中央高校基本科研业务费专项资金(2012JBZ013)
- 作品数：13 被引量：294H指数：8
- 相关作者：张顶立张成平王梦恕房倩李倩倩更多>>
- 相关机构：北京交通大学北京市市政四建设工程有限责任公司中铁十四局集团有限公司更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 暗挖重叠地铁隧道地表变形特性分析被引量：39
- 2014年
- 城市地下工程建设中，交错重叠隧道施工对地层的多次扰动通常无法避免，对周围环境产生一系列负面影响，对于地铁隧道穿越北京市老城区，此类问题更加突出。依托北京地铁6号线北海北至南锣鼓巷区间隧道工程，该工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程，采用数值模拟和现场实测相结合的方法，对5种典型断面在不同开挖顺序、不同空间位置关系、不同超前深孔注浆厚度下的地表变形特性进行研究，取得以下认识：（1）“先下后上”施工方式引起的地表最大沉降值及沉降槽宽度都比“先上后下”施工方式小，更有利于隧道的整体稳定性。（2）随着双线隧道角度的增大，双线隧道逐渐接近，地表变形显著增大。当双线隧道角度大于60＆#176;时，地表最大沉降值超过30 mm的控制标准，需要采取深孔注浆的方式对地层进行预加固。（3）随着注浆厚度的加大，地表和隧道拱顶最大沉降值逐渐减小。综合考虑经济效益和过大注浆压力的不利影响，建议注浆厚度定为1.5～2.0 m。（4）实际监测数据显示采取超前深孔注浆后地表沉降满足控制标准，表明超前深孔注浆加固方式可以有效减少双线隧道开挖引起的地表沉降和沉降槽宽度，降低隧道开挖对周围环境的影响。研究成果可为今后北京同类工程提供参考。
- 台启民张顶立房倩孙毅于富才孟猛
- 关键词：隧道工程重叠隧道地表变形开挖顺序
- 城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型被引量：21
- 2012年
- 以隧道上覆地层作为研究对象,基于突变理论,建立城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型,利用该模型可计算得到隧道上覆地层厚度的临界值,并将该临界值作为地面塌陷发生与否的判据。分析预测模型可知影响地面塌陷的因素主要包括:隧道上覆地层厚度及物理力学性质、地下水位、隧道开挖跨度和无支护空间长度等。一般情况下,隧道上覆地层厚度越小、地层物理力学性质越差、地下水位越浅、隧道跨度越大或无支护空间长度越长,越容易产生地面塌陷。因此,在城市隧道施工中,应尽量减小开挖跨度和无支护空间长度,或对隧道上覆地层进行有效地加固,以避免地面塌陷事故的发生。工程应用表明:理论预测结果和现场实测数据基本吻合,验证了地面塌陷预测模型的合理性。
- 张成平王梦恕张顶立李倩倩
- 关键词：城市隧道地面塌陷影响因素
- PBA大直径盾构隧道扩挖车站施工的关键技术被引量：7
- 2015年
- 北京地铁十四号线采用外径为10 m的大直径土压平衡盾构进行地铁施工.由于盾构隧道扩挖车站施工具有盾构设备利用率高、建设进度快、环境影响小的优势,将台站采用盾构隧道已形成的中洞结合PBA法(洞桩法)扩挖而成,解决了盾构区间施工速度快与车站施工速度慢之间相互矛盾的问题.本文重点分析PBA大直径盾构隧道扩挖车站的工法特点,明确车站结构形式及施工步序,对施工过程中盾构掘进控制、管片拼装与拆除、纵梁与管片的连接、初支及二衬施作等关键技术进行了研究.施工完成后,实测数据显示地表沉降满足控制要求.研究结果可为类似工程提供参考及借鉴.
- 孙长军张顶立郑昊汪乐
- 关键词：地铁施工大直径盾构洞桩法扩挖
- 深圳地铁富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征研究被引量：4
- 2014年
- 为研究富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征,文章通过室内试验对深圳地铁国贸至老街区间隧道的地层物理力学参数进行了测定和分析,结果表明:(1)该区域地层存在较大孔隙和微裂隙且相互贯通,土体压缩性高,固结沉降大;(2)地层倾向于散粒体,含水量大且含砂多,施工排水易冲刷夹带松散颗粒而导致地层损失难于控制;(3)地层强度低,隧道开挖时围岩稳定性差。以上因素导致此类地层具有开挖影响范围广、地层沉降大并易发生地表塌陷的显著特征。实测地层沉降验证了试验结论的正确性,国贸至老街区间隧道开挖引起的地表沉降最大值约为193.5 mm,地表沉降槽宽度约为80 m,并发生了2次地表塌陷事故。可见,隧道开挖引起的地层沉降与地质条件密切相关,通过地层物理力学特性预测隧道开挖引起的地层沉降是必要的和可行的。
- 张成平张顶立韩凯航王剑晨
- 关键词：浅埋隧道施工软弱围岩地层沉降
- 富水砂卵石地层泥水盾构施工地层变形规律被引量：20
- 2013年
- 研究目的:富水砂卵石地层颗粒间空隙大、无黏聚力且灵敏度高,在此类地层进行大直径盾构隧道施工所引起的地层变形规律尚不明确。本文以北京地下直径线为依托,通过对地表沉降和深部土体水平位移的实测和分析,得出富水砂卵石地层盾构隧道施工引起地层变形的基本规律。研究结论:(1)通过对盾构刀盘改造,可使富水砂卵石地层泥水盾构施工引起的地表沉降显著降低,隧道两侧深部土体的水平位移也相应降低,说明合理的盾构刀盘设计对富水砂卵石地层变形控制至关重要;(2)盾构隧道掘进过程中,最大沉降发生在盾构通过阶段,地表沉降的纵向影响范围约为盾构隧道工作面前方1.25倍隧道洞径和工作面后方4.15倍隧道洞径;(3)盾构刀盘改造前后,Peck公式均可以很好地拟合地表沉降槽曲线,但地层损失率和沉降槽宽度系数有一定变化;(4)研究成果可为类似工程提供借鉴及参考。
- 王振飞张成平王剑晨
- 关键词：泥水盾构施工富水砂卵石地层变形PECK公式
- 无水大粒径漂卵砾石地层土压平衡盾构施工渣土改良分析被引量：42
- 2015年
- 土压平衡盾构在砂卵石地层掘进时,会出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,刀盘、刀具和螺旋输送机磨损严重等问题,通过渣土改良是解决上述问题的有效手段。因此,本文以北京地铁9号线砂卵石地层中的盾构隧道工程为背景,进行了采用膨润土和泡沫改良后渣土的现场试验及施工性能分析。试验结果表明:采用膨润土和泡沫作为混合改良添加剂对渣土进行改良能够显著降低盾构的推力和扭矩以及渣土温度;膨润土和泡沫混合注入后在掌子面形成的泥膜具有良好的保压性,能有效提高盾构停机状态下的安全性。
- 郭彩霞孔恒王梦恕
- 关键词：土压平衡盾构砂卵石地层渣土改良泥膜
- 浅埋暗挖法下穿既有盾构隧道的变形特性分析被引量：54
- 2014年
- 北京地铁6号线平安里—北海北站区间下穿既有4号线区间隧道工程为北京地区首例暗挖隧道下穿盾构隧道工程。依托该工程,通过12个地表沉降监测断面及既有盾构隧道变形实测数据的统计,分析新建隧道与既有结构的相互影响,对地层及既有结构的变形特性取得以下认识：（1）非下穿段暗挖隧道地表最大沉降值随其埋深增大而减小;双线隧道间距小于2.0D（D为单线隧道宽度）时,地表沉降模式为＂单凹槽状＂,间距大于2.0D时,则为＂双凹槽状＂;下穿段既有结构呈＂双凹槽状＂变形,地表沉降模式为＂单凹槽状＂。（2）盾构隧道结构呈柔性变形,纵向柔性更为明显,下穿段既有结构的最大沉降值分别为7.32,6.69 mm,结构变形损失率分别为0.36%,0.45%,结构纵向沉降变形宽度系数为0.41-2.43。（3）下穿段地表最大沉降值为非下穿段的24%-27%,地表沉降槽宽度系数是非下穿段的1.2-2.3倍。既有结构的存在及地层的深孔注浆加固显著减小了暗挖隧道引起的地表沉降值,增大了地表沉降槽宽度。该研究成果可为今后类似工程提供参考。
- 李倩倩张顶立房倩李栋
- 关键词：隧道工程地层变形
- 衬砌背后双空洞影响下隧道结构的安全状态分析被引量：46
- 2015年
- 衬砌背后多空洞的存在使隧道结构受力状态更加复杂,极易引起结构开裂并直接影响到隧道结构的安全性。针对Ⅳ级围岩两车道公路隧道,采用数值模拟和模型试验分别研究拱顶或拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构的安全状态。数值模拟结果表明:衬砌背后双空洞的存在,显著改变了隧道结构内力分布,恶化了结构受力状态;空洞尺寸增大会导致隧道结构轴力整体降低,并使空洞范围内及两空洞之间的隧道结构弯矩明显增大;两空洞间隧道结构各截面安全系数较无空洞时显著降低,并表现出随空洞尺寸增加而逐渐降低的趋势,该区域也是隧道结构安全性评价重点部位;拱肩衬砌背后存在双空洞时,其对结构截面安全系数的影响较拱顶和拱肩分别存在空洞的情况更大。模型试验得到的空洞对衬砌结构安全系数影响规律与数值模拟结果基本一致,并获得了双空洞作用下衬砌结构的破坏演化规律。研究成果可为隧道衬砌背后空洞的致灾机制和灾变控制研究提供参考和借鉴。
- 张成平冯岗张旭韩凯航张顶立
- 关键词：隧道工程衬砌背后空洞破坏过程模型试验
- 北京地区坑中坑工程地表沉降预测方法研究被引量：11
- 2015年
- 坑中坑是非常普遍却未能进行系统研究的基坑工程问题,其自身形态的多变性不但给设计、施工带来了一定的难度,更增加了其影响范围内地层变形的复杂性。通过对虚拟开挖线和功能土体的假设阐述了坑中坑周边地层变形产生差异的原因及其力学机制;结合地层损失法和相关的经验公式提出了适用于北京地区坑中坑工程的地表沉降曲线及最大沉降值的预测方法;在此基础上将之与数值模拟法及经验公式法进行比较,分析了所提预测方法的合理性与适应性,并得出了坑中坑周围地表沉降对内坑开挖深度最为敏感的结论。研究成果可以指导北京地区及其他地区同类基坑的设计与施工,对防止工程事故、避免资源浪费意义重大,同时也为城市坑中坑工程建设对周边环境影响的精细化控制提供了参考。
- 孙毅张顶立房倩于富才台启民
- 关键词：基坑工程坑中坑
- 浅埋隧道围岩应力及位移的显式解析解被引量：36
- 2014年
- 浅埋隧道施工引起的地层位移将传递至地表进而形成地表沉降,施工前准确预测地层位移是有效控制地表沉降的前提。基于复变函数法,利用逆映射函数求解z平面复势函数的级数形式,并结合柯西–黎曼方程(C–R条件)对Verruijt提出的浅埋隧道围岩应力及位移隐式解析解中的解析函数求导,得出了浅埋隧道应力及位移函数的级数显式表达式;与Verruijt隐式解析解相比,该显式解析解直观,便于被工程人员使用,其编程计算量也较小;为确定显式解析解中的未知系数,基于浅埋隧道洞室变形产生的原因,提出了3种隧道洞室边界的变形模式和2种变形比率,合理调整变形比率可以实现多种边界条件组合。工程实测地层位移与显示解析解的计算结果吻合度高,验证了所提显式解析解的正确性和实用性。
- 韩凯航张成平王梦恕
- 关键词：浅埋隧道复变函数法
