为制约隧道实际应用的一大瓶颈。本文以某轨道交通暗挖法车站为依托工程,采用理论分析、现场测试与数值模拟相结合的方法,对不同直径、不同环向间距条件下长管棚的支护效果进行了深入研究,以期揭示砂卵石地层矿山法隧道长管棚支护机理,提出最佳支护参数。研究结论:(1)砂卵石地层,暗挖隧道管棚超前支护条件下,地层沉降变形在向地表传递过程中,沿高度方向的折减率约为0.91 mm/m;(2)管棚超前支护效果对矿山法隧道工程安全具有决定性作用,须采取措施减小管棚施工扰动及相应地层变形;(3)根据单因素敏感性分析结果,地表沉降随管棚支护长度的增加而增大,随管棚环向间距的增大而增加,且基本呈正相关;(4)为有效控制地表沉降并提高工程经济效益,建议直径127 mm管棚环向间距宜为35 cm,支护长度宜为40 m;直径159 mm管棚建议环向间距宜为40 cm,支护长度宜为40 m;直径209 mm管棚建议环向间距宜为45 cm,支护长度宜为50 m;管棚直径与其最佳打设长度正相关;(5)本研究结论可为砂卵石地层矿山法隧道支护措施提供借鉴与参考。

摘要：[目的]一般情况下,盾构机均在盾构工作井主体结构施工完成后才进行始发或接收,由于诸多因素的限制,往往需要考虑盾构工作井主体结构尚未施工时进行盾构始发或接收的情况,因此需研究盾构始发与接收对盾构工作井围护结构的影响。[方法]以成都地铁某标准地下三层岛式车站为例,研究盾构工作井在未施作主体内衬结构状态下实现盾构始发与接收时的围护结构受力及变形情况,并分析了盾构始发与接收对围护结构稳定性的影响。[结果及结论]研究结果表明:无内衬状态工作井盾构始发与接收时,围护结构桩体水平位移最大值及弯矩最大值均发生在盾构工作井端墙中跨第4道钢支撑处,围护结构剪力最大值发生在盾构工作井端墙中跨底板处;当盾构工作井未施作主体内衬结构时,围护结构桩体变形及受力均有所增大,但其位移及力学指标均满足规范要求;围护结构在剪力及弯矩作用下能够满足承载能力及强度要求;无内衬状态下的工作井盾构始发与接收可提高施工效率,有效节省工期,节约工程成本。

摘要：既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求,将不含水泥颗粒且接受热固化的FGC与含有少量水泥颗粒仅接受室温固化的FGC进行了包括泊松比在内的基本力学性能测试和比较。为了从微观机制上解释力学性能的测试结果,进行了包括SEM、EDS、XRD、FTIR、Micro-CT等的分析。结果表明:常温养护下含有少量水泥颗粒的FGC各项力学性能与不含水泥颗粒并接受热固化的FGC相近,临破坏前的试件横向应变与纵向应变之比均接近1.0,均有突出的横向变形能力;掺量8%的水泥颗粒在室温条件下对FGC聚合反应的促进效果接近FGC接受高温养护,在形成更为合理的微观孔隙结构方面,改进后的FGC在常温养护条件下优于高温养护FGC。

摘要：目前对砂卵石地层开挖面稳定理论模型的研究相对较少,施工过程中盾构机支护力的施加多凭借施工经验进行。为研究砂卵石地层开挖面失稳问题,运用极限分析法上限定理,结合椭球体放矿理论,建立盾构隧道开挖面极限分析模型的计算方法,研究开挖面前方土体变形未发展至地表与发展至地的表两种工况,得到了极限支护力的上限解析解。并选取五种典型的理论分析方法验证了计算结果的正确性。结果表明:所提出的对数螺线椭球体机制得到的开挖面极限支护力受地层内摩擦角、隧道直径以及土体重度的影响较大,埋深和黏聚力的影响较小,地表超载的影响最小;其中开挖面极限支护力均随着土体重度和隧道直径的增大而线性增大,随着摩擦角增大呈现非线性减小趋势;通过与旋转破坏机制、3D对数螺线机制、FLAC^(3D)数值模拟得到的开挖面前方塌落区域的对比,所提出的开挖面前方塌落机制与数值模拟能接近地层的失效形状。

摘要：研究目的:针对近年来强震对地下工程造成的安全影响,通过实际案例剖析,明确震害类型并提出震后隧道结构安全评估方法,明确地震引起的结构破坏范围及其程度,提出围岩劣化条件下衬砌结构抗震验算思路,提出灾后隧道修复或结构补强方法,进一步从衬砌结构设计方面,提出增强隧道韧性适应大变形地层位错能力的措施。研究结论:(1)提出了活动断裂区域隧道震害三种形式,建立了隧道震害评估方法,明确结构型震害与变形型震害的分级原则;(2)基于地震引起围岩劣化与地震烈度提高,提出隧道抗震验算分析方法,明确具体抗震薄弱区域;(3)明确震后隧道整体修复方案,包含洞身临时加固方案与衬砌结构永久补强方案;(4)基于常用隧道抗错断措施存在的缺陷,从衬砌类型选择、仰拱结构与新型节段式衬砌等方面,提出更为有效的应对地层大变形需求的抗错断措施;(5)本研究成果可为震后地下工程的评估与修复提供参考。

摘要：随着盾构隧道在城市中的应用越来越广泛,盾构隧道穿越的地层及障碍物的类型也愈发多样。为满足盾构隧道运营及穿越复杂地层或绕避重要构筑物的要求,盾构隧道线型设计中多采用一定的线型坡度角。现阶段关于坡度角对于盾构隧道开挖面稳定性影响的研究尚不全面,为研究不同坡度角对砂卵石盾构隧道开挖面稳定性的影响,以某砂卵石地层土压盾构项目为依托,基于极限平衡理论模型,采用离散元数值模拟对考虑隧道线路坡度角情况下的砂卵石地层盾构隧道开挖面失稳机理进行了分析。结合线路坡度角对极限分析上限解模型进行改进,并选用现有考虑线路坡度角的极限平衡法、极限分析法理论解与数值模拟结果进行验证。研究结果表明:开挖面极限支护压力受土体摩擦力、隧道直径与土体黏聚力影响,随着隧道直径由3 m增加到15 m,掌子面支护压力逐渐增加,而随着黏聚力逐渐增大,支护压力逐渐减小至0;同样条件下掌子面俯仰角10°时的支护压力大于俯仰角水平、-5°及-10°工况;当考虑坡度角计算开挖面极限支护压力时,仰角工况相对于水平工况及俯角工况更不利于开挖面的稳定。因此,在设计阶段,设计人员需要特别关注盾构穿越地层的地质情况综合确定线型,保障后续施工安全,当盾构遇到砂卵石地层上坡时,施工人员需要严格控制土舱压力及单环出土量。

摘要：目的:为避免地铁车站修建时征地拆迁导致的巨额赔偿及工期延误,需研究分析建筑物下超大断面矿山法横向扩挖地铁车站的变形规律和受力特性。方法:依托成都地铁13号线新南门站矿山法横向扩挖盾构井工程,运用MIDAS GTS有限元程序分析研究矿山法横向拓展车站期间周边建筑物及扩挖结构的变形规律及受力特征,并针对性地提出安全控制措施。结果及结论:导洞开挖支护作业引起的建筑物沉降量最大,约占总沉降值的55%;拆除临时支撑浇筑二次衬砌和破除洞口临时立柱引起的建筑物沉降量分别占总沉降值的28%和17%,且其沉降变化速率较快;建筑物基础间最大差异沉降值为1.6 mm,满足0.2%l(l为相邻基础中心距离)控制值要求;最大倾斜值为0.00013,远小于0.003的整体倾斜控制值。地面沉降呈“双漏斗”状,沉降最大值为8.5 mm,沉降槽宽度为明挖车站结构外延30.0 m;掌子面水平变形呈现出中间大、四周小的楔形分布规律,并关于掌子面中心线基本对称;二次衬砌结构弯矩极值位于洞口周边及板墙交接处,应力集中现象显著。

摘要：盾构隧道穿越砂卵石地层掘进施工时,由于砂卵石的地层特性及施工扰动,隧道掌子面容易失稳而引发事故。为研究砂卵石地层盾构隧道掌子面稳定所需的最小支护力,结合砂卵石地层的掌子面失稳模式,在三维Murayama模型的基础上,将掌子面前方土体的滑动面形式假设为对数螺旋滑移线,结合上部松动区域的破坏机制,引入椭球体放矿理论,对传统的棱柱体筒仓模型进行改进,进一步通过极限平衡法推导出砂卵石地层的掌子面极限支护力求解公式;最后通过离散元数值模拟验证所推公式,两者的误差为3.1%。结果表明所得公式可对砂卵石地层的掌子面极限支护力进行较为精确的求解。研究成果以期为砂卵石地层掌子面极限支护力计算理论提供依据。