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硬质岩层盾构掘进引起国保单位白塔振动预测与控制技术 被引量：2
1
作者 蔡袁强 谢况琴 +5 位作者 袁宗浩 孙宏磊 黄勇 曹秒凤 曹志刚 梁旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1064-1072,共9页
硬质岩层盾构掘进施工引起的环境振动会对邻近文物建筑产生不利影响。针对硬质岩层盾构掘进振源特性复杂和文物保护单位容许振动指标严苛的难题,基于之江路输水管廊隧道近距离侧穿白塔工程,系统介绍了一种基于实测与模拟相结合的振动反... 硬质岩层盾构掘进施工引起的环境振动会对邻近文物建筑产生不利影响。针对硬质岩层盾构掘进振源特性复杂和文物保护单位容许振动指标严苛的难题,基于之江路输水管廊隧道近距离侧穿白塔工程,系统介绍了一种基于实测与模拟相结合的振动反分析法,在此基础上开展了硬岩地层盾构掘进引起白塔振动响应预测分析,并分别从盾构施工参数和PVC空心减振屏障两方面进行白塔减隔振技术研究。结论如下:硬质岩层盾构掘进振源主要由盾构掘进过程中的刀盘转动、滚刀切削坚硬岩体诱发;盾构施工参数中掘进速度与振动响应表现出较好的相关性,降低盾构机掘进速度,振动响应全频段显著下降;PVC空心桩对中高频段具有较好的减振效果,在白塔范围内平均减振率可达50%。 展开更多
关键词 硬质岩层 盾构掘进 振动反分析 白塔 放大效应 PVC空心桩
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超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工交界面温度场研究——以北京东六环改造工程冻结联络通道为例 被引量：1
2
作者 李明 王磊 +3 位作者 崔灏 陈红蕾 孙长松 杨哲 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期352-360,共9页
为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管... 为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管片交界面温度场及交界面冻结壁厚度等进行分析。结果表明:1)冻结过程中冻结管前部的非循环段长度会显著影响交界面处的冻结效果,交界面冻结壁厚度随非循环段长度增加而减小;在北京东六环工况下,冻结管间距为1 m时,非循环段长度达到450 mm冻结壁无法在56 d内闭合。2)单排管叠加冻结能显著提高交界面的冻结壁厚度及冻结管容许最大非循环段长度,而等管距的环形单圈冻结同直线单排管冻结无明显差距。3)冻结交界面为弧形时,交界面冻结壁厚度较管片为平面时有显著增加;非循环段长度为300 mm时,上壁厚度比平面管片增加了15%,下壁和侧壁则增加了35%,可以认为管片弧度对交界面冻结有利。4)冻结壁与隧道管片交界面是冻结壁的薄弱位置,在冻结施工中应尽量减小非循环段长度,并重点关注交界面处的温度变化,积极冻结及开挖过程中应对交界面位置做好保温,防止施工过程中交界面位置化冻引起地下水击穿冻结壁,造成涌水涌砂事故。 展开更多
关键词 冻结法 超大直径盾构隧道 界面温度场 联络通道 数值模拟
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盾构隧道施工诱发邻近单桩的振动响应规律
3
作者 赵广资 李克金 +3 位作者 李春林 仇晖 马悦 汪优 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期295-303,共9页
为了探究盾构施工引起的不同桩-隧间距下的单桩动力响应规律,依托济南地铁4号线某工区,采用离散元与有限差分耦合法(DEM-FDM),结合现场实测数据,建立隧道结构-土体-桩二维动力耦合模型。利用DEM模拟岩土材料的特性,结合FDM对混凝土结构... 为了探究盾构施工引起的不同桩-隧间距下的单桩动力响应规律,依托济南地铁4号线某工区,采用离散元与有限差分耦合法(DEM-FDM),结合现场实测数据,建立隧道结构-土体-桩二维动力耦合模型。利用DEM模拟岩土材料的特性,结合FDM对混凝土结构的高效动力计算,模拟距隧道18 m范围内不同桩-隧间距下的单桩动力响应工况,并对盾构施工振动时程数据和频谱特征进行监测与分析。研究结果表明:1)盾构隧道施工引起的邻近桩振动响应随桩-隧间距的增加呈现出幂函数或指数型衰减规律,其中,桩顶的衰减较不显著,桩底及与隧道同埋深的部位衰减较为显著;2)基于桩-隧间距的不同,影响范围可分为强影响范围(<3 m)、中强影响范围(3~9 m)、中弱影响范围(9~12 m)、弱影响范围(>12 m)4部分;3)随着桩-隧距离的增加,振动信号中的高频成分逐渐消失,而低频成分则能够传播较远距离,仍会引起桩的伴随振动;4)盾构施工振动产生的能量90%以上集中在0~64 Hz,低频段振动对结构的影响更加显著。 展开更多
关键词 硬岩地层 盾构隧道 施工振动 离散元与有限差分耦合 桩-隧间距 动力响应
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考虑土拱效应的盾构隧道施工地表沉降预测 被引量：4
4
作者 胡达 肖超 +4 位作者 梁小强 孔纲强 黎永索 蒋磊 杨仙 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期783-793,共11页
城市地铁盾构隧道施工时,其上覆土体会产生应力转移和位移传递,为准确预测深埋盾构隧道施工过程中引起的地表沉降,基于能量法考虑“土拱效应”影响下的地层损失计算模型,开展了盾构施工地表沉降预测方法研究。首先,综合考虑隧道施工方... 城市地铁盾构隧道施工时,其上覆土体会产生应力转移和位移传递,为准确预测深埋盾构隧道施工过程中引起的地表沉降,基于能量法考虑“土拱效应”影响下的地层损失计算模型,开展了盾构施工地表沉降预测方法研究。首先,综合考虑隧道施工方法及“土拱效应”等因素,对Loganathan公式进行优化改进,采用Terzaghi理论计算土拱作用下的土体回弹变形,建立考虑土拱效应的圆形盾构隧道施工地表沉降预测模型;其次,基于弹性Maxwell-Betti功互换定理,考虑圆形盾构隧道衬砌支护作用,通过构建两组不同受力状态下的弹性力学模型计算模型,推导出能量法理论下隧道施工引起的地层损失理论解析式;最后,针对5个典型盾构隧道工程案例进行对比研究和预测分析。结果表明:考虑土拱效应的预测方法更加有效,预测结果更接近实际监测沉降值,验证了该方法在盾构隧道工程中具有较好的适应性和可靠性。 展开更多
关键词 盾构隧道 能量法 地表沉降 土拱效应 地层损失
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考虑随机场的地铁致地表振动概率密度演化分析
5
作者 郑中元 杜牧青 刘新源 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第1期116-122,共7页
地基土作为地铁运行振动波传播的重要媒介,土壤性质的空间变异性对振动响应有重要影响.以往的车致环境振动研究中,地基土常选用为确定性参数,本文将随机场理论引入到土壤性质变化的动力分析中,对地基土横截面进行参数随机性赋值,基于概... 地基土作为地铁运行振动波传播的重要媒介,土壤性质的空间变异性对振动响应有重要影响.以往的车致环境振动研究中,地基土常选用为确定性参数,本文将随机场理论引入到土壤性质变化的动力分析中,对地基土横截面进行参数随机性赋值,基于概率密度演化理论对盾构隧道内地铁列车引起的环境振动开展研究,获得了地表振动响应的上下限和概率密度分布信息.结果表明:土体随机特性对地表振动位移和加速度的标准差影响显著,距离轨道中心线距离越近,土体随机场的干扰越小,振动位移和加速度的概率密度分布越集中;土体随机场使得地表振动响应呈现出正态分布特性;地表振动响应的最大值出现在地铁列车经行的中间时刻. 展开更多
关键词 概率密度演化理论 随机场 地基土 盾构隧道 地铁
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高速铁路单洞双线盾构隧道的振动和传播规律分析
6
作者 肖明清 薛光桥 +3 位作者 何应道 徐晨 徐巍 王春晖 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期1-8,42,共9页
针对高速铁路单洞双线盾构隧道的振动传播问题,建立轨道-隧道-场地的2.5维有限元-基本解耦合模型,采用有限元模拟轨道与盾构隧道结构,结合弹性空间格林函数表征围岩介质。通过计算移动轮轨力作用下的动力响应,结合弹性波理论分析振动传... 针对高速铁路单洞双线盾构隧道的振动传播问题,建立轨道-隧道-场地的2.5维有限元-基本解耦合模型,采用有限元模拟轨道与盾构隧道结构,结合弹性空间格林函数表征围岩介质。通过计算移动轮轨力作用下的动力响应,结合弹性波理论分析振动传播规律。结果表明:隧道上方场地的竖向振动由顶部纵波主导,两侧竖向振动由横波控制;当土层波阻抗从隧道围岩向地表递减时,隧道顶部扩散的柱面纵波经土层界面后趋近平面波特性,侧方横波经界面透射后竖向位移分量显著降低。单洞双线隧道振动分布呈现显著频率相关性:低频振动(0~20 Hz)在隧道正上方地表响应最大,高频振动(40~80 Hz)在偏离隧道中心线一定距离处达到峰值。隧道结构对20 Hz以上振动产生遮挡效应,导致下方围岩振动向上绕射衰减。地表竖向位移分布由频率相关的隧道辐射模式控制,分层土中的波阻抗变化使纵波成为地表振动主导成分。研究揭示了单洞双线盾构隧道振动传播的三维空间特性,明确了低频振动集中传播与高频振动侧向辐射的差异化规律,为城市高铁隧道减振设计提供理论依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 环境振动 2.5维有限元-基本解 弹性波 单洞双线隧道 高速铁路
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滨海地区地铁隧道盾构法联络通道渣土改良技术研究
7
作者 姜鹏 张崇 +3 位作者 李刚 董子博 邓岳保 朱瑶宏 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第1期44-49,共6页
[目的]土压平衡盾构机在滨海地区黏性土层推进过程中,常发生泥饼、出土不顺、土仓闭塞等现象。为满足盾构掘进要求,需对黏性土层渣土改良技术进行研究。[方法]依托宁波地铁5号线联络通道粉质黏土盾构工程,通过渣土改良试验确定最优泡沫... [目的]土压平衡盾构机在滨海地区黏性土层推进过程中,常发生泥饼、出土不顺、土仓闭塞等现象。为满足盾构掘进要求,需对黏性土层渣土改良技术进行研究。[方法]依托宁波地铁5号线联络通道粉质黏土盾构工程,通过渣土改良试验确定最优泡沫剂质量分数和最佳泡沫剂注入比,将试验成果应用于联络通道盾构施工现场以检验改良技术的可靠性,基于有限元法分析渣土改良前后盾构施工对场地土层变形的影响。[结果及结论]通过试验确定最优泡沫剂质量分数为3%,最佳泡沫剂注入比为20%。将试验成果应用于联络通道盾构施工现场渣土改良,发现场地土层改良后盾构刀盘扭矩和推力均显著下降,且刀盘处未形成泥饼,现场施工处于良好状态。有限元法分析表明,渣土改良后地面沉降虽有所增加但数值较小。 展开更多
关键词 地铁隧道 滨海地区 联络通道 盾构法 渣土改良技术
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超大直径隧道机械法横通道施工下的结构响应
8
作者 郑镇跡 谢典延 +2 位作者 邱桐 苏栋 陈湘生 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3194-3207,共14页
为揭示机械法横通道施工全过程对超大直径盾构隧道结构的力学扰动机制,以广州海珠湾隧道区间横通道工程为例,详细介绍国内首个机械法横通道与超大直径盾构主隧道同步施工的工艺设计。在此基础上,进一步建立精细化的三维仿真模型并结合... 为揭示机械法横通道施工全过程对超大直径盾构隧道结构的力学扰动机制,以广州海珠湾隧道区间横通道工程为例,详细介绍国内首个机械法横通道与超大直径盾构主隧道同步施工的工艺设计。在此基础上,进一步建立精细化的三维仿真模型并结合现场实测数据验证,深入分析横通道机械顶管法施工全过程对超大直径盾构隧道结构体系的力学扰动特性。研究结果表明:预制箱涵在顶进过程中产生了向靠背侧3.1 mm的水平附加变形;破洞后,钢套筒在洞门上下全切环与两侧半切环接缝处出现局部应力集中,最大应力达266.3 MPa;施工过程中,主隧道管片受力和变形均表现出显著的阶段性变化:顶切阶段,反力架上部传力构件处管片出现约3.06 MPa的局部拉应力,同时该处正弯矩增至670.9 kN·m;破洞及拆撑完成后,洞门两侧应力集中现象明显,最大压应力增至22.91 MPa。此外,切削侧负弯矩减少54.1%;施工过程中,全切环管片轴力逐步下降,最终拱顶轴力损失46.3%、切削侧几乎降至0,而半切环拱顶和拱腰轴力却增加20.85%和36.5%;通道破洞施工导致主隧道各部位变形增大,拱顶变形增幅为26.7%~50.1%,而靠背侧及切削侧分别增大11.9%~43.6%、28.1%~65.9%。研究结果为理解机械顶管法横通道施工对超大直径盾构隧道的影响机理提供重要的依据,并为今后同类工程的设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 超大直径 盾构隧道 机械法 横通道 结构响应
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交流牵引地铁隧道对油气管道电磁干扰影响的仿真分析
9
作者 龙意仁 李易 +2 位作者 李鲲鹏 陈霞 曹晓斌 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期113-117,122,共6页
[目的]目前,我国数个城市开始规划25 kV交流供电制式地铁线路,不可避免地会有油气管道与地铁隧道并行区段,地铁运行期间的交流干扰易造成油气管道发生电解腐蚀,从而造成安全事故,为了地铁与油气管道的安全运行,需对交流牵引的地铁隧道... [目的]目前,我国数个城市开始规划25 kV交流供电制式地铁线路,不可避免地会有油气管道与地铁隧道并行区段,地铁运行期间的交流干扰易造成油气管道发生电解腐蚀,从而造成安全事故,为了地铁与油气管道的安全运行,需对交流牵引的地铁隧道与油气管道间的耦合作用进行研究。[方法]使用CEDGS接地仿真计算软件对隧道进行仿真建模,研究不同方法施工的隧道对油气管道交流干扰的影响规律。[结果及结论]仿真研究结果发现:矿山法施工的隧道对油气管道的交流干扰抑制效果要高于盾构法施工的隧道;油气管道首末端感应电压压差主要和其与接触网位置耦合关系有关;油气管道涂层耐受电压受地表电位和管道感应电压的双重影响。 展开更多
关键词 地铁隧道 盾构法 矿山法 油气管道 交流牵引 电磁干扰
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超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工关键技术——以北京东六环改造工程为例
10
作者 王磊 杨哲 +3 位作者 董世卓 孙长松 王恒 陈红蕾 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第9期1791-1801,共11页
为解决超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中面临的钻孔涌水涌砂风险高、造孔精度控制难、隧道支撑体系复杂、冻胀压力控制标准模糊、联络通道结构多次变径及冻土开挖效率低等关键技术难题,依托北京东六环改造工程6座冻结联络通道建设... 为解决超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中面临的钻孔涌水涌砂风险高、造孔精度控制难、隧道支撑体系复杂、冻胀压力控制标准模糊、联络通道结构多次变径及冻土开挖效率低等关键技术难题,依托北京东六环改造工程6座冻结联络通道建设项目,研发并应用一系列创新技术与施工工艺。针对超大直径盾构隧道几何特点和高水压富水地层条件,开发冻结钻孔吊篮式升降平台、高精度全站仪放线方法、大埋深高水压冻结孔口管防喷涌装置、复杂多断面变径结构工程三维可视化、旋挖钻机快速冻土掘进及650 mm管片透孔精准封堵止水等关键技术。研究结果表明:1)提出的关键技术体系有效解决了超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工钻孔涌水涌砂风险,实现了高精度安全造孔;2)改进的支撑、冷排、泄压工艺及防护门设计有效控制了冻结风险,显著提升了冻结过程的安全性与可控性;3)通过三维建模可视化指导结构施工,完成了通道结构5次变径、钢筋精准绑扎及衬砌精准浇筑等工作,并结合旋挖钻机进行冻土开挖,大幅提高了冻土的掘进效率,降低了工人的劳动强度,缩短了工期。 展开更多
关键词 超大直径盾构隧道 人工冻结法 北京东六环改造工程 富水地层 联络通道 涌水涌砂
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盾构掘进中地层损失引起地层变形的三维解析参数确定
11
作者 李新龙 周凯 +2 位作者 王亚磊 赵佳乐 刘洋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第9期85-89,97,共6页
[目的]盾构掘进将不可避免地诱发地层损失,进而引起地层变形,现有的解析解均以待定参数作为输入量,其参数确定的复杂性限制了解析解的应用,因此有必要建立地层损失与解析解待定参数的关系,简化解析解的应用过程。[方法]在Verruijt和Saga... [目的]盾构掘进将不可避免地诱发地层损失,进而引起地层变形,现有的解析解均以待定参数作为输入量,其参数确定的复杂性限制了解析解的应用,因此有必要建立地层损失与解析解待定参数的关系,简化解析解的应用过程。[方法]在Verruijt和Sagaseta隧道开挖引起地层变形解析解的基础上,结合地层损失和相对变形的概念,采用积分公式推导了解析解中所需待定参数与地层损失之间的关系;并在平面应变问题的假设条件下,得到了待定参数沿盾构掘进方向的变化公式,从而将解析解推广至了三维空间;进一步结合实际工程分析了盾构掘进时地层损失引起的地层变形规律,并与现场实测值进行对比,从而验证该方法的可靠性。[结果及结论]该方法得到的地层三维变形解析结果与工程经验相符,可以很好地反映地层变形分布规律,且与实测数据具有较好的拟合效果;采用该方法,结合Verruijt复变函数解和Sagaseta镜像解,可以得到的盾构掘进时地层中任意一点由于地层损失引起的三维变形,进而实现盾构掘进引起地层变形的预测。 展开更多
关键词 盾构隧道 地层变形 解析方法 地层损失
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盾构全过程掘进引起的地表位移简化计算方法
12
作者 齐永洁 廖星川 +3 位作者 木志远 周建 陈峰 魏纲 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2321-2334,共14页
为探究盾构全过程掘进引起的地表位移规律,考虑盾构掘进引起的刀盘附加推力p_(1)、盾壳侧摩阻力p_(2)、盾尾附加注浆压力p_(3)及土体损失影响,通过将均布荷载转化为集中力的方式进行简化运算,基于Mindlin解及随机介质理论对4个影响因素... 为探究盾构全过程掘进引起的地表位移规律,考虑盾构掘进引起的刀盘附加推力p_(1)、盾壳侧摩阻力p_(2)、盾尾附加注浆压力p_(3)及土体损失影响,通过将均布荷载转化为集中力的方式进行简化运算,基于Mindlin解及随机介质理论对4个影响因素引起的地表竖向位移简化计算公式进行推导,提出地表位移简化计算方法,依托3个典型工程案例计算各因素引起的地表位移并将简化法计算值与传统积分法计算值、实测数据进行对比验证,进一步分析关键参数变化对各因素位移计算值的影响规律以及对简化法准确性的影响规律,总结简化法的适用条件。研究结果表明:简化法计算获得的地表位移与积分法计算值、实测数据较为接近,三者的变化曲线相互吻合;影响p_(1)引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是隧道深径比H_(d),而p_(1)取值及土体泊松比μ的影响则较小,当H_(d)>1.4时,其计算精度能控制在95%以上;p_(2)、μ、H_(d)的取值对p_(2)引起的地表位移计算结果的准确性影响均较小,计算精度能控制在96%以上;影响p_(3)引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是μ和H_(d),p_(3)取值的影响较小,当0.245<μ<0.410、H_(d)>1.8时,计算精度能控制在95%以上;影响土体损失引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是内摩擦角φ,土体损失率ε和H_(d)的影响较小,当φ<30°时,计算精度能控制在95%以上;总的来看,μ、φ、H_(d)是影响简化方法准确性的主要参数,在0.245<μ<0.410、φ<30°、H_(d)>1.8的工况中,简化方法的准确率在95%以上,适用于大部分黏土、砂土、粉砂土地层。 展开更多
关键词 盾构隧道 地表位移 简化方法 参数影响 准确性分析
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盾构隧道穿越在建PBA车站风险控制技术研究 被引量：1
13
作者 余鹏 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期148-156,共9页
为解决有限地下空间范围内不同工程间空间位置冲突、施工工期矛盾等问题,新建工程近距离穿越既有或在建工程成为常态。以北京地铁某新建盾构隧道穿越在建PBA暗挖车站为背景,对盾构穿越施工自身风险和既有结构风险进行梳理并提出一系列... 为解决有限地下空间范围内不同工程间空间位置冲突、施工工期矛盾等问题,新建工程近距离穿越既有或在建工程成为常态。以北京地铁某新建盾构隧道穿越在建PBA暗挖车站为背景,对盾构穿越施工自身风险和既有结构风险进行梳理并提出一系列结构加固措施,制定并实施专项监测方案以验证结构加固和风险控制效果,采用有限元软件模拟盾构隧道穿越PBA车站施工过程,得到穿越工程对既有结构造成的变形结果,采用现场监测数据对数值模拟结果进行验证,进而分析盾构穿越引起的PBA车站结构变形规律。研究表明,穿越前对PBA车站钢管柱顶端进行C35素混凝土回填、对小导洞拱部初支背后反复补偿注浆,穿越过程中动态优化盾构机施工参数,严格控制盾构姿态和推进速度,穿越后对第二层横通道初支下部进行注浆加固等工程措施可以有效降低盾构施工对周围土体和既有结构的扰动,确保施工风险安全可控。监测结果显示,钢管柱累计沉降3.8 mm,累计平面位移3.5 mm,小导洞初支向上隆起5.8 mm,拱顶累计最大沉降7.4 mm,各项变形指标均在安全可控范围内。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 暗挖车站 PBA法 数值模拟 监控量测
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土压平衡盾构半舱掘进模式下的开挖面稳定性分析
14
作者 郑维刚 张涛 +4 位作者 吴兴林 李海龙 张宏志 陈鹏 舒计城 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期217-222,226,共7页
[目的]在上软下硬或风化岩层等复杂地质环境下,土压平衡盾构满舱掘进模式施工时,渣土液位过高,刀盘产生过大扭矩,盾构耗能大。因此,实际常采用半舱掘进模式施工,降低开挖舱内渣土液位。然而液位过低会增加开挖面失稳风险,故有必要研究... [目的]在上软下硬或风化岩层等复杂地质环境下,土压平衡盾构满舱掘进模式施工时,渣土液位过高,刀盘产生过大扭矩,盾构耗能大。因此,实际常采用半舱掘进模式施工,降低开挖舱内渣土液位。然而液位过低会增加开挖面失稳风险,故有必要研究土压平衡盾构半舱掘进模式下的开挖面稳定问题。[方法]基于极限分析法上限定理,提出了一种考虑半舱支护的三维对数螺旋线失效模型。研究了支护压力分布形式与舱内渣土高度对土压平衡盾构隧道开挖面稳定性的影响。研究结合数值模拟和失稳模型探究了舱内渣土合理高度,对多种支护模式下的极限支护压力进行了比对。讨论了覆土厚度、黏聚力、内摩擦角等因素对极限支护压力的影响。[结果及结论]增加支护介质密度可显著提高开挖面稳定性,而增大隧道直径不利于开挖面稳定。土舱支护压力梯度、舱内渣土高度、黏聚力均与极限支护压力呈负相关。 展开更多
关键词 地铁隧道 盾构法 半舱掘进 半舱系数 支护梯度 极限分析法
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基于2.5D FEM-MFS的高铁盾构隧道车致振动传播机制及环境响应研究
15
作者 徐晨 肖明清 +3 位作者 薛光桥 何应道 徐巍 王春晖 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第7期1260-1271,共12页
为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构... 为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构隧道为研究对象,通过轮轨耦合动力学与波数域场耦合分析,揭示典型工况高铁盾构隧道车致振动振源及传播规律。研究结果表明:1)高铁盾构隧道振动呈现显著的频段分化特征,30 Hz以下低频振动以围岩剪切波形式传播(波速为734 m/s),30~70 Hz频段为管片-围岩协同振动,80 Hz以上高频振动由管片弯曲波主导(波速为1 066 m/s或2 000 m/s);2)隧道内Z振级从轨道板处80.9 d B衰减至拱顶47.6 d B,隧道拱顶两侧因高阶振型出现55 d B局部放大;3)地表振动呈现非单调空间衰减特性,存在局部振动放大现象,最大Z振级46.7 d B出现在距隧道中线32 m处,满足Ⅰ类振动功能区限值要求,最大速度为1.73μm/s,满足VC-E级精密仪器容许标准;4)与典型地铁环境振动工况相比,高铁盾构隧道内具有Z振级较低、地表环境振动高频分频振级较低,但随距离衰减缓慢的特征。 展开更多
关键词 高铁地下线 盾构隧道 环境振动 2.5D有限元-基本解方法
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砂土地层盾构隧道下穿既有管道掌子面被动极限支护压力计算
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作者 张潜 路志旺 +3 位作者 崔鼎 赵威 叶友林 商诗健 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第6期1112-1119,共8页
为探究砂土地层盾构隧道垂直下穿既有管道过程中掌子面前方土体的被动失效区及极限支护压力的影响因素,首先,基于数值模拟方法,分析隧道掌子面与既有管道之间水平间距对前方土体被动失稳区及其极限支护压力的影响规律。在此基础上,将所... 为探究砂土地层盾构隧道垂直下穿既有管道过程中掌子面前方土体的被动失效区及极限支护压力的影响因素,首先,基于数值模拟方法,分析隧道掌子面与既有管道之间水平间距对前方土体被动失稳区及其极限支护压力的影响规律。在此基础上,将所得数值模拟最不利工况下的掌子面前方土体被动失效区域特征与极限平衡理论框架相结合,提出一种适用于隧道垂直下穿既有管道的三维极限平衡理论模型,该模型由上部倒棱台、既有管道和下部对数螺旋楔形体3部分组成,并系统推导相应工况下掌子面被动极限支护压力的计算公式。最后,通过理论解与数值模拟结果的对比,验证所提理论模型的准确性与适用性。研究结果表明:1)当既有管线位于掌子面前方约隧道直径的水平距离处时,其对掌子面极限支护压力及前方土体破坏模式的影响程度最大;2)土体内摩擦角、管道埋深及管隧间距对掌子面被动极限支护压力影响显著;3)当内摩擦角较大时,支护压力随管隧间距呈正相关增长;4)在小内摩擦角条件下,管隧间距变化对支护压力的敏感性显著降低。 展开更多
关键词 盾构隧道 被动失稳 极限支护压力 极限平衡法 下穿既有管道
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深江铁路珠江口海底隧道设计关键技术
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作者 宋超业 刘文骏 +2 位作者 贺维国 于勇 吕书清 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第8期1561-1576,I0034-I0049,共32页
以目前我国埋置最深(115 m)、水压最大(1.06 MPa)的海底隧道珠江口隧道为工程背景,采用工程类比和综合比选的方法,对复杂环境铁路海底隧道的设计关键技术,包括总体施工方法选择、盾构段设计、矿山段设计、海域对接和斜井降水设计等进行... 以目前我国埋置最深(115 m)、水压最大(1.06 MPa)的海底隧道珠江口隧道为工程背景,采用工程类比和综合比选的方法,对复杂环境铁路海底隧道的设计关键技术,包括总体施工方法选择、盾构段设计、矿山段设计、海域对接和斜井降水设计等进行研究,提出结合不同区段地质情况及关键因素采用盾构和矿山组合工法。研究结果表明:1)盾构管片厚度根据最大水压力分段设计,接缝防水采用内外双道三元乙丙弹性密封垫的布置形式;盾构换刀根据不同水压考虑采用常压换刀、减压限排换刀或设置检修点一次性通过不良地层的模式。2)矿山法段隧道结构承受水压力根据地质条件差异确定,按0.2 MPa进行核算,防排水考虑超前注浆控制排水量,排水系统可维护。3)盾构-矿山法海域对接优先采用开挖拆机硐室方案,同时预留盾构原位拆解的条件;邻近海域隧道斜井穿越透水地层时,采用降水可以保障地层稳定。 展开更多
关键词 铁路隧道 海底隧道 盾构-矿山组合 防排水 复杂环境 高水压
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地铁隧道大流速地层联络通道冻结施工技术
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作者 薛茹镜 于娇 +2 位作者 侯宇迪 黄怀宁 王绮绮 《铁道建筑》 北大核心 2025年第6期136-142,共7页
依托卵石地层某地铁区间联络通道兼废水泵房冻结施工工程,整理了大流速条件下冻结温度场的实测数据,分析了地下水流速和流向对冻结效果的影响,以及采用补强冻结措施后的冻结效果。结果表明,冻结期间土体温度下降大致分为4个阶段:快速降... 依托卵石地层某地铁区间联络通道兼废水泵房冻结施工工程,整理了大流速条件下冻结温度场的实测数据,分析了地下水流速和流向对冻结效果的影响,以及采用补强冻结措施后的冻结效果。结果表明,冻结期间土体温度下降大致分为4个阶段:快速降温阶段、水潜热释放阶段、稳定降温阶段、冻结维护阶段。随着冻结深度的增加,土体的温度逐步降低。冻结管内侧区域温度发展较外部区域低8~10℃,内部冻结发展更快。联络通道顶端冻结效果优于底端;对于通道侧墙范围,左侧侧墙冻结效果优于右侧。通过对地下水流速、流向监测,结合冻结管纵向测温技术,确定了工程薄弱区域为受地下水流影响最大的区域,即位于右线副孔面的中下部位置。通过通道补孔、注浆施工等补强措施,有效地减小了地下水流对冻结效果的影响,各测温孔温度较补强前下降了4~7℃,表明补强措施有效。研究成果可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 盾构隧道 人工冻结法 地铁 联络通道 大流速卵石地层 现场实测 补强措施
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基于极限分析上限法的隧道掌子面稳定性分析
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作者 孙来 李智 肖克锋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期83-88,共6页
[目的]在隧道开挖过程中,土体开挖导致掌子面前方形成临空面,为确保土体稳定,需在掌子面上施加适当的支护压力。因此,准确量化分析隧道开挖时掌子面的稳定性,并确定维持稳定所需的极限支护压力,具有关键意义。[方法]采用极限分析上限法... [目的]在隧道开挖过程中,土体开挖导致掌子面前方形成临空面,为确保土体稳定,需在掌子面上施加适当的支护压力。因此,准确量化分析隧道开挖时掌子面的稳定性,并确定维持稳定所需的极限支护压力,具有关键意义。[方法]采用极限分析上限法,构建了一种可根据掌子面基本参数进行优化搜索的二维隧道掌子面破坏机构模型。通过推导内功率和外功率的计算公式,将掌子面稳定性分析问题转化为非线性优化求极值问题。在此基础上,计算了掌子面的安全系数与极限支护压力,并将计算结果与现有文献及OPTUM G2数值软件的计算结果进行了对比,验证了本方法的准确性和可靠性。此外,还深入探讨了土体黏聚力、内摩擦角及埋深比对掌子面稳定性的影响。[结果及结论]掌子面的稳定性随土体黏聚力和内摩擦角的增大而增强,表明黏聚力和内摩擦角对掌子面稳定性具有积极影响;随着隧道埋深比的增加,掌子面稳定性逐渐降低;然而,当埋深比达到足够大时,掌子面破坏机构的形状趋于稳定,此时掌子面稳定性几乎不再受埋深比的影响;此外,内摩擦角的增大能够减弱埋深比对掌子面稳定性的影响。 展开更多
关键词 盾构隧道 极限分析上限法 掌子面稳定性 安全系数 极限支护压力
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复杂岩溶地质条件下城际铁路9 m级盾构机选型研究
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作者 李忠伟 鲁伟 井向阳 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期53-57,共5页
在城市地下轨道交通工程建设过程中,合适的盾构设备选型是隧道施工的关键因素,设备关键部件的科学合理设计是盾构安全高效掘进的核心。深惠城际龙城站—龙岭工作井区间隧道沿线存在岩溶、复合地层、长距离硬岩等复杂地质问题,基于地层... 在城市地下轨道交通工程建设过程中,合适的盾构设备选型是隧道施工的关键因素,设备关键部件的科学合理设计是盾构安全高效掘进的核心。深惠城际龙城站—龙岭工作井区间隧道沿线存在岩溶、复合地层、长距离硬岩等复杂地质问题,基于地层适应性、施工风险、工期造价等因素开展9 m级盾构机选型研究。结果表明,采用EPB/TBM双模式盾构是可行的,可为类似地层盾构设备选型设计提供一定的技术参考。 展开更多
关键词 城际铁路 隧道工程 盾构法 TBM 岩溶 选型设计
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