摘要：以湛江湾跨海盾构隧道工程为背景,应用数值分析方法,建立了单环衬砌结构的三维有限元精细模型,研究了在不同水头作用下单环管片结构以及接缝部位的变形情况。采用修正惯用法得出在最大水头作用下管片结构的内力分布,由此推算出管片内、外侧的环向钢筋应力,并与现场的应力监测数据进行对比。研究表明:1)高水压作用下,单环管片衬砌的变形呈现"横鸭蛋形",且管片结构变形和接缝张开量均与外水压力变化呈线性关系;2)作用水头每增加10 m,衬砌结构中各接缝张开量绝对值约增加0.5mm;3)采用修正惯用法计算得到的钢筋应力与实测结果较为吻合,较好地反映了隧道管片的实际受力状态。

摘要：采用Plaxis三维有限元分析软件,建立有限元模型,模拟基坑开挖施工过程,研究基坑与邻近地铁隧道距离、基坑开挖深度及盾构隧道管片厚度等参数变化对隧道管片收敛变形的影响。由已知工程的实测数据验证了模型的有效性。研究结果表明:基坑与隧道距离的影响最大,管片厚度的影响次之,基坑开挖深度的影响最小。

摘要：盾构隧道的施工和运行过程中,隧道管片变形过大会缩短其使用寿命,甚至发生结构破坏。因此,隧道管片的变形研究尤为重要。现通过数值模拟方法,分析了管片的竖向位移与水平位移的分布规律,发现注入压力和顶推压力与管片的最大变形量成正相关,杨氏模量和埋深则与最大位移量负相关。其中,弹性模量与埋深对管片变形量的影响显著,注浆压力次之,顶推压力最小,可以忽略不计。

摘要：为深入探究小半径曲线盾构隧道开挖对地表沉降和管片结构变形的影响,采用ABAQUS有限元工具对曲线盾构隧道开挖过程进行了全面细致的模拟,分析了不同曲线半径和千斤顶推力比下盾构隧道施工过程中地表和管片结构的变形规律。研究结果表明:小半径曲线隧道施工较直线隧道地表沉降和管片结构变形明显增大;小半径曲线段盾构隧道横向地表沉降槽呈非对称分布,沉降槽向曲线内侧偏移,曲线半径越小,沉降、偏移越大;管片结构拱顶与拱底的水平变形受曲线半径影响不大,拱腰处受曲线半径影响较大。为控制地表不均匀沉降,建议小半径盾构隧道施工千斤顶内外侧推力比要尽可能控制在1∶1~1∶2;随着内外侧推力比的增大,拱腰外侧水平变形最大增长大于拱腰内侧。在设计和施工过程中,需特别关注曲线段管片的支护和结构设计,以减小变形差异对隧道安全和稳定性的影响。

摘要：为研究盾构下穿既有盾构隧道施工过程中既有隧道管片环分块变形规律,依托北京地铁19号线盾构近距离下穿7号线既有盾构隧道的工程实例,采用FLAC3D软件建立考虑管片分块拼装的三维计算模型,并结合实时监测技术对盾构穿越过程中既有隧道管片环分块变形进行监测。研究结果表明:在盾构近距离下穿既有线施工过程中,既有线管片沉降呈现“双峰式”,且新建隧道先行盾构上方既有隧道管片沉降更大;既有线管片整体向新建隧道掘进方向偏移,管片环分块水平位移程度在不同点位表现出差异化,其中各环两侧管片的水平位移最为明显且互相对称,拱顶和拱底仅发生整体偏移;既有隧道受后行盾构掘进影响时间较先行盾构更长,引起既有线管片向开挖方向偏移量更大,引发的管片水平位移也更加显著。既有线在发生整体偏移的同时,管片向两侧发生水平位移,最终管片水平位移表现取决于管片整体朝下穿隧道掘进方向的偏移量与管片环自身形变的叠加作用。

摘要：研究目的:为揭示盾构竖井垂直顶升过程隧道变形响应特征,研制盾构隧道内垂直顶升工艺的模型试验装置,开展顶升过程试验研究,探索顶升阶段上覆土层的合理破坏范围、所需顶升反力及隧道变形规律。借助有限元法分析盾构竖井垂直顶升阶段隧道的变形,与试验结果对比分析,并讨论隧道变形对不同加固方案的敏感性,提出隧道变形合理控制思路。研究结论:(1)垂直顶升阶段上覆土层破坏特征不遵循现有研究的经验假定,现有研究对上覆土层破坏机理和形态的认识存在不足,提出的顶升力经验计算法也存在明显误差;(2)顶升反力作用使管片环缝外侧张开及剪切错动,纵缝内侧张开,管片纵向特性受顶升反力的影响更大;(3)开口环用特殊管片可减小张开量,但加剧了环间剪切错动趋势,实际工程不适合用特殊管片;(4)管片变形与环缝接头刚度呈反向非线性关系,刚度增大5倍后变形趋于稳定,实际工程仅需增大环间底部接头刚度;(5)管片外侧注浆加固能有效抑制顶升施工诱发的隧道变形,合理加固范围为管片底部30°,现有成果提出环向120°或全周加固不妥,造成浪费且增加了施工风险;(6)本研究成果可为盾构竖井垂直顶升施工法的应用和推广提供借鉴和参考。

摘要：湛江湾隧道作为国内代表性的跨海盾构隧道工程,具有高水压、长距离和海水环境下确保管片耐久性等技术难点。本文介绍了湛江湾跨海隧道衬砌结构优化设计方案,通过对监测资料的分析,研究了高水压作用下隧道管片及环向钢筋的受力特性,基于三维精细有限元模型揭示了整环管片在外水压力、土层侧压力系数影响下的受力及变形规律。研究表明:(1)管片环内、外侧钢筋应力变化在监测全程经历了四个阶段,自管片拼装结束后的初始阶段钢筋应力波动较为明显。(2)实测与数值结果均表明高外水压作用下管片环受力以"整体受压"为主。(3)管片环结构变形量与外水压力呈线性关系,且受到土层侧压力系数的影响。随着外水压增大,管片环变形模式由"横椭圆"发展成"整体向内压缩"。(4)坚硬土层中外水压力的提升将减缓管片环整体"横椭圆"变形趋势;软弱土层中外水压力的提升则导致隧道结构整体受压状态加剧。

摘要：为确保济南隧道穿黄段盾构法隧道施工期及运营期安全,提出了大直径水下盾构隧道综合监测系统。综合利用光纤传感技术、LabVIEW虚拟仪器技术、数据库技术,建立了集方案录入、管片变形监测信息实时获取及数据无线传输功能于一体的信息采集与处理系统。设计了下穿黄河薄弱段的管片变形监测方案并进行了传感器的选型安装。利用LabVIEW多源信息监测平台和WEB端监测平台分别进行了系统现场调试和远程监控,对现场的监测信息进行分析处理与预警,全天候保障施工安全,并且通过历史数据储存查询功能可进一步预测隧道的长期稳定性,实现了对大直径水下盾构隧道管片的实时监测。实际应用表明,监测系统能够良好的反映管片变形情况,保证盾构隧道的安全推进。

摘要：由于受地形及地物的影响,城市地铁盾构隧道的线间距常常较小。结合北京地铁亦庄线某区间工程设计实例,采用有限单元法对近距离并行盾构隧道施工期间的力学行为进行了模拟计算,定量地分析了近距离并行隧道施工时隧道上方土体沉降及隧道衬砌管片变形受到不利影响的情况,计算结果表明对盾构隧道所穿越的软弱地层进行加固是一种非常有效的工程措施。

摘要：针对现有盾构施工隧洞纵向变形检测方法的不足,提出了一种基于深度学习和激光点云的检测方法。该方法通过RandLANet分割隧洞点云,提取管片作为变形计算的基础,然后分别利用RANSAC和LSM对隧洞中轴线和各断面椭圆曲线进行拟合,计算隧洞的纵向变形量。实证分析表明,隧洞分割的m_IoU达到了58.98%,计算得到的最大的凹陷变形量为3.08mm。该方法能够有效地检测隧洞的变形状况,为盾构施工提供了一种精确、可行的检测方法,有利于隧洞自动化检测管理的发展。