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数值分析结合自动化监测技术在地铁下穿工程中的应用

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铁道标准设计 2019年第3期63卷 119-125页

作者：罗勇轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043

为确保地铁双线盾构隧道长距离平行下穿既有建筑物的安全,采用FLAC3D有限差分软件建立模型,获得施工过程中地铁盾构隧道所引起的该建筑结构的变形规律及影响范围,并提出针对性的监测方案。结果表明:(1)根据理论计算及实际监测,盾构隧道... 详细信息

为确保地铁双线盾构隧道长距离平行下穿既有建筑物的安全,采用FLAC3D有限差分软件建立模型,获得施工过程中地铁盾构隧道所引起的该建筑结构的变形规律及影响范围,并提出针对性的监测方案。结果表明:(1)根据理论计算及实际监测,盾构隧道施工对既有建筑结构的影响范围为隧道上方及两侧20 m横向范围,因此应对该范围内的建筑结构进行重点监测;(2)为降低由于盾构施工造成的地层损失,及时对区间下穿既有建筑段下方隧道拱部管片外侧地层进行二次注浆加固很有必要,通过监测可知,该建筑结构最大绝对沉降值约为9.5 mm,最大差异性沉降值为10.5 mm,均满足评估单位给出的安全指标;(3)采用自动化监测手段,实时掌握建筑物的变形数据,通过调整盾构推力、土仓压力、掘进速度等掘进施工参数,最大程度降低对既有建筑结构的扰动。

关键词：地铁工程区间隧道下穿工程既有建筑数值分析自动化监测

不同水位对隧道下穿工程的影响及其加固措施优化

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不同水位对隧道下穿工程的影响及其加固措施优化

作者：乔红军北京建筑大学

学位级别：硕士

21世纪中国城市人口密度、建筑密度与高度呈快速增长趋势,地面交通拥堵,因此,人口密集城市修建地铁势在必行。随着地铁线路的增多,新建隧道下穿既有隧道的情况越来越多,地铁隧道埋深越来越低。这些现象导致地下水问题越来越突出,潜水、... 详细信息

21世纪中国城市人口密度、建筑密度与高度呈快速增长趋势,地面交通拥堵,因此,人口密集城市修建地铁势在必行。随着地铁线路的增多,新建隧道下穿既有隧道的情况越来越多,地铁隧道埋深越来越低。这些现象导致地下水问题越来越突出,潜水、上层滞水、承压水等问题给施工带来巨大的困难。而且随着季节性变化,由于降雨等原因,地下水位不断变化,为隧道工程施工增加了难度。因此,研究地下水水位变化对隧道开挖的影响已经十分必要。本文选取某隧道下穿工程为研究对象,该新建隧道处于富水砂卵石地层中,且隧道底板以下4m位置存在承压水。新建隧道距离既有盾构区间结构底部最小净距为2.5m。对现场监测数据整理分析并进行数值计算,本文主要研究内容有:(1)利用FLAC5.0软件根据实际下穿工程施工方案建立模型,通过地勘报告选取合理的地层参数。将模拟数据与实测数据对比分析,验证该模型的适用性。(2)该工程同时存在潜水及承压水,采用控制变量法进行分析。在原模型基础上改变潜水水位高度、保持初始承压水水头,分析隧道开挖后既有盾构区间结构位移及应力的变化规律,并对加固措施进行优化。(3)改变承压水水头、保持初始潜水水位,分析隧道开挖后新建隧道位移及应力的变化规律。

关键词：地下水位下穿工程数值模拟加固措施优化

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北京既有线下穿工程的特点及影响规律研究

北京既有线下穿工程的特点及影响规律研究

作者：马振超北京交通大学

学位级别：硕士

隧道下穿施工对既有线沉降变形的影响特征是评估既有线安全运营的重要组成部分。研究下穿施工对既有线沉降的影响因素和一般规律,对控制既有线沉降、确保既有线安全运营具有重要意义。本文以北京地区的下穿工程为背景,综合运用理论分析... 详细信息

隧道下穿施工对既有线沉降变形的影响特征是评估既有线安全运营的重要组成部分。研究下穿施工对既有线沉降的影响因素和一般规律,对控制既有线沉降、确保既有线安全运营具有重要意义。本文以北京地区的下穿工程为背景,综合运用理论分析、现场监测和数值模拟等方法,论述了下穿工程的特点,研究了下穿施工对既有线的影响因素和一般规律,取得了如下研究成果：（1）从邻近度和穿越形式两方面对穿越工程进行了分析,总结了下穿工程的特点,并从地层条件、结构断面的适应性、安全性、对周边环境的影响、施工进度、工程造价等方面综合对比了浅埋暗挖和盾构两种工法的适用性,为施工选择提供参考。（2）分析了新建隧道下穿施工对既有线的影响机理。指出采用浅埋暗挖和盾构法进行下穿施工时,均会对地层产生扰动,进而对既有线的隧道结构、轨道结构和线内辅助设施产生不良影响。由于盾构法施工将会对掌子面提供推力,限制掌子面前方地层向外挤压,相同条件下,盾构施工引起的地层变形量和对既有线的影响程度均低于浅埋暗挖法。（3）结合北京地区下穿施工引起的既有隧道结构、轨道结构的变形监控量测数据,总结分析了下穿施工对既有线的影响。指出新建隧道下穿施工对既有线的影响存在显著的“空间效应”和“时间效应”：既有线在1-1.5倍新建隧道洞跨范围内,将会产生明显沉降;新建隧道“下穿过程中”产生的沉降对最终沉降起控制作用。（4）采用数值模拟方法研究了浅埋暗挖隧道下穿施工时,新建隧道跨度和与既有线的垂直距离对既有线的影响规律。结果表明,随着新建隧道跨度的增大,既有线的最大沉降值和受影响范围增大,但是受影响范围和新建隧道跨度的比值有所减小;增大新建隧道与既有线之间垂直距离对既有线结构的最大沉降值影响不大,但既有线的受影响范围显著下降。

关键词：既有线下穿工程浅埋暗挖盾构统计分析数值模拟

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面波勘探在既有线下穿工程中的应用

铁道勘察 2017年第5期43卷 116-118页

作者：袁文奇廊坊市中铁物探勘察有限公司河北廊坊065000

瑞雷波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低,易于采集和识别,通过对波速的分析,能够解决浅层工程地质问题,外业效率比较高,适用于既有线路基压实质量监测。以某雨污水管隧道下穿京沪、永丰铁路为例,分析隧道下穿既有铁路工程的面... 详细信息

瑞雷波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低,易于采集和识别,通过对波速的分析,能够解决浅层工程地质问题,外业效率比较高,适用于既有线路基压实质量监测。以某雨污水管隧道下穿京沪、永丰铁路为例,分析隧道下穿既有铁路工程的面波勘探应用。

关键词：瑞雷波下穿工程路基压实质量监测

既有铁路下穿工程路基变形控制和箱桥排水技术

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建筑机械化 2020年第4期41卷 36-39页

作者：张宇亮中国铁建投资集团有限公司北京100855

介绍了既有铁路下穿工程的施工方法,分析了该类工程的主要风险源,然后结合箱涵顶推施工的全过程研究了针对路基变形风险的控制措施,并提出了交叉路段箱桥运营期的"集水井+渗井"组合排水方法。

关键词：既有铁路下穿工程路基变形控制箱桥排水

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城市隧道下穿工程中的安全风险管理

山西建筑 2008年第20期34卷 13-15页

作者：易小明张顶立北京交通大学北京交通大学隧道与地下工程教育部工程研究中心

阐述了城市隧道下穿工程中环境风险、变形风险的控制要点,结合工程实践,对风险管理中风险预评估、风险监控、过程控制指标的制订、风险的预控制和控制过程、应急预案五个要素进行了总结,从而完善城市隧道风险管理体系。

关键词：城市隧道下穿工程风险管理监测

MJS工法在杭州地铁盾构下穿工程中的应用研究

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铁路工程技术与经济 2021年第2期36卷 19-22页

作者：周章海周晓南浙江省轨道交通建设与管理协会浙江杭州310014 浙江省杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州310020

本文以杭州地铁5号线滨康路站~青年路站区间盾构隧道近距离下穿既有地铁1号线软土地质为背景,通过现场试桩试验和实际施工过程的监测数据分析,提出适用于杭州软土地层的MJS施工参数及施工工序。结果表明:对既有隧道进行MJS加固建议选择... 详细信息

本文以杭州地铁5号线滨康路站~青年路站区间盾构隧道近距离下穿既有地铁1号线软土地质为背景,通过现场试桩试验和实际施工过程的监测数据分析,提出适用于杭州软土地层的MJS施工参数及施工工序。结果表明:对既有隧道进行MJS加固建议选择"半圆"加固方式,并合理延长相邻桩的施工间隔时间,优化施工工序;在采用MJS加固后,既有隧道道床沉降、隧道收敛、水平位移累计最大值分别为-4.23 mm,3.04 mm,1.54 mm,既有隧道结构变形得到了有效控制。研究结论可为软土地区盾构穿越工程提供参考。

关键词： MJS工法软土地层盾构隧道下穿工程现场实测变形控制

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某快速路主线下穿工程总体设计探讨

黑龙江交通科技 2016年第5期39卷 19-19,22页

作者：魏鑫苏州市东振路桥工程有限公司江苏苏州215000

结合某快速路下穿工程对其总体设计要点进行探讨,基于建设条件分析基础上给出路线平面设计、横断面设计、纵断面设计方案。

关键词：快速路下穿工程总体设计

下穿高速铁路工程线路临时加固体系及安全评价方法

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下穿高速铁路工程线路临时加固体系及安全评价方法

作者：吴斌广西大学

学位级别：硕士

随着我国城市交通的不断发展,城市道路与既有运营铁路线路发生交叉的现象不可避免。公铁交叉路口采用箱涵下穿既有铁路施工方法时,在不中断既有铁路线路持续运营的前提下,确保下穿工程安全、平稳、可靠地进行是一个值得关注的问题。基于... 详细信息

随着我国城市交通的不断发展,城市道路与既有运营铁路线路发生交叉的现象不可避免。公铁交叉路口采用箱涵下穿既有铁路施工方法时,在不中断既有铁路线路持续运营的前提下,确保下穿工程安全、平稳、可靠地进行是一个值得关注的问题。基于此,本文以柳州市航二路延长线下穿柳南客专工程为背景,采用理论研究、现场监测与数值模拟相结合的研究方法,对箱涵下穿高速铁路工程线路临时加固体系及安全评价方法进行了研究。研究的主要内容如下:(1)研究了现有箱涵下穿铁路工程线路临时加固一般方法,并对铁路线路架空加固机理进行了分析,结合柳南客专下穿工程的技术关键,提出了预应力钢筋混凝土横抬梁结合D型便梁的铁路线路临时加固方法,该加固方法在保证列车安全持续运营的同时,能最大限度地缩减营业线上施工的程序,从而提高施工进度。(2)基于智能监测技术,采用静力水准仪器、自动化测量机器人,应变传感器、高清摄像系统及无线信号接收器等设备,设计了柳南客专线路临时加固体系的监测方法,在对监测数据实时采集的同时,施工现场画面能够高清显示。依据相关技术规范及现场实践经验,对监测数据进行控制值、预警值及报警值三级管理,监测结果显示铁路线路临时加固结构变形及受力均在控制预警值范围以内,表明加线路临时固体系安全可靠。(3)研究了列车动荷载产生机理,采用考虑车辆的速度、车辆振动特性、路况及线路的平顺性等因素的人工激励拟合函数法模拟列车动荷载,并运用Matlab软件绘制列车动荷载时程曲线。采用Midas/GTS有限元软件,计算不同荷载工况作用下线路临时加固体系的变形特征及受力情况,结果表明列车车速在45 km/h-60 km/h区间时,线路临时加固结构对列车动荷载的振动作用效应较敏感,考虑到实际行车条件下其他不可控的影响,为了保证列车运营的安全,建议列车通过线路临时加固区的行车速度控制在45 km/h。(4)针对线路临时加固体系的受力特点及变形特征,建立了线路临时加固体系综合安全评价指标体系,提出了基于结构安全储备的综合安全度概念。采用基于层次分析法(AHP)与均方差法(MSE)综合赋权线性组合的方法确定安全评价指标的权重,并建立了线路临时加固体系综合安全评价模型。最终得到在限速45 km/h情况下,柳南客专线路临时加固体系综合安全度为2.9>1,表明该线路加固体系结构安全,且有着较高的安全储备。

关键词：下穿工程线路临时加固施工监测有限元分析安全评价