某运营地铁隧道工程险情监测与治理

学接代号１０５３６学号１２１０１０３０００８分类号ＴＵ４７８密级公开＞？义味據之乂净硕±学位论文某运营地铁隧道工程险情监测与治理学位申请人姓名迎响所在学院巧通运输工程学院指导教师巧跃光教按学科专业测绘科学与巧术研究方向大地测量学与测量工程论文提交日期２０１５年０４月０６日 学校代号：１０５３６００３０００８学号！１２１１密级：公开长沙理工大学硕±学位论文某运营地铁隧道工程险情监测与治理学位申请人姓名苗幽指导教师链跃光教授所在学院々通运输工賴学院专业名祿测绘科学与技术论文提交日期２０１５年４月０６日论立答雜日期２０１５年５月２４日答辩委员会主席胡永乐 ＴｈｅＭｏｎｉｔｏｒａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＥｍｅｒｇｅｎｃｙＷｏｒｋｉｎａｎＯｅｒａｔｉｎｐｇＳｕｂｗａｙｂｙＬＩＵＸｉａｎｇＢ卫？ＣｈａｎｓｈａＵｎｉｖ巧ｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ２０１２（ｇｙｇｙ）Ａ化ｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆ化ｅｐＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｎｅｅｒｉｎｇｉｇｉｎＧｅｏｄｅｔｉｃＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｙｇｇｉｎＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏ佐ｓｓｏｒ－ＨＥＹｕｅｇｕａｎｇＡｒｉｌ２０１５ｐ， 长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加禄注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查闽和借阅。本人授权长沙理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在解密后适用本授权书。年＜２、不保密回１＂＂（请在１＾＾上相应方框内打Ｖ）作者签名：日期；＞（￥年月日导师签名：曰期：如／牢Ｊ月２曰巧ｉ＿＾７＾ 摘要一运营地铁上方或周围环境变化对地铁隧道周围止体的扰动，可能会使其结构产生。，系列复杂的病变，快速获取病害结构变形特征并对其进行整治成为亟需研究的问题＋？文章Ｗ某运营地铁Ｋ１９９３３Ｋ２０＋０９２区间段夹层板开裂的隧道结构为研究对象开展研究。（１）对运营地铁抢险工程进行现场勘査，对隧道结构及周边环境调査，并采集相关资料，包括工程地质与水文地质情况、工程结构概况与工程险情情况，并根据险情情况制定初步紧急抢险方案。（２）根据现场资料，利用有限元分析软件模拟隘道结构，建立考虑该段隧道上方基坑施工影响下隧道开裂的有限元计算模型；对有限元分析中的模型参数的选取、迭代方法的采用、本构模型的关系、接触面、荷载边界的设置进行讨论，验证可行性；模掛。分析整体结构的变形趋势，，并对其短期变形做出预测分析变形情况Ｗ及对应控制措施（３）对整个抢险工程段进行变形监测。确定监测方案，包括监测内容、监测项目、监测点位布设、监测方法与安全判别方法。采用自动化监测与人工监测相结合的方法，对隧道工程险情进行实时动态监测，对相应险情段地表基坑进行人工监测。为出现同类结构变形的地铁隧道的监测与控制提供指导与参考。（４）对隧道双线结构全面进行无损病害检测，根据病害检测结果与结构变形情况提出相应的治理措施，对症下药，综合治理，排除隐患，保障该段隧道不会因为病害加深而造成二次事故。所采用的工程监测、分析、检査与治理措施保证了运营地铁隧道抢险工程的施工安全。，并对类似工程具有借鉴与指导意义：运营地铁；监测；治理关键词；抢险工程：数值分析Ｉ ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｃｈａｎｅｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆ化ｅｏｅｒａｔｉｎｓｕｂｗａｗｉｌｌｌｅａｄｔｏａｓｅｒｉｅｓｇｇｐｇｙｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅｕｒｇｅｎｔｍａｔｅｒｉｓｇｅ行ｉｎｇｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏ打ｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｐｏｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｉｃｋｌｙａｎｄｓｏｌｖｉｎｉｔｓｕｃｃｅｓｓ扣ｌｌ．Ｔｈｉｓａｅｒｔａｋｅｓｔｈｅｓｅｃｔｉｏ打：ｆｒｏｍＫ１９＋９３３ｔｏｑｇｙｐｐＫ２０＋０９２ｏｆ化ｅｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈｓａｎｄｗｉｃｈｐｌａｔｅｉｓｃｒａｃｋｅｄｏｆａｎｏｐｅｒａｔｉ打ｇｓｕｂｗａｙａｓ＇化ｅＩｅｓｅａｒｃｈｏｂｅｃｔｉｏｎ．ｊ（１）Ｔｏｍａｋｅｔｈｅｆｉｅｌｄｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｉ打ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎ呂ｓｕｂｗａｙｗｉｔｈｅｍｅｒｇｅｎｃｙ，ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｃｏｌｌｅｃｔｓｏｍｅｒｅｌａｔｅｄ－ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｉｎｔｈｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎｅｏｌｏｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏ打ｏｆｈｄｒｏｅｏｌｏｔｈｅｅｎｅｒａｌ，，，ｇｇｇｇｇｙｙｇｇｙｇｓｉｔｕａｔｉｏ打ｏｆｅ打ｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅ打ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｗｅｃａｎｍａｋｅａｎｅｍｅｒｇｅｎｃｙｒｅｓｃｕｅｌａｎａｃｃｏｒｄｉｎｔ；ｏｔｈｅｄａｎｅｒｏｕｓｓｉｔｕａｔｉｏ打ｏｆｔｈｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎ．ｐｇｇｇｇ（２）Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｆｉｅｌｄｄａｔａｕｓｉｎｇ化ｅｆｍＵｅｅｌｅｍｅ打ｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅ，ｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｔｈａｔｗａｓｃｒａｃｋｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｕｅ打ｃｅｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏ打ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏ打ａｂｏｖｅｔｈｅｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎＣＯ打ｓｔｒｕｃｔｏ打ｏｒｆｉｎｔｅｉｎｆｌｉｉ．Ｆｉｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｅａｄｏｔｉｏｎｏｆｉｔｅｒａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｈｅｙｐ，ｐ，ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌ，ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ａｎｄｌｏａｄｂｏｕｎｄａｒｙｓｅ打ｉｎｇａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｖｅｒｉｆｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄａｎａｌｚｅｔｈｅｗｈｏｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｙｙ，ｙ，ｆｏｒｅｃａｓｒｔ－ｔｔｔｔ化ｅｓｈｏ化ｒｍｄｅｆｏｒｍａｉｏｎａｎａｌｚｅ化ｅｃｏｎｄｉｉｏｎｏｆｄｅｆｂｒｍａｔｉｏ打ａｎｄｅ也ｅ，ｙｇｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉ打ｇＣＯ打ｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ．＊（３）Ｗｅｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｗｈｏｌｅｅｍｅｉｇｅｎｃｙｗｏｒｋａｂｏｕｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｗｅｓｈｏｕｌｄ，ｄｅｔｅｒｍｉ打ｅｔｈｅｐｌａｎｏｆｍｏｎｈｏｒｉｎｇ，ｎａｍｅｌｙ，ｔｏｄｅ化ｒｍｉｎｅｔｈｅｍｏｎｋｏｒｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｍｏｎＵｏｒｉｎｇｉｔｅｍｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｍｅｔｈｏｄｓｓｅｃｕｒｉｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｏｉｎｔｓｌａｏｕｔ．Ｂ，ｇ，ｙｇｐｙｙａｄｏｔｉ打ｔｈｅｃｏｍｂｉ打ａｔｉｏ打ｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｍｏ打ｉｔｏｒｉｎａｎｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌｍｏ打ｉｔｏｒｉ打ｍｅｔｈｏｄｗｅｃａｎｐｇ呂ｇ，ｔｔｔ－ｍｏｎｉｏｒｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｅｃｉｏ打ｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｄ打ａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｄａｔａａｔｈｅｒｉ打ａｎｄｊｙｇ，ｇｇａｎａｌｙｓｉｓ，Ａｎｄｉｔｃａｎｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｕｉｄａｎｃｅａｎｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｍｏｎｉｔｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｔｕｎｎｅｌｏｆｐｇｗｉｔｈｔｅｓｍｉｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｔｏｎｓｕｂｗａｙｈｉｆｄｅｆｏｒｍａｉ．（４）Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄａｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏ打ｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ０打ｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅＡｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｅｒｅｓｕｔｏｆｓｅｔｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｌｉｎｅ．ｇｈｌｄｉａｓｅｄｅｅｃｒｕｃｔｕｒａｌ，ＩＩ 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第一章绪论第一章绪论１．１研究背景和意义随着科技进步与经济发展，全国各地兴建城市轨道交通工程，加快推进全国城市化＂＂＂＂建设一。从国家颁布十五规划要求加快发展铁路运输开始至今，中国已逐步从地上交通进入地铁时代。到２０１５年底，全国拥有运营地铁的总里程将超过３０００ｋｍ，到２０２０年，地铁网络将覆盖全国主要城市，总规划里程将达到７０００ｋｍ，而到２０５０年，全国地铁总里程将达目前１０倍。地铁将作为在国城市化交通建设的重要组成部分，其运营安全直接关系到城市轨道交通的健康发展。保障建设中和运营中的地铁结构稳定显得尤为重要。城市地铁处于特性复杂的城市浅表地层中，其整体结构自投入建设到后期运营，受外界因素影响较大。由于结构自身的位移形变，隧道内部的动、静荷载变化，隧道顶板的荷载变化，周围地质环境造成的荷载变化等，隧道整体结构的受力情况就变得复杂多变了。在多种因素的综合性影响下，隧道会呈现不可预见的病变，病变因素也存在着较Ｗ。大不确定性对于浅地层地铁隧道，地铁隧道设计、施工、，由于地质勘察的局限性运营阶段均面临不可预见的影响；再者，隧道结构容易受到其上部地面建筑物荷载影响、堆载物的加卸载、邻近工程施工和运营列车动荷载、Ｗ及施工质量等限制，造成其病变影响因素的复杂性。众所周知，经常会出现在已运营地铁上方或周围进行基坑开挖、管线架设、道路铺设一一、房屋建设等，周边工程对隧道周围±体的扰动会对其结构产生系列复杂影响。旦发生不确定性因素导致的突发性结构变形、开裂，如何快速获取结构变形情况并对其进行短期未来预测，如何对症下药综合治理就成为亟需研究的问题。１．２病害地铁隧道结构分析研究现状我国地铁隧道的设计和施工经历了不同阶段，就支护形式与开挖方式而言，不同时期各不尽相同；另外我国各地区复杂多样的气候、水文和地质条件，也导致运营地铁隧道病害种类多样，病因复杂多样。上海地铁一号线运营十年来由于结构的特殊施工工艺影响导致全线段出现了不同１ 硕±学位论文Ｐ１一程度渗水现象；广州地铁号线沿线的由于基坑施工导致轨道累计沉降过大，影响了地铁的运营安全广州地铁体育西站等站区发生底板隆起、道床空鼓，严重的地方甚至发生翻泥冒砂杭州地铁一号线运营一周后就发生多处渗漏水，送是由于不均匀沉一降导致沉降缝开裂造成的；南京地铁号线自开通Ｗ来最大沉降达１９０ｍｍ，不均匀沉降造成隧道管线变形，整条线路多处渗水。大部分学者对地铁隧道结构进行病害治理研究，部分学者通过对病害隧道结构进行理论计算和实验分析其结构的安全性，只有很少部分学者采用数值模拟分析方法分析病害结构的力学性能。通过数值模拟方法分析病害结构的应力分布、变形情况，就能快速对裂缝、渗漏水的发展进行预测，为其后的病害治理指施的指导提供帮助与指导。Ｌｏ和ＲａｍｓａＷ应用Ｈ维有限元分析了工程结构施工对其下方既有隧道的变形、位ｙ移、内力的影响分析了不同施工方案对隧道不同程度的影响为预测工程结构施工对，并，隧道的影响提供了依据。ＷＧ．Ｗ．Ｂｙｕｎ等通过模型试验，模拟预测出新建隧道基坑附近既有隧道的衬彻应力Ｗ及新建隧道穿越过程中既有隧道在每个施工阶段时的上浮变形。Ｗ二王勇利用大型有限元软件ＡＮＳＹＳ对隧道的开挖和支护过程进行模拟，维计算出不同厚度情况下衬硕结构承受的荷载能力。并根据规范中的构件抗压强度和抗拉强度公式计算出的隧道承载能力即为隧道极限承载能力，定义极限承载力和实际计算荷载的比值为安全系数，通过安全系数的实际值与规范值比较来判断结构的安全性。庄丽等Ｗ使用有限元方法模拟计算出渗漏水对隧道沉降的影响。Ｗ刘明等通过拟静力有限元计算法和经验拟合法，模拟地铁隧道结构及周边±体的相互关系，计算出了地铁运营中荷载作用下饱和软粘±地基的沉降量。胃－ｍｅａｎｓ算法进行改进－下小兵在对ｋ，得到ＭＫｍｅａｎｓ改进算法，并把改进的算法应用到地铁隧道病害分析评价中，可准确地进行隧道病害等级划分，提出针对性地防一治措施，具有定的实用价值。ＵＵ冯巧飞等通过理论分析出隧道二次衬硕产生裂缝的最小初始弯矩，并应用有限元软件＝建立基坑和地铁隧道维有限元模型，分析其隧道二次衬硕结构在临近基坑施工影响下开裂的力学性能，，对基坑施工控制措施提出建议得到开裂的影响因素因素。杨春山等建立了运营盾构隧道衬硕环开裂后Ｈ维非线性有限元计算模型，应用大型有限元程序ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ进行分析，在外界荷载作用下开裂衬搁结构的应力与变形情况，并与不考虑裂缝影响的衬硕结构的力学性能进行比对。研究表明：衬巧环带裂缝模２ 第一章绪论型可Ｗ有效地分析出病害隧道结构的应力和变形情况，可将该模型应用于衬颇结构开裂后的力学性能分析；衬巧结构开裂后对结构受力与变形影响较小，主要集中在裂缝周围。小区域内，即对承载力影响较小，主要考虑对耐久性的影响１．３运营地铁监测硏究现状从２０世纪７０年代开始，国内外运行安全监测技术迅速发展，其主要监测的对象为大项、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道、地铁等。发展到现在除常规监测方法外，采用的先进技术方法主要是：自动化监测、ＧＰＳ技术、ＩＮＳＡＲ技术等。目前通常采用自动化监测、人工监测或者二者结合的方法对地铁隧道结构进行变形监测。在地铁正常运营期间，，监测人员不能进入地铁隧道进行人工监测，只有地铁处于停运及维修期间才可Ｗ对隧道结构进行监测，故传统的人工监测手段很难满足地铁隧道结构监测的需要。对于运营地铁的监测一，般采用自动化监测系统。在集成多种监测方法Ｗ及多种专业技术的基础上，，自动化监测技术近十几年来迅速发展，其基本原理是：根据自动控制原理把被观测的几何变形量（如长度、距离、角度），转化成电子信息；与相关的辅助装置＾。相配合，，将自动测量到的数据自动采集、传输到服务器与传统的人工监测自动化监测具有连续、动态、实时、精确等优势。目前国内外远程自动化监测系主要有对近景测量系统、多通道无线遥测系统、光纤监测系统、全站仪自动量测系绕、静力水准仪系统、己塞特结构收敛系统。目前采用自动化全站仪的监测系统已广泛应用于地铁隧道结构的变形监测中。上个世纪９０年代，，悚卡公司研发出ＴＣＡ＋ＡＰＳＷｉｎ自动化监测系统该系统被广泛的运用到ｔＷ该公司后续研发的ＴＣＡ＋ＧｅＯＭｏＳ自动化监测系统，世界各国的地铁隧道结构监测中；曾成功运用于广州、南京等地运营地铁；加拿大ＮｅｗＢｒｕｎｓｗｉｃｋ大学研发的ＤＩＭＯＮＳ监测系统可结合多种传感器实施远程监控实现协同作业国内自动化监测系统研发起。步晚，但发展迅速２０世纪９０年代中期，水利部南京水利水文自动化研究所率先研制ｔＷ出ＤＧ型分布式大巧安全自动监测系统，并成功应用在葛洲巧水利枢纽。１９％年中ｉｌＤＡＭＳ大蝴自动化监测系统ｔｌ南工业大学开发了ＳＭ，成功应用于五强溪水电站。解放一ＡＤＭＳ自动化监测系统ｔＷ军信息工程大学开发了，成功运用于广州地铁号线武化；大学开发了Ｇｅｏ－ＡＤＭＯＳ自动化监测系统江二桥监测，成功运用于武汉长；南方测绘公－司的ＳＭＯＳＳＵＢＷＡＹ地铁隧道自动化监测系统将全自动全站仪、ＧＰＳ与多种传感器相３ 硕±学位论文结合二号。，成功应用于深圳地铁线的结构变形监测ＡａｎｏＴ一ｓ等对个临近己有隧道的山区隧道开挖进行监测方案布设，通过监测使新隧道对已有隧道产生的不利影响控制在最小范围内。Ｐ０二Ｊ．Ｓ．Ｓｈａｒｍａ等巧有限元方法建立了临近个快速通道隧道的基坑模型，从而分析基坑开挖对快速通道隧道的影响，同时在基坑开挖过程中进行了隧道变形监测，计算得出的结果与监测结果相近。ＰＵ王如路针对上海地铁隧道结构的长期监测数据和监护实践成果，对其隧道结构变形产生原因、变形过程及变形特征进行了深入分析，研究表明；隧道的级向变形Ｗ错台变形为主，隧道周围±层的；隧道安全主要与隧道管片间的变形和防水的安全情况有关一旦不稳定将对隧道结构的渗漏水产生很大影响。２２崔万雨等［］ＴＣＡ２００一采用３测量机器人对已运营的广州地铁号线进行自动化监测，一制定了监测方案、监测方法。通过分析监测数据得到地铁六号线隧道盾构施工对号线结构沉降的影响。Ｐ３付丽丽等噪用ＴＳ３０与ＳｍａｒｔＭｏｎｉｔｏｒ监测软件和ＳｍａｒｔＡｎａｌｙｚｅｒ分析软件组合而成的全自动化监测系统，对受到邻近基坑施工影响的深训地铁四号线进行运营监测，对一基坑的进步施工具有指导性意义。唐继民采用自动化蓝测系统对上海轨道屯号线某区间段结构的修复性施工进行监测。该段地铁由于邻近基坑开挖等±体扰动造成管径收敛变形及不规则沉降，需要注浆对其隧道结构进行加固，自动化监测系统在病害结构的修复过程中具有重要的施工指导意义。１．４病害地铁隧道治理硏究现状根据运营地铁病害的相关研究，运营地铁隧道结构主要会发生Ｗ下几类病害：渗漏水病害、、。、结构性病害混凝止病害基底病害（１）渗水病害一渗漏水是运营隧道最为普遍的种病害，对于不同的隧道区间造成不同的影响，主要有非电气化区段和电气化区段。对于非电气化区段，由于对行车不产生直接影响，容易被忽视，但是长期不采取措施易使钢轨镑蚀、轨枕腐化等；对于电气化隧道区间，会直接影响行车安全。；若发生在严寒地区则易产生冻害４ 第一章绪论渗漏水作为隧道的常见病害：，其形成的原因主要有①围护结构的防排水措施不到位；②围护结构的混凝±由于级配差或本身不够密实导致混凝王内部的泌水管路通畅；⑨地下水长期对围护结构的泡凝止的侵蚀作用；工方面引起的混凝±质量问题、④施，如拌和不均原材料可能被污染、接缝处理欠佳、施工工艺不合理、过早拆模等；⑤围护结构裂损。（２）结构性病害运营地铁建筑物的结构性病害主要分为结构裂损与结构变形。其表现类型主要有建筑物结构的不同种裂缝、断面形变等：。建筑物结构性病害的原因分为Ｗ下几类①地质影响：受外部围岩压力作用，当其作用力大于隧道围护结构最能承受的强度和刚度时，隧道内部结构易形成裂缝、变形、位移等，情况严重的，产出局部掉块、失稳乃至倒塌。②地形影响：地铁隧道处于地表浅层，长久遭受动、静荷载作用，当洞顶覆±不均匀易使结构产生偏压力，造成结构失稳。。③地下水的影响：主要表现为静水压力作用和冻胀力作用地下水的作用易导致结，这些都会影响结构的稳定性，．构周边的软弱破碎围岩出现空洞等现象。；，④隧道整体结构设计问题：由于地层的复杂多样性，在进行地铁隧道结构设计时假定的计算值与实际情况不完全相符，当差异过大时，也会导致隧道结构性开裂。⑤施工方法与施工质量的影响：不同的施工机械、施工王艺都可能造成围岩松动；困护结构厚度和强度不够；围护结构背后回填不密实。这会导致地铁运营期间的建筑物结构性变形和裂损。，⑧运营维护的影响；列车的振动会对隧道结构强度造成影响如果养护工作不及时，或病害整治效果差，会加快产生隧道结构的裂损。（３）混凝王病害混凝±病害主要是指由化学或物理等原因导致混凝±强度下降、疏松、开裂、表层脱落或掉块的现象，。，结构的耐久度降低，并诱发其它病害大大缩短隧道的使用期限引起这类病害的主要原因有：①地铁隧道中，混凝±结构直接与周围环境中有害的化学物质相接触，比如±体与水质中的各种酸、碱、盐和大气中的有害气体。这些有害的化学物质与混凝王中的某些５ 硕±学位论文成分发生化学反应，产生侵蚀效果。主要有溶出性侵蚀、分解性侵蚀、盐类侵蚀、油类侵蚀和生物侵蚀破坏等。②混凝±的配制原材料中的会含有碱性颗粒或者碱活性的骨料，易发生碱骨料反应，产生的反应产物易吸水，导致混凝止膨胀引起开裂。⑤混凝±中保护钢筋的纯化膜易产生碳化作用和遭受氯盐污染，在适当的反应条件下，易破坏钢筋的保护层，导致钢筋镑蚀，混凝±胀裂；④由于混凝止内部的毛细效应含有的孔隙水，在温度正负交替情况下，产生冰胀压＂＂一一力作用和渗透压力作用，即产生类似于呼吸的疲劳应力。漏凝±在该应力的作用下由外至内的发生剥蚀，大大降低了混凝±的强度，造成混凝王的冻溶破坏；、⑤其他因素，如温度收缩与膨胀、不均匀沉降等，也会影响混凝±的结构强度，其安全使用和耐久性得不到保证。（４）基底病害运营铁路隧道的基底病害指的是由于基底渗漏水等引起的道床开裂、下沉、翻浆冒泥等现象。这类病害导致线路发生形变，制约行车，危及安全，严重时会造成列车脱轨ｐｙ等惨痛后果。基床病害的成因主要有：①当基底为风化基岩或者断裂破碎带，由于其结构疏松、强度不足，易浸水软化或者冲刷流走；、②由于列车动载作用，基底中含有的地下水会沿侧墙脚人行道、拼接缝、排水沟等涌向道床，形成翻浆冒泥，造成基底局部出现化洞，导致道床发生破坏。地铁隧道的变形会对地铁本身的耐久度一、安全性产生严重不良影响，旦病害产生，、治理需要花费大量的人力、物力财力，研究出及时妥当的治理措施就具有很大的现实意义。对于不同的隧道病害，采取相对应的防范治理措施显得尤为重要。国内外许多学者就目前多种运营地铁隧道的病害治理进行了相关研究。２６［］一号线盾构隧道的渗漏水现状张可本和薛绍祖结合上海地铁，分析了病害产生的。原因，提出了相关的治理措施２７［］对南京地铁沿线的岩±类型蒋建平等、±岩界面、断层、溶洞等地质问题进行探讨一，并提出些克服这些不良因素的对策。ＮＰＳ±地铁施工情化研究了明挖法隧道对邻近地表沉．Ｓｈａｒｉａｔｍａｄａｒｉ等墙合大不里降的影响。ＰＳｌ罗蠢和夏才初介绍国内外对各类隧道病害的分级情况Ｗ及治理紧急程度。６ 第一章绪论ＰＷ叶耀东等结合上海地铁实际情况，分析软±地区发生隧道病害的主要形式、产生原因，并提出相关的病害防治措施。Ｐｌ＂＂ｊ钟贞荣等探讨了地铁道床吊空、隧道结构横向断裂、隧道底板冒泥等病害出现的原因，并提出对应病害的具体整治措施。刘海京等根据国内外隧道病害的研究现状，分析隧道病害研究的方法和特点，并结合隧道的健康诊断与治理，提出了病害研究的整体思路。３３刘军［］、冯永对目前地铁工程的常见病害产生原因进行了分析，介绍了所采用的针对于运营期地铁隧道结构的无损检测技术，并提出相关病害对应的防范治理意见。赵旭对城市地铁隧道中常见的病害类型进行了系统性分析，并针对其产生的原因，结合实际工程情况，提出隧道混凝±病害Ｗ及结构性病害的修复方法。１．５本义主要研究问题通过对其进行数值分析，提出监测方案方法和应对措施，为Ｗ后地铁建设的施工、运营监测工作提供相应的指导和参考。＋９？文章Ｗ某运营地铁Ｋ１９３３Ｋ２０＋１２７段夹层板开裂的隧道结构为研究对象，利用有限元分析软件模拟隧道结构，建立考虑该段隧道上方基坑施工影响下ｉ道开裂的有限，模拟分析结构的变形趋势，分析出该结构变形形状Ｗ及对应控制措施元计算模型；对隧道整体结构进行监测，Ｗ实时监测数据为基础，并与数值模型进行分析比对，为出现同类结构变形的地铁隧道的监测与控制提供指导与参考：。主要工作如下（１）对运营地铁抢险工程进行现场勘查，对隧道结构及周边环境进行检查，并采集相关资料。（２）对有限元分析中的模型参数的选取、迭代方法的采用、本构模型的关系、接触面、荷载边界的设置进行讨论，验证可行性。建立考虑该段隧道上方基坑填±影响的有限元计算模型，模拟通过抢险处理前后的结构变形性状，并对结构短期变形最出预测。（３）根据现场确定监测方案，即确定监测项目、监测方法。对监测段进行实时动态监测，，采集数据整理分析。（４），提出结构病害相应灾害治理措施就监测数对整体隧道结构进行病害检测；据实测结构对病害结构进行综合治理。１１。本论文研究过程框架如图．７ 硕壬学位论文运营地铁抢险工種灾害监测与治埋ｆＶＪｆ、病害地＾＾隧道绽运营地＾监测研运营地＾病害治］ｆｆ构分析研究现状究现状埋硏巧现状ＶＪＶＪ、Ｊ抢险工程概巧ｆｆ结构破巧数值？■变形监测病害治理］（ｆ棋拟分祈＾＾＾Ｊ＞１结论与展望圍１．１论文硏究过程框架图８ 第二章抢险工程概况第二章抢险工程概况工程的工程地质条件与水文地、分析抢险质条件隧道结构的基本状况与出现的险情，为结构破坏数值模拟分析与灾害监测、治理提供依据。２．１抢险隧道工程地质与水文地质条件根据该区域的地质资料、野外地质调绘与地质钻探成果，该运营地铁隧道抢险区段的地表多为第四系松散层，人工填±层全段分布，中部为第四系中冲积地层与残积层；一底端基岩单，主要为第Ｈ系泥质粉砂岩。２．１．１工程地质根据相关的地质资料的地层分布，自上而下为：人工填±：人工填±层为素填±，，分布于全区域段，主要由粘±或者砂慘碌组成一稍压实。该层由于级配问题，对基坑相关施工有，结构较不稳定，工程性质较差定影响，需加强支护和监测。粉质粘±层，，；粉质粘±层局部分布于该区段层厚较薄处于可塑状态且强度较低、压缩性较高，属微透水层，，。该层结构较不稳定，工程性质差王层承载力低对基坑施工有一定影响，需加强支护和监测。粉质粘±：该层局部分布，呈不规则层状或扁豆体状，硬塑，具网纹状结构，强度较髙，压缩性较小，无膨胀性，弱透水层，工程性质较好。围护结构Ｗ及基坑粧基稳定一对荷载和沉降的要求较高，该层不宜作为巧基础的持力层，。该层对基坑施工有定影响需加强支护和监测。巧砂？、圆碌：该层在本区段零星分布，止层中度密实，具有中等强的透水性，容易涌水且水量较大，，为主要的潜水含水层。该层处于明挖段容易造成施工塌孔，需加强支护和监测。该层不宜作为枯基础的持力层。残积粉质粘±：该层局部分布，，层位较不稳定，多呈硬塑状，局部坚硬强度较高、压缩性较小，但具泡水易软化甚至崩解的工程特点，属弱透水性地层，为相对的隔一水层。±层承载力般，易因地下水的浸泡引起围岩软化巧塌，需加强支护和监测。全风化泥质粉砂岩：该层局部分布，，呈层状产出坚硬±状，强度较高、压缩性９ 硕±学位论文。较小，遇水易软化，属弱透水性地层，为相对的隔水层该层工程性质较好，可作植基础的持力层。明挖基坑开挖时，因地下水的浸泡易引起围岩软化巧塌。强风化泥质粉砂岩，该层全线广泛分布，呈层状产出，层位稳定，厚度变化较大，为极软岩，岩体基本质量等级为Ｖ类，具较高强度及较低压缩性，遇水易软化，透水性弱。该层工程性质较好，可作为拟建建筑物摩擦植基础的持力层。但基坑开挖时，易因地下水的浸泡软化而产生变形、甚至围岩巧塌。－中风化泥质粉砂岩：本区间全线分布，均未穿透该层，属极软软岩，岩体基本质量等级为？ＶＩＶ类，遇水易软化，总体上岩体较完整，裂隙稍发育，但局部裂隙较发育且连通性较好段，属弱透水性地层。该层王程性质好，可作粧基础的持力层。但基坑开挖时，易因地下水的浸泡软化而产生变形、甚至围岩巧塌。±层有关参数如表２．１。表２．１±层参数层号１２３４５±类名称素填±粘性±全风化岩强风化岩中风化岩层厚脚）１０．６５８．１３５．１０４．８２０００．３重度ｋＮ／ｍ１９．２１９．８２０．０２１．５２３．５（）３－９浮重度（ｋＮ／ｍ．８１０．０１１．５１３．５）ｋＰａ６－粘聚力（．００３５．００４５．０００．００）５—内摩擦角ｒ）１．００１５．００２０．００５０．００与错固体摩擦阻力（ｋＰａ）化．０６５．０７５．０２５０．０３５０．０水下粘聚力（ｋＰａ）３５．００４５．０００．０００．００°－水下内摩擦角（）１５．００２０．００５０．００５５．００２．１．２水文地质条件？？抢险隧道段场地地下稳定水位埋深２．３０６．７０ｍ４．２。，标高１５５１．９６ｍ、本区间地下水类型主要为强中风化泥质粉砂岩层基岩中的裂隙水，由于处于基岩。中属弱透水地层，水量相对较小其中有第四系孔隙水在冲、洪积层中的硕砂层、圆碌层中局部分布？，地层呈透镜体状分布，富水性较好，属中等强透水性地层。地下水对混凝±结构Ｗ及混凝±结构中的钢筋有轻微腐蚀性。１０ 第二章抢险工程概况２．２抢险隧道工程结构该抢险隧道工程的结构破坏段位于Ｃ市某地铁站东部。该地铁站是地铁二号线和四号线的换乘站，地铁车站基坑采用明挖顺作法施工，为地下两层车站。该破坏段隧道为大断面结构。地铁二号线为东西走向，南线为上行线，北线为下行线，二号线南线（上行线）在该站有预留线路用于地铁折返。地铁四号线为预留线路且与地铁二号线平行。该破坏段隧道结构平面如图２．１所示。Ｕ型结＋？本区间主体结构采用钢筋混凝±箱型结构和构。折返区ＹＤＫ１９９巧ＹＤＫ？１９＋９７０属于Ｄ１型大断面，两侧墙间距达到１０．８ｍ折返区ＹＤＫ１９＋９７０；ＹＤＫ２？０＋０４２属于Ｄ２型大断化两侧墙间距为１０．８ｍ；折返区２号线北线ＺＤＫ１９＋９巧ＺＤＫ２０＋０８２断面较小，侧墙最大间距为４．７５ｍ。隧道结构的横断面情况分别如图２．２、图２．３、图２．４所示。正芭：？结々＊怎＜中ｆｔｇ法ＭＸＩｙ图２．２南线（上行线）折运区Ｄ１横断面图１１ ％ｓ雄ｖＶ＾一．ｕｕ—＾＿＾＾＾ｎｕ＾ｌＨｈＴｎｕｌ—ｌｕｕＭｕＭｉｕｕｕｕ＾ｌｖｌｌｔｕｍｌｌｌ—ｌｌｕｕ．ｌｌ！ｌｌｌｕＭｌｌ函恒ｌ＾１阵Ｉｎｉ＾潭Ｍｎ地ｌ＾拠ｌＨ鹽ｌＢ趙ｎＨｎｕ惊ＮｆＭ语—ｌｒ一—．Ｋ—ｎ２ｕＨＭ＾ｎｎ画ｖｎｌ＾ｌ＾Ｍ＾ｐ？＾？＂…ｉｌ—ｎＨｎｕＭＵｌ曹ｌＩ—１ｌ＾Ｊ—＾——ｏ嘗＾—ｎＮ」ｎｌ．Ｉｕ＾ｎｌｕ；’Ｍ＾Ｕ—ｉｎ，ｎＩｍｉｆｔ—ｍｎ＾ｔ＾＇ｆｕ，鳳賣＾２ 第二章抢险工程概况／ＮＫ＊々？》＊Ｓ中右ＡＡ￥＊：Ｅ＿＿／ＸＸ＼＿图２．３南线（上行线）折返区Ｄ２横断面图／ＮＩＩ线路中當－ｆ＼ｙ２（图．４北线下行线）横断面图２．３工程险情及紧急枪险措施２．３．１工程险情Ｃ市地铁二号线呈东西走向，正式运营期不到半年，２０１４年１０月１９日，Ｗ站东侧１３ 硕ｄｂ学位论文的地铁南线＋？ＹＤＫ２＋区间段隧道夹层板出现裂缝（上行线）ＹＤＫ１９９８０００３４，由于该区间段隧道位于Ｗ地铁站东广场下方，广场两侧多为新开发施工场地及填方区，该区间东广场基坑填±超载引起隧道渗漏水严重＋？。破坏区域处于ＤＫ１９９３３ＤＫ２０＋０８２之间．。，平面里程示意如图２５所示ｉｉ；Ｉ星Ｉｊｊ［＿＿ＩＩｊ＿Ｉ—．———＾＊■■■Ｌ＿—１■－Ｉ＿—＜ｉ１ＩｌＩ＿Ｌｉｔｌ＿＿＋＋＋ＤＫ巧巧扣ＤＫ１９側２０Ｋｔ９９７ＯＤＫ９９８５ＤＫ２沪０００ＤＫ２Ｃ０１２ＤＫ２｛Ｈ０２７ＤＫ２００２Ｄ２６２脱ＣＫＯ巧１Ｈ４Ｋ（Ｈ０ＤＫ仇９＂ＤＫ１９＋９６１ＤＫ１９＋９７７．５ＤＫｍＷ２．５ＤＫ２扣０Ｗ．５脱０＋０３４．５ＤＫ２＆＾０５２ＤＫ２＆＋０７２图２．５破坏区结构平面里程示意图现场勘察表明，连日的大雨加上基坑排水不畅，导致基坑内大量积水，隧道顶板部分结构出现渗漏水，夹层板与顶板间有大量蓄水，最深处超过Ｉｍ该隧道变形段侧墙；发现细小裂缝，顶板无明显裂缝，整体结构稳定，但夹层板中部出现纵向裂缝，区间段出现夹层板中部向下凹陷严重，下沉最大处达３０ｃｍ，夹层板与隧道结构内壁结合处出现渗水，表明该段夹层板与隧道结构内壁结合处已发生剪切破坏，如不及时处理将有可能发生巧塌，并可能引发灾难性后果坏．１２．２。。部分裂缝与渗水情况见图２和图图２．１夹层板中部的裂缝巧图２．２夹板层与侧墙结合处渗水１４ 第二章抢险工程概况２．３．２紧急抢险措施发现险情后，，，立即停止地面基坑填埋并开始清理填王卸载中断了南线的地铁运行，同时排出夹层板与顶板间的积水。地铁隧道结构变形的原因为：隧道上方基坑施工加卸荷载不均，结构周围±体扰动过大，导致隧道整体结构发生突然变形，夹层板出现裂缝；连日下雨积水，上部基坑排水工作不及时，再加上有部分隧道区域顶板防漏渗水工作未做到位，导致基坑与夹层板一一。上积水过多，荷载过大，Ｗ致夹层板进步开裂夹层板作为隧道刚性结构的个重要约束条件、、甚至安全稳定性产，其变形、破坏必然会对其他部位的内力变化变形情况生重大影响。。夹层板突然开裂破坏后，已勒令地面基坑停止填±，南线段地铁停开根据现场情：对夹层板上及隧道内部的积水齡泥进行清理况实施初步抢险工作如下，对可能失稳一。的夹层板段进行支撑，，免破裂段进步扩大支撑脚手架采用满堂支架形式清游处．３和图３．４。随后理和进行脚手架支撑后的现场情况见图２，拟对已经遭破坏的夹层板？．，３。对于出现进行拆除，同时进行地面基坑卸荷处理巧步要求卸±至顶板上覆±４ｍ．结构变形及渗漏水的地铁隧道，需要进行地面基坑监测、上下行隧道的自动化监测与％，排除隐患人工监测，避免造成二次事故。，并配合进行全方位的病害检测图２．３清除巧水后的顶板与夹层板图２．４对夹层板进行支撐２．４本章小结通过分析抢险工程的工程地质条件与水文地质条件、险情隧道结构的基本情况与出现的险情、隧道结构的监测与，为分析基坑卸荷影响下隧道夹层板拆除施工的数值模拟有关病害的治理提供依据。１５ 硕±学位论文第兰章结构破坏数值模拟分析通过使用大型有限元计算软件，建立有限元模型，对该运营地铁抢险工程进行动态施工模拟，分析其力学行为，对已经破坏结构的拆除方案做出客观分析和判断，旨在确定拆除支撑后结构是否稳定。３．１数值模拟方法对结构进行数值模拟的考虑主要如下几个方面：（１）合理性；对夹层板破坏情况进行分析，确定拆除破坏结构工序是否合理。（２）稳定性：考虑夹层板拆除后的隧道整体的结构变形，Ｗ及是否能承受正常的地铁运营，验证其是否稳定。（３）便捷性，在不需要另外架设支撑的情况下，失去夹层板的侧墙顶板是否能充一分发挥其自承能力，Ｗ便实施下步治理措施。实现施工操作简低安全可靠，并提寓拆除效率。３丄１有限元数值模拟理论在众多的数值方法中，有限元分析法最早应用于隧道结构计算。众多国外学者使巧这种方法，取得了重要的科研成果。有限元法采用的计算依据源自经典力学，但与经典一一力学思路不同，该方法会将连续体划分成个个的有限离散单元，然后分别计算每个＂＂离散单元，得到整个连续体的计算结果。这种方法的思路是化整为零，就是依靠计一算系列简单、数量有限，且具有有限自由度的单元体力学，来替代原本具有无限自由一一度的复杂连续体力学计算。该方法般步骤：先把个连续体有限地分割成只在有限数目接点处互相连接的单元体，并且通过应力等效转换分割前作用在单元体上的外力至这些节点上一，而要得到在单元体上的分布规律，只需要通过选取个相对简便的位移函数一就可Ｗ来近似表达；然后依据前两步建立组集合了所有数量有限的单元并＾各单元内｛节点位移来表达的平衡方程組，该方程组Ｗ节点位移为基本未知量，节点位移所表示的立了送一力与位移的关系式则需要通过变分原理来表示；建紀方程后，要引入连续体的边界条件将其转化为数理方程组的边值问题，使用相关的数学方法就可Ｗ进行求解计算。当前工程领域中广泛地使用有限元法来分析工程结构的内力与形变，送是因为该方法使１６ 第Ｈ章结构破坏数值模拟分析用范围广、效率高，获得的计算结果精度准确。计算机技术的发展促进了多种有限元数、值模拟软件的诞生，使有限元数值方法可Ｗ在工程领域中高效简单的解决？往复杂且进展缓慢的问题。在巧体、边坡、地下工程开挖、结构力学和岩±体力学的研究中，由于数值模拟方法耗时短、花费少、具有富精度的同时所需要的工作量却不大，基于上述一优点，该方法逐渐成为岩±工程特别是地下工程的重要研究方法之。目前，在建筑与±木工程领域常用的有限元数值模拟软件有ＡＮＳＹＳ、ＡＢＡＱＵＳ、ＦＬＡＣ、ＭＩＤＡＳ、ＰＬＡＸＩＳ等。３丄２ＰＬＡＸＩＳ数值模拟方法岩王分析与建筑结构分析的差别在于，影响岩±体应力应变关系的因素有很多，不仅包括了应力的路径、水平、成分、结构和应力状态，还包括了外部荷载的加载速率，复杂的本构关系与岩±的边界条件、初试应力状态的未知性和复杂性，导致了实际工程中岩±体内的应力与应变情况与岩±数值模拟分析方法得出的结论有差别，这也是为什么目前只能做定性分析的原因。为了在岩±工程中得到更高的模拟精确结果，使其应用于工程实践中更可靠可信，需要在模拟研究过程中使用更为科学、客观、合理的数值模巧分析软件。一二维有限ＰＬＡＸＩＳ是款便于操作的元数值模拟分析软件，主要计算轴对称和平面应Ｐｙ变，广泛应用于基坑工程、采矿工程、隧道工程、水利工程等领域。该软件提供的材ｏｈｒ－－料本构模型丰富，包括；ＭＣｏｕｌｏｍｂ模型（ＭＣ）、节理岩石模型（ＪＲ）、ＨａｒｄｅｎｉｎｇＳｏｉｌＨＳ－ＭＣＣ模型（）、软±蠕变模型（ＳＳＣ）、软±模型（ＳＳ）、改进的ＣａｍＣｌ巧模型（）。想要科学合理确设立本构关系，得到结构与±体内相互应力应变关系的准确模拟结果，需要针对不同的岩±地层条件，选择最适适宜该条件的本构模型。我国引入的这种数值模拟软件在一些重大的王程，如隧道、基坑、边坡、桥梁、地铁等工程中被多次使用，并且效果良好，相较于其他的同类软件，该软件的优点在于；（１）软件交互界面完全中文化，便于操作。（２）软件的操作输入较简单，不需要进行类似于ＡＮＳＹＳ等传统数值模拟软件中的命令流输入操作。隧道建模的模块能快速建立隧道模型，缩短建模时间，减小实际工作量。（３）由于刚度矩阵在计算中需要占用大量的储存空间，因此该软件采用了迭代法，这使得该软件所需要的内存空间大大减小，因而比其他数值模拟软件在程序数值模拟计１７ 硕±学位论文算中的速度更快。（４）软件采用可视化输入，可Ｗ根据工程实际情况，对各个施工阶段的模型参数进行调整，使模拟更加接近实际情况，从而提髙数值模拟的可靠度。３．１．３研究对象在ＰＬＡＸＩＳ模型中的实现数值模拟实质上是结合工程实际情况，对研究对象建模，输入计算参数，利用计算机分析计算研究对象的应为。、变形及位移怎样将各研究对象在模型中科学合理地实现是数值模巧成败的关键研究在地表基坑荷载影响下，某地铁隧道大断面结构的夹层板拆除施工过程，涉及一到的模型对象主要包括：隧道与基坑结构周围定范围内的岩止体、基坑围护结构、大断面隧道主体结构、夹层板支撑结构。，边界条件（１）岩±体在模型中的实现；根据地质勘査报告提供的赶±层位置结构，利用十五节点或六节点的实体单元进行模拟。根据各层岩止不同的围岩地质条件设计出不同的模拟参数和不同的网格尺寸。上部较为平整的地表±层可近似看作平面进行模拟，地质。条件较为相近的岩±层可Ｗ进行合并处理，泛样可大大减少计算量（２）基坑围护结构在模型中的实现：地下连续墙使用板单元来模拟，板单元周围的界面用单元来模拟±和结构的相互作用。（３）大断面隧道结构在模型中的实现：使用隧道设计器生成隧道断面，使用圆弧段、线段与角来模拟非圆隧道的几何形状。作为主体支撑结构，抵抗围岩变形，采用梁单元或折算为等厚度的混凝止进行模拟。（４）夹层板支撑结构在模型中的实现；作为横向混凝±支撑结构主要受压、受弯。对于二维模型采用梁单元进行模拟。３．２数值模拟结论３．２．１模型假设及计算参数的选取Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕ－ｌｏｍｂＨｉｉｌ。针对该抢险工程实际情况，选用模型与ａｒｄｅｎｎｇＳｏ模型弹塑－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型包括５个参数：Ｖ性Ｍｏｈｒ表示王体弹性参数的Ｅ和，表示止体塑性参数的□和Ｃ－，Ｗ及剪胀角ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ模型适用于问题初步分析的原因在于它描述＂＂一的是岩±行为的一阶个平均刚度常数近似，因而在每个±层中都能预测出，基于１８ 第Ｈ章结构破坏数值模拟分析常数的计算能够更快的得到计算结果，并且能够很快获知初步变形趋势。而一Ｈ－ｉｌａｒｄｅｎｉｎＳｏ模型是种改进模掛岩±行为的模型，它采用Ｈ轴加载刚度Ｅ、Ｈｇｓｏ轴卸载刚度Ｅｕｒ和固结仪加载刚度Ｅｅｅｄ这Ｈ参数来确定刚度。该模型还可Ｗ用来模拟模量依－赖应力，刚度随着压力的增加而增加的情况。对比ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ模型，可＾将±体刚度描述得更为准确。对抢险工程而言，没有充足时间对±体进行Ｈ轴试验和固结仪试验，无法取得ａｒｄｅｎ－－ＨｉｎｇＳｏｉｌ模型所要参数。根据工程地质相关资料，选取ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ模型作为－假设模型，ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ模型能够更快得到计算结构，结构初步变形趋势，更适用于抢险工程。３－．２丄１ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ模型一一Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ种理想弹塑性模型模型是，是具有个固定屈服面的本构模型。固定屈服面是完全由模型参数定义的屈服面，它不受塑性应变的影响。该屈服面内的所有点表示的应力状态都认为是完全弹性的且所有应变都是可逆的。一一Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服条件为在般应力状态下的Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦定律的推广，即个材料单元内的任意平面都遵守Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦定律。如果用主应力来描述完全－ＣｏｕｏｍｂＭｏｈｒｌ屈服条件，可由六个屈服函数组成：、一－＝＋＋．＜端ａ如Ｃ０Ｔｉａ的柏如＾垂－＝－＋？＜０＾＾（＾＾ｓｉｎ）ｃｓｉｒｕｆｉｂ（３（３ｑｐ＾＾＝－？－＋＜＾（Ｊｓｉｎ（ｃｓｉｎｃ０／２ａ（３＾ｉ）ｐｐ＾＜１口．）１１＝－￣－■＜０ｆｉｂ＾＋Ｋ＋ｃｓｉｎｃＫ３）ｐ２＇＝－＋＋ａｓ打一ｃ．＜Ｏ订ｉｓｍ０／３ａｉＤ的Ｄ與與＾垂－＝－＋？＜（＾（＾（＾ｓｉｒｕｃｓｉｎｃ０／ｓ＆２２Ｄｐｐ＾＾一（式中：摩擦角＾；ｃ一粘聚力。３一如图．１所示，对于达到平衡状态的±体中的点，粘聚力与摩擦角在很大程度上决定了抗剪强度。１９ 硕古学位论文轉链为－口是一■口３－口２一图３．１±体中的点达到极限平衡状态时的奠尔圆０－，标准ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ准则允许有拉应对于〇＞力，但实际情况是±不能承受或者＂＂仅能承受极小的拉应力。可Ｗ通过指定拉伸截断来模拟：＝伊一＜０乂（巧：一‘＝打＜Ｑｆｓ耐（３．２）ｔ＝口—口ＱＪｅ＾ｔｃ在这种情况下，不允许有正的主应为摩尔圆，此时允许拉应力为零。ｔ一ｃ＝屈服函数表示为主应力空间中的个六棱锥当０，３．２所示。屈服面内的，如图应力状态是弹性的，并遵守各向同性的线弹性Ｈｏｏｋｅ定律，因此需要输入弹性杨氏模量Ｅ和泊松比Ｖ。—０．一〇三ｒ－ｏｕ＝３ｌｏｍｂｃ图．２主应力空间中ＭｏｈＣ的屈服面（０）２０ 第三章结构破坏数值模拟分析Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型中定义出六个塑性势函数：＇１１＝侣－＋０＾巧ｌａ城诚；；＝。一＋。＋別打巧１占（三城（三抑妻垂＝－９２ａ（＾＾＋（＜＾＋（Ｔｓｉｎ＼ｊ３３〇ｌ；；＜３．３１１（）＝－－＋別打巧２６Ｏｉ（巧［＝。－。＋。０別打０化ａ（兰０＋侣全重＝一＋〇＂ｉｎ、巧３＆侣兰＋从０垂垂，，其中，攻为剪胀角用于模拟正的塑性和积应变増量即剪胀现象。除严重的超固＝ｔ？，结±＾外，粘性±通常认为没有什么剪胀性，即０砂±的剪胀性取决其本身的密／度和摩擦角。３．２丄２计算参数的选取选取的Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型的５个主要参数为杨氏模量Ｅ、泊松比Ｖ、摩擦角取、粘Ｃ；聚力和剪胀角Ｖ，各王层的主要物理力学指标见表３．１。表３．１±层参数层号１２３４５±类名称素填±粘性十全风化岩强风化岩中风化岩层厚（ｍ）１０．６５８．１３５．１０４．８２０．００３重度（ｋＮ／ｍ）１９．２１９．８２０．０２１．５２３．５３ｋＮ－浮重度（／ｍ９．８１０．０１１．５１３．５）ｋＰａ６－粘聚力．００３５．００４５．０００．００（）°－内摩擦角（）１５．００１５．００２０．００５０．００水下粘聚力ｋＰａ－３５．００４５．０００．０００．００（）°水下内摩擦角－（）１５．００２０．００５０．００５５．００隧道与基坑结构材料参数见表３．２。２１ 硕＋学位论文表３．２结构材料相关参数３材料名称重度（ｋＮ／ｍ）泊松比弹性模豊（化）＊ｉＤ混凝±建筑结构３００．３３Ｘｌ〇１〇池凝±板支撑２５０．２３１５Ｘ１〇．１０地下连续墙２５０．２３．１５Ｘ１〇ＰＳ１±工模型对岩±行为的描述属于定性描述，而模型参数则是定量的。计算中，±体计算力学取值大小对计算结果影响更大，因此，参数的选取主要是基于岩±工程勘察一报告的建议值，些参数的赋值是依靠经验但由于，这就要求对现场所测得的数据进行相应的调整。３．２．２计算模型的建立选取抢险施工段隧道与其上部基坑整体断面建立二维平面模型，采用基于Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｏｍｂ、ｌ模型的有限元分析尖层板拆除前后对隧道基坑Ｗ及周围±体的影响。工程模拟计算基坑巧挖深度为７．８ｍ，宽度为４０ｍ。基坑底Ｗ下３ｍ处为地铁二号线一隧道主体结构。为提高计算精度，对计算模型进行合理假定，取定范围内的±体进行？？数值分析。计算模型边界范围宽度取隧道埋深的３４倍，深度范围取隧道埋深的２３倍。故基坑左右边界分别取６０ｍ，下边界取５０ｍ；十五节点的Ｈ角形单元比六节点的Ｈ角形单元在描述上更加精确，故网格剖分基于十五节点的Ｈ角形单元型的左右边；模。、界采用法向约束，底边采取固端约束模型计算时，由于地下水位较低不考虑地下水的影响，同时也不考虑围岩构造应力的影响，初始地应力只考虑岩±体的自重应力。简化模型建立与网格划分如图３．３所示。？？，？？？〇？？ｍｍ？－？Ｍｍ？ｍｍｍｍｍｍＭＭＭｉ．．１Ｉ■■Ｉ■．Ｉ．１．．Ｉ，．．．Ｉ■■■．．■■．■■Ｉ■．．Ｉ．．．．．－．．■１．．．．．■ｊ．■■ｉ■■■．■■■■．．．．．Ｉ？■？ｔ■１ｆｉ１，＇■圓＂Ｉ下ｆ，Ｉ与１图３．３计算模型２２ 第二章结构破坏数值模拟分析３．２．３计算过程及结果分析将抢险施工过程分成两种情况进行对比分析验证。一（１）第种情况工序一：对有尖层板支撑的隧道上方基坑进行卸±模拟；工序二：对无夹层板支撑的隧道上方基坑进行卸±模拟。计算两种施工工序的情况下隧道结构及周围±体是否稳定，如果均稳定，则表明隧，。道结构有无夹层板支撑不影响隧道的整体结构稳定，表明夹层板可Ｗ拆除（２）第二种情况一一工序工序Ｈ：第种情况的后，进行支撑，然后拆除，即模拟尖层板的拆除施工，分析结构是否稳定。３．．２．３１计算过程一＂＂工序：尖层板没有失稳情况下，模拟基坑卸载，即激活支撑单元、围护墙单＂＂元来模拟施工围护结构与支撑工序，杀死基坑坑内±体单元。３４３．计算的位移图如图．、图．５、图３６。？〇－－－－－．００Ｓ０．００？．０）ＸＩ．００２０Ｗ拍．００．００扣．００２ａ〇０ＳＤ．Ｏ？？００Ｓ０．００试００７０．００．．．Ｉ．ＩＩ■■．■．．．．．．．．．．．．．．Ｉ．．，．．Ｉ■，．Ｉ．１１．．ＩＩＩＩＩ．■■ＩＩ．ＩＩ．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．ＩＩ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．ＩＩ．ＩＩ．．．Ｉ．．．．ＩＩ．．．．Ｉ．；３１啤ｉ，Ｉ■■■■Ｉ霄竹￣￣曲Ｊｗ吗■。…－－－１厂，？－＼：ｒ．Ｉ广ｊ１Ｉ＊■．、，［市．听？，；咕．ｉ巧－二．Ｍ二，ＡＭＯＩ］句３６－００－：：化ｏｏｔ１１＂Ｊ：：ｊ？Ｉ（图示中冷色表示位移方向趋近基坑，暧色表示位移方向背离基坑）图３．４支撑未失稳情况下基坑开挖水平位移云图±体的水平位移是确定周围±体与基坑、隧道结构稳定性的重要因素。由图３．４可知，基坑开挖至７ｍ时，周围±体的最大水平位移出现在基坑开挖面附近，Ｗ及３倍基坑深度附近，处于４倍基坑深度范围外的±体水平位移开始近似为零。基坑围护结构南侧墙向基坑内部倾斜，北侧墙则背离基坑倾斜。地铁南线隧道结构的南侧墙受到挤压力，２３ 硕＋学位论文■。产生水平位移，方向指向隧道内部Ｍ－Ｍ－－－．ＡＷ？４ａ〇４００４０３．ＯＯＢ０％？Ｊ０３ＭＯＭＯ３Ｕ０ＢＪ９０４０Ｗｔｎ？．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．Ｉ．．．．Ｉ．．■Ｉ．．．．．．．．Ｉ．．．．．ＩＩ．ＩＩＩ．．．ｔ．．‘＇己１■１Ｉｅ－种苗－ｊ；ｎ：，Ｈ海屬議Ｉ義￡－福Ｉ（图示冷色表示沉降，暖色表示隆起）图３．５支撑未失稳情况下基坑开挖垂直位移云图３５基坑的垂直位移可确定围护结构与地表的沉降或上浮情况。由图．可知，基坑卸±过程中，±体垂直位移最大值发生在基坑底部，即坑底±体隆起。基坑卸±引起坑底一致隧道的位移与基坑开挖引起的周边±体位移场相。周围±体所受的应力差和水位差，近邻地表面发生沉降引起围护墙外侧±体产生剪切应变。模拟分析可得周围地表沉降主要集中在卸±深度的２倍的平面范围内，隧道结构底板发生轻微沉降。有夹层板支撑情况下上部基坑卸王过程的总体结构变形趋势如图３．６。．Ｗ？０？００？＆００ＡｔＳ．３０必－Ａ？？？００．Ｗ０．３Ｄ．Ｑ０４Ｍ０．ＭｔＣＡＭ？．？０Ａ！００２０６ＢＭ山．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．■■■Ｉ．．．．Ｉ■．．．ＩＩ．Ｉ．．．．Ｉ■．．．Ｉ■．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．■．．ＩＩ．．．山．．．ＩＩ．．．．Ｉ．．．．ＩＩ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．二？必．．＇－Ｔ－ｖ：１１；ＴｆＴＩｙＮ，Ｋｉｊ＼Ｉ＇；．－心＇－１Ｍｌ．，．「术■可ｃｆ斗少山Ｊｒ．Ｎ木＾＼＇＾扛甘－１：本＾１曰煤；／乂ｉ＇畔＂ＴＶ－却ｒＴｒ：１！下丫兰Ｉ图３．６支撐未失稳情；兄下基坑开挖变形总庭势图工序二；夹层板失稳的情况下。，即无夹层板的情况下模拟基坑开挖２４ 第二章结构破坏数值模拟分析＂＂＂＂激活围护墙单元来模拟施王围护结构，激活隧道结构单元来模拟踐道整体＂＂３８结构，杀死基坑坑内±体单元。计算位移如图３．７、図．。－－Ｍ０－？化０４ａ〇０４０４０一＂３０．０Ｄ３．？ＩＵＩＯ．．■．．．．Ｉ．．．．．．Ｉ．．．．■．．■■．■■Ｉ．．Ｉ．■■．．．Ｉ■．．．■．．■Ｉ．．．１．．．．Ｉ．．．１．．ＩＩＩ．．Ｉ．．ＩＩ１１．．Ｉ．Ｉ■Ｉ．Ｉ■■．■■Ｉ■Ｉ＇＇Ｌｍ１，＾ＰＴ：１Ｉ—．．■ｉｒｔ■——，，＂ｉ＂－＂―ｎＩ．；．．ｉ－ｃ？；ｐ？－．－＊＊＇：；Ｉ■ｙ护兰Ｊ子、Ｉ＊？■■■．．■一■．Ｉ？■并—：Ｕ－Ｉ＇．．Ｋ？Ｍ４，，巧说－玄薄作妨；＇＇＿ｒ＇．化００＇．Ｉ，ＩＶ古公，．Ｖ：＞ｔｉＶＭ＾ｉｉＭｉｉ、三ｒ已：｜ｉ（图示中冷色表示位移方向趋近基坑，暧色表示位移方向背离基坑）图３．７支撑失稳情况下基坑开挖后水平位移云图一７ｍ后与工序的水平位移趋势大致巧同，基坑开挖至，周围±体的最大水平位移出现在基坑卸±面附近和３倍基坑深度附近，处于４倍基坑深度范围外的±体水平位移一开始近似为零。与工序相比，南线隧道的侧墙Ｗ及底板水平位移更大，说明在缺少支撑的情况下，地铁南线隧道结构的南侧墙变形更加严重，方向指向隧道内部。？．拍■－■．？，６０．００．００４０．００３０．００扭０１０．０００．００扣００２０．Ｍ？００？ＸＳＯ．ＯＯＷＫ．巧．００．．．Ｉ．．Ｉ１１．．．Ｉ．．．．，，．Ｉ．１１Ｉ．．ＩＩＩ．．１．．１Ｉ．Ｉ１．－Ｗ０．００－？？—Ｃ．２Ｄ．０ＱＢ０８０Ｉ—ＯＩＯ．Ｍ－？＇．＇？？■？．＿Ｉ■－＂／；：Ｉ／■Ｉ＇：ｒｉｌ國Ｃ．Ｃ２Ｃ■＊．２——＾＾￣Ｖ：〇〇〇〇Ｉ■＾ｑ職巧ｒ：；‘’、．＇．．下二Ｉ台巧曲诚热－ｋ：每＇．巧＾＾８８８＾８＾＾．扣妾吃ｉ■々．〇扭￣＇＊？１ｔ？‘１，．■如．Ｉ巧藥皆；饼０Ｗ｜旋迎沪巧截巧■＇＇．－？£＞０〇Ｉ－－００６０■取刮迸柴巧＿也．占；馬满霞Ｈ．＇Ｉ：．－巧＇．：！？〇■啤黎淵心＇；苦＾箱巧■‘－‘＊‘．．？＊＊．？．．＊－■Ｍ？Ｉ＋ｆＩｔ？ｔ（图示冷色表示沉降，暖色表示隆起）图３．８支撑失稳情况下基巧开挖后垂直位移云图２５ 硕＋学位论文一与工序的垂直位移趋势大致相同，±体垂直位移最大值发生在基坑内底部，造成坑底±体隆起。周围地表沉降主要集中在开挖深度的２倍的平面范围内，南线隧道南侧一墙发生沉降。与工序相比，，这与隧道结构自重减轻有关底板的沉降变小。在同样的基坑开挖情况下，拆除尖层板的隧道底板在基坑卸±后会产生轻微的隆起，且靠近南侧墙的隆起要更明显。无夹层板支撑情况下上部基坑卸±过程总体变形趋势如图３．９。－４０－－？－．ＪＯ．．０．１Ｂ９ＡＭ３０．００＊００３ＤＭｌＯＳ１０００？．？ＡＮＡＭ９０００？００９０．Ｍ６Ｃ．？７Ｑ．Ｑ０Ｍ．４Ｑ．．．．．，．Ｉ，．，Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．，．ｔ．．．．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．ｔ．．．．Ｉ，ＩｔＩＩ．Ｉ■Ｉ■■Ｉ．．Ｉ．．．．Ｉ■．ｉＩ．■．Ｉ．■■■Ｉ．Ｉ■，．Ｉ１．．Ｉ．，Ｉ．．■ｔ■■．，Ｉ．．■．．Ｉ．■．■■．Ｉ■■．．■ＩＩ１．．ＩＩ．Ｉ．１ＩＩＩｉＩ＞Ｉ■ＩＩ．．１ＩＩ．ＩＩ，，ＩＩ：０■００．！—＇Ｉ＇．’—＇＇－＇－．、、ｊ／谨．＼１Ｍ．．：ｒｗ：ＶＶ｜Ｖ．．．＇＾Ｔｊ．占ＭｉＴ一、．ｉ图３．９支撑失稳情况下基坑开挖后变形总趋势图＂＂工序Ｓ：模拟夹层板的拆除施工，即杀死支撑单元。计算出的位移图如图３．１０：■？？１？巧４０００？出．００３０００．ａ出１０－００化。ｌＡｆｌＯ■？？？０４０００９０巧？０？．．．．Ｉ．．．Ｉ．．．ｔ．．．ＩＩ，．．．Ｉ．．．．Ｉ．．Ｉ．Ｉ．．．．ＩＩ．．．．Ｉ．．．．Ｉ■．Ｉ．．．．Ｉ．．．．■■■■Ｉ．．．Ｉ．．．．．．．ＩＩ．．．．ｔ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．ＩＩ．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．Ｉ．．．．＾鄰１？Ｌ：＿图３．１０拆除支撑后总位移云图一，与工序的位移图相比较，拆餘支撑后周边结构与±体的应力重分布。南线隧道结构失去夹层板支撑后，，，南侧墙产生横向变形位移朝向隧道内部北侧墙也产生横向２６ 第Ｈ章结构破坏数值模拟分析变形，位移朝向隧道外部，但位移幅度较南侧墙的小；底板也将产生轻微隆起。３．２．３．１计算结果分析在基坑卸±过程中，减载导致±层的初始应力状态发生改变，围护结构两侧的±压。力失去平衡产生变形，基坑坑底±体隆起周围±体的±压力变为主动±压力，基坑内一的±压力逐渐变成被动止压力，，隧道侧墙Ｗ及底板随之受力变形。对于第种模拟方法无支撑板的隧道结构需要承受更大的变形，侧墙Ｗ及底板的变形相对于有支撑的隧道结构大，但这种程度的变形在可控范围Ｗ内，不影响隧道整体结构的稳定性。对于第二种，，对周围±体造成扰动模拟方法，拆除支撑后周边结构产生应力重分布，隧道主体结构也发生一定的变形，但这种程度的变形在可接受范围内，也不影响隧道整体结构的稳定性。综上所述，上方基坑卸±与夹层板拆除施工不影响隧道整体结构稳定；夹层板支撑。拆除后，，不需要另外架设支撑拆除之后整体结构稳定３．３本章小结南线地铁隧道破坏后的夹层板拆除工作可Ｗ进行一。拆除后，隧道整体结构存在定。安全度，不需要另外架设支撑，拆除之后整体结构稳定ＰＬＡＸ一个近似ＩＳ所获得的模拟结果只是现实情况的，所Ｗ模型与数值方面必然存在误差；另外，用户对模拟问题的熟练度、对各种模型的了解情况、Ｗ及参数的主观选择可信度和计算结果的判断都会影响模拟现实情况的准确性。在建立模型的过程中，未一考虑周围王体渗水影响，对数值计算的结果有定影响。但是模型假设的卸±深度比实际卸±深度要大，对隧道结构及基坑坑底隆起变形影响更大，所Ｗ实际情况的结构稳定性和安全度与数值模拟结果想比要更高。由于数值模拟只是一种近似模拟，不能完全准确真实地反应地铁隧道结构的变形情工程与抢险工程之后的一况，所Ｗ在施工过程中必需进行变形监测，在实施抢陰段时间内实时反应地铁隧道结构及周边环境的情况。２７ 硕丈学位论文第四章运营地铁磁道安全监测数值模拟的模型假设与计算参数的选取对最终计算结果产生较大影响，其计算结果与现场监测结果可能存在偏差，夹层板拆除过程中又往往存在各种不确定因素，如机械设备扰动、拆除顺序、施工进度等，会对整体结构的稳定造成影响，实测数据是变形结果的最真实反映，能更直观反映隧道、基坑、地表变形情况。指导监测结果进行治理措施决策，治理措施又决定与影响变形最终结果，这是工程治理信息化施工的重要过程。４．１结构的安全蓝测＋９７０？ＹＤＫ２０＋０４２对ＹＤＫ１９段夹层板进行拆除处理的施工过程中，为确保施工及隧道结构安全，需对施工区域及施工影响区域的隧道结构进行变形监测，实现信息化施工一。夹层板作为隧道測性结构的个重要约束条件，其变形、破坏、拆除必然会对其他。部位的内力，变形，甚至安全稳定性产生重大影响在夹层板拆除过程中，周边结构必然产生应力的重分布，尤其可能对运营中的临近２号线北线（下行线）产生较大的影响，周边环境亦可能产生变形，尤其是地面的基坑围护结构Ｗ及地表沉降。４丄１监测内容地铁隧道的监测主要围绕围岩，隧道结构与周围的环境，包括地表，隧道结构上部的周围道路，建筑物和管线等设施。监测的类型主要是表层和深层的±体沉降和水平位移、水位变化、地层水压力、建筑物和管线和地基的沉降和水平位移，Ｗ及隧道结构的内力、外力和变形等。通过对地铁隧道的结构Ｗ及周围环境进行监测，可Ｗ及时掌握结构的变形情况。根据夹层板的拆除位置：，监测对象主要可分成兰部分拆除夹层板的施工段，受影响的临近段，基坑周边环境。４丄１．１拆除夹层板施工段监测根据拆除前、中、后分为Ｈ个阶段，其监测范围和内容有所不同。在拆除前，其监一＋９７０？ＹＤＫ测范围为ＹＤＫ１９２０＋０４２段；拆除施工过程中，监测范围同拆除前样为？ＹＤＫ？ＹＤＫ１９＋９７０２（Ｈ０４２段：拆除施工完成后，监测范围为ＹＤＫ１９＋９巧ＹＤＫ２０＋０８２。（１）拆除夹层板之前及拆除施工段的监测，主要是对结构的稳定进行监测，如夹２８ 第四章运营地铁隧道安全监测层板是否继续开裂，侧墙或者主体结构的变形是否加剧。主要监测内容为階道结构的沉降、位移和应变。（２）对于进行夹层板拆除的施工时期，由于施工进度的推进，可能会造成不同断面间的沉降差一，造成底板的不均匀沉降，Ｗ及结构的横向开裂对于某段面的拆除施；工，由于卸荷不均，可能造成隧道断面结构的应力重分布，侧墙产生较大变形，造成隧道整体结构变形，比如结构的径向开裂，顶板的培塌，轨道沉降差过大，侧墙变形影响北线隧道结构稳定。监测内容主要为隧道结构的应变（包括隧道顶板和侧墙）及收敛。（３）夹层板拆除之后，由于支撑的拆除，会直接影响侧墙的变形情况，侧墙的稳，定直接影响相邻北线结构墙面的稳定，间接造成隧道结构整体变形；由于卸荷的影响隧道结构的沉降可能产生上浮或者断面间的不均匀沉降，间接影响地表沉降。监测的主要内容为该区段隧道结构的Ｈ维变形、收敛Ｗ及底板沉降。４丄１．２受影响的临近隧道段监测＋？）ＺＤＫ１９９３３ＺＤＫ２０＋０８２段（上其监测里程为北线（下行线，南线行线）ＹＤＫ？１９＋９３３ＹＤＫ１９＋９７０段。由于受影响的临近隧道段位于施工基坑下方，为防止同样出现夹层板开裂或其他事故，需要对运营中的隧道主体结构进行Ｈ维变形监测。４丄１．３基坑周边环境监测基坑周边环境主要是指拆除夹层板所在隧道段对应的上部明挖基坑围护结构及其周围地表，需实时进行有效监测，将隧道结构周围的王体扰动，Ｗ及地下水位控制在允许范围。监测内容主要有围护结构的位移监测、围护护结构及地表的沉降监测。４丄２监测项目及监测方法综上所述，主要监测项目包含运营隧道北线（下行线）、施工的南线（上行线）的隧道侧墙应变、收敛、底板隆起Ｗ及主体结构的Ｈ维变形；周围环境中的地表沉降，基坑围护结构的粧顶位移与沉降。自动化监测方法（包括测全站仪Ｗ及传感器）与人工监测相结合的监测方法。其中隧道内部的监测采用自动化监测１Ｊ，明挖基坑围护结构＾＞及其周围地表采用人工监测。监控过程中需要保证信息反馈渠道的畅通，及时高效地反馈信息。快速准确地测量各类监测项目的变化值及其变他率，实时反馈获得的监测与施工过程中的有关信息，为。保证施工的安全有效提供指导帮助，得Ｗ实现信息化施工为实现顺畅、快捷地反馈监２９ 硕±学位论文测信息的目的，如果处理计算过程中发现监测数值过大，泣到或超过警戒值，则迪速通知有关各方，，停止施工，由业主、专家组、设计方等决策相应措施直到可Ｗ施工为止。４丄２．１自动化监测（全站仪）实施方法自动化监测系统由Ｗ下几部分构成：（１）测量机器人（高精度全站仪，马达驱动）；（２）供电、控制及ＣＤＭＡ（或ＧＰＲＳ）无线通讯模块（ＤＴＵ）；（３）监测专用服务器；（４）变形监测软件系统ＡｕｔｏＭｏｓ；（５）变形监测基准点、变形监测点。测量机器人采用镶卡机器人ＴＭ３０与拓普康ＭＳ０５ＡＭＳ０５。在连接到监测服务器上的计算机终端上，通过变形监测软件系统（ＡｕｔｏＭｏｓ），远程向测量机器人发送测量指ＰＳｌ令，，使测量机器人在设定的时间、按设定的测量程序自动进行测量测量数据返回到监测服务器，监测数据分析模块（Ａｎａｌｙｚｅｒ）自动对监测数据进行计算与分析，给出各监测点的Ｈ维变形量（平面及离程），并绘制变形时程曲线。每次测量时，先观测基准点，按后方交会方法定出仪器坐标和高程，然后观测监测点。监测程序如图４．１所示。基准点监测点Ｉ練保齡自动巧（上下行线各布一？ＪＩ（与测站通视的强全站仪置８个）＾制对中棱镜）Ｉ牛１ＣＤＭＡ通讯模块２ｉ计算机远程监控模块监测数据分析模＿＾ＭｏｎｉｔｏｒＡｎａｚｅ块ｌｙｒ图４．１逆测程序计算机与测量仪器之间的通讯，通过虹ｔｅｍｅｔ网络及ＤＴＵ通讯模块来实现，无需在工地内设置工控计算机和布设通讯电缆，因此，只要有ＣＤＭＡ（或ＧＰＲＳ）无线通信信Ｉｅ号，在任何有ｎｔｒｎｅｔ网络的地方，都可Ｗ对测量仪器进行操控。３０ 第四章运营地铁隧道安全监测测量仪器与无线通讯模块一（ＤＴＵ）通过条通讯电缆连接，同时实现数据通讯及仪器供电。基准点应布设在施工影响范围外的稳定区域，计划在南北线各布设４个监测基点，分布在监测区域两端，每端２个。现场设置监测仪器站和监测点如图４．２、图４．３、图４。．４所示耗＇图４．２仪器设站图４．３隧道底板监测点图４．４隧道中腰监测点监测断面及断面内监测点布设应考虑下因素：一（１）确保各仪器、棱镜等设备和构件不侵入设备限界，最好离限界留定距离，同时要考虑隧道之后可能安装的管线等的阻挡。（２）各设备应保证稳定不能有丝毫晃动，要有较高的硬度和承重预留。（３）棱镜安装时监测站安装有可见激光的全站仪，Ｗ保证通视。（４）棱镜安装还要考虑监测时的同视场影响，虽然仪器有小视场改化功能，棱镜多时还是有可能出现，这种情况下可适当地调整棱镜位置。仪器托架Ｗ角钢预制，配成品强制对中盘，托架用膨胀螺丝错固在隧道壁。棱镜不用膨胀螺丝装置，，因为单点膨胀螺丝的稳固度不可靠根据经验，Ｗ〇２０ｍｍ钢加工棱镜错固构件，安装时用冲击钻钻孔，清孔后用云石胶水配凝固剂粘合构件，该安装方法既简洁又牢固。４丄２．２自动化监测（传感器）实施方法监测项目包括隧道结构主体应变，横纵向收敛，底板沉降。。本系统主要包括传感器，数据采集器，传输线路，数据接收终端隧道结构主体应变及收敛的传感器分别选择为应变计和位移计，均为振弦式传感器，底板沉降采用静力水准进行监测，静为水准仪为液位传感器。数据采集器通过采集振弦式传感器的频率，３１ 硕壬学位论文并将频率直接换算为传感器本身的应变值或位移值，通过传输线路到达接收终端。液位传感器采用压力敏感传感器，传感器将压力的变化转化为电信号，通过内置的软件将电信号换算成液位的变化值，最后通过传输线路将液位的变化数据传输到接收终端。根据该工程实际情况，使用线缆进行传输数据。应变计安装图如图４．５。静力水准基准点应布设在施工区影响范围外的稳定区域，基准点设在地铁站内。；＇＇．１瞬ｖ，图４．５应变计安装图４丄２．３惦体、植顶位移和地表沉降监测巧顶位移尽可能使用原有监测点，如果间距及数量满足不了要求，将在冠梁上埋设监测点。粧顶沉降与粧顶位移尽可能共点。夹层板拆除前后各监测项目监测频率见表４．１、表４．２。表４．１夹层板巧除前各监测项目监测频率序号监测项目监测频率１侧墙应变５分钟／次２收敛５分钟／次３底板沉降５分钟／次４植体位移２次／天５巧顶位移２次／天６地表沉降２次／天７隧道主体结构Ｈ维变形１次／２小时３２ 第四章运营地铁隧道安全监测表４．２巧层板拆除后各监測项目监測频率序号监测项目监测频率１隧道主体结构Ｈ维变形２收敛３主体结构应变根据变形稳定情况调整，直至４粧体位移停止监测５巧顶位移６地表沉降４丄３安全判别要求根据监测内容，本区间选用围护结构水平位移为设定预警值，作为施工安全判别标＜：。准，基坑围护结构水平位移容许值３６ｍｍＷ水平位移容许值的１／１０｜／２０确定测量仪器的精度等级，所选用的诛卡机器人ＴＭ３０有棱镜测距精度０．６ｍｍ＋ｌｐｐｍ完全能够满足监测精度要求。既有结构的沉降、倾斜容许值按照规范规定。当实测值＜〇．７Ｘ降许甸，判定安全；＝当实测值０．７容许值Ｘ，判定普戒［］；当实测值＞〇．７Ｘ降许值］，判定危险（０．７Ｘ降许值］为临界值）。Ｗ１５０９－结合《城市轨道交通工程监测技术规范（ＧＢ１１２０１３）》、《城市轨道交通工程Ｗ２１５０３０８－２００８）》《建（ＪＧＪ８－２００７）》测量规范（ＧＢ筑变形测量规范等相关规范，项目警戒值与控制值如表４．３、表４．４。表＝４．３隧道结构维变形监測项目巧戒值序号监测项目控制值／ｍｍ１左右轨道差异沉降４．０２隧道竖向位移２０．０３隧道横向位移２０．０４隧道径向收敛２０．０５２０隧道横向收敛．０３３ 硕±学位论文表４．４其他监测项目咨戒值序号监测项目控制值（报警值）／ｎｕｎ１裂缝１．５（１．２）２侧墙，顶板应变／３植体位移３０．０（２１．０）４植顶位移３０．０（２１．０）５３００（２１０地表沉降．．）４．１．４监测点的布设４Ｉ．１．４．１重同内监须点布设ｊ主要考虑夹层板拆除中Ｗ及拆除后，隧道结构的安全，根据运营区人工作业无法连工操、续进行，Ｗ及施工区人作安全风险较大，常规仪器无法观测，在夹层板拆除中拆除后均采用自动化监测。（１）运营区监测点布设原则运营区采用机器人自动化监测隧道主体结构Ｈ维变形，监测点布设原则包括监测监。测（横）断面的间距，Ｗ及监测断面内监测点的布设位置①监测断面间距的确定？施工区对应的２号线北线位置（ＺＤＫ１９＋９７０ＺＤＫ２０＋０８２），监测断面按７．５ｍ布设，＋？在摆设仪器位置做适当调整，南北线受影响范围（ＺＤＫ１９９３３ＺＤＫ１９＋９７０，？？ＹＤＫ２０＋０４２ＹＤＫ２０＋０８２，ＹＤＫ１９＋９３３ＹＤＫ１９＋９７０）。监测断面间距按１０ｍ布设，ｍ。监测断面布设里程示意图如图４。局部调整为９．６－－…ｉ平ＦＥＳｒ？［顯顏霧燃齋齋源Ｗ刚斯，嘴２狀賴。１刚。Ｋ游如〇國＾。Ｋ肺３城，兩品的口！％巧１９刪苦腿ｈ。战瓶議管师。＾图４．６地铁２号线抢修段里程示意图②监测断面内监测点布设位置确定在运营区内包含两个明显不同的横断面，因此，需根据不同横断面确定不同的布点３４ 第四章运营地铁隧道安全监测方案。？折返区（ＹＤＫ１９＋９３３ＹＤＫ１９＋９７０）的Ｄ１型大断面，底板布设３个点，侧墙各布１个．。，夹层板在中间部位布设１个监测点，如图４７所示＾ＸＮ聽、－ＡＩ喜ｆ路贊：中敦幾ｉ面▲泉Ａ綱＿＿＾＼ｙ图４．７南线Ｄ１型断面胜测布点示意图？２号线北线（ＺＤＫ１９＋９３３ＺＤＫ２０＋０８２）断面较小，侧墙最大间距为４．７５米，因此底板布设２个监测点，南北侧墙各布设１个，夹层板中间部位布设１个监测点，如图４．８所示。＾Ｎｆ八八线路中线▲自动化监测点面Ａ泉ＡＸＸ图４．８北线横断面布点示意图（２）施工区监测点布设原则３５ 硕壬学位论文施工区在夹层板拆除前，拆除中和拆除后，监测项目有所不同，考虑拆除中与拆除一后变形数据的对比分析？，断面间距致，同时与运营区ＺＤＫ１９＋９７０ＺＤＫ２０＋０４２范围一致内监测断面间距，但断面內点位布设位置不同。①夹层板拆除前监测断面内监测点布设位置拆除之前；１及侧墙应变。每个断，监测项目为隧道侧墙沉降位移，夹层板的沉降，１＾面布设侧墙沉降位移监测点４个．９所示。，夹层板沉降４个，侧墙应变２个，如图４②夹层板拆除中监测断面内监测点的布设位置施工期间，监测项目为隧道主体结构应变，底板沉降和收敛，收敛包括测量的横向收敛和夹层板与底板的竖向收敛。每个监测断面布设５个应变计，横向与竖向收敛各１个，底板沉降１个。如图４．１０所示。⑤夹层板拆除后监测断面内监测点的布设位置施工后采用全站仪进行自动化监测隧道Ｈ维变形，同时还监测隧道主体结构应变，侧墙的横向收敛，Ｗ及底板沉降。由于该处夹层板己经拆除，监测点直接布设在顶板上，每个断面布设自动化监测点７个，应变５个，横向收敛１个，底板沉降１个，如图４．１１所示。主体结构应变监測点／？主化结构位移沉降监渊点？？ｔ％ＩＩ号线Ｉ线奪＂０若中革腰线辕擦励励泉面泉面＿＿＾ＶＩＶｙ＼＿图４．９夹层板拆除前监测断面的监测点位布设图３６ 第四章运营地铁隧道安全监测／？主体结构应变监剩点Ｘ？蚊改化巧点□底板沉阵化畑点Ｂ！Ｓ＾配二续号线ＩＩ著中豎专Ｔ备续钱泉面綱＿＿ＸＩ＼ｙ＼＿＿图４．１０夹层板巧除中监测断面的监测点位布设图乂／自动化监巧点／／麵主体斜祕離测点＼＾？化钦监巧底扳沉降监巧点ｒ＾、達Ｉ争＂Ｉ争配Ｉ＾％巧露Ｓ海路望卓Ａ中章扱困线巧醒固线＇面Ａ龙鄭Ｌ＾＾＼＿４１１图．夹层板拆除后监测断面的监测点位布设图４丄４．２隧道上部东广场监测点布设隧道上部东广场基坑监测项目为枯体位移，，枯顶位移Ｗ及周边地表沉降。粧顶位一ｍ布设？移与地表沉降点，地表沉降点距离基坑３５米。，沿基坑方向按２０粧体位移。沿基坑围护结构方向按１０ｍ布设，监测点布设如图４．１２所示３７ ｓ０８苗了１一ｒ＝＾Ｓ＾１您Ｔ賠控链／絶養一－寶蜜令藝画铃黎响ｉ雙巧畜巧＞＠间含评§３口晨拍纠担了栅货」１城巧＋掃一ｑ霞－ｉ蟹贊视坛羣留Ｊ２Ｊ１藝ｆ．々ｓ图畜ｉｖ。化〕Ｖ呂心己＾受２受的Ｓ具Ｑ？｜弓Ｒ弓ＯＶ—．巧；；Ｏ２？邊Ｊ０１＾Ｖ；Ｏ為醉Ｖ１２參Ｌ受？１ｊ扣 第四章担营地铁階道安全腔测４．２监测数据分析根据对该抢险工程的实时监测所得的监测円报，选取部分剔除周围环境、操作失误４３ｔｉ等影响后的数掘进行数据处理、绘制历时曲线图Ｗ及结果分析。４．２．１隧道上部东广场监测数据分析抢险段隧道区间上方地面起伏较大，为确定结构顶部填±厚度是否满足设计的不超？４ｍ二９＋９３３？Ｋ２０＋０过３要求，对地铁号线ＩＧ８２区间段上方的地面现状进行纵断面和横断面测量，取其平均高程进行绘制，如图４．１３所示。Ｊ４ＩＬ若＊＞／＿３２＿２５－，＾７…Ｘ／征ＩＰｆ［祐其＾广Ｉ｛ＡＩＥ＊＊￡去弓民ＫＳ占民否Ｓ％羣ＳｉＳ５ＳＳＳＳＳ里趕畜§ＥＳ§Ｉ§ｌｌｌｌｉｌｌｄｌｉｌｉｉｉ图４．１３地铁二号线顶板覆±平巧高程纵断面图二２６由图４．１３知３０ｍ。地铁．５ｍ。，地面平均离程为号线南线隧道结构顶板高程为隧道施工区上部基坑内卸±达到要求深度，符合安全要求。为保拆除施工时的隧道结构安全，对施工段与邻近区段及周边地表进行了监测。通过对險道上方基坑监测的部分监测数据进行分析得到如下结果：（１）基坑围护结构沉降３９ 硕卡学化论义图４，，纵．１４反映隧道上部基坑围护结构粧顶沉降情况横轴表示时间轴表示沉降量。（正值表示结构上浮，负值表示结构沉降）中啊則寺６１：４（町＂。二；Ｚ——＂。？３００图４．１４围巧结构沉降与时间曲线图（单位ｍｍ）１２０由图４．１４可知，２月日，巧始基坑卸±，随着卸±量的增加基坑围护结构发生，沉降，最大沉降量为２．８ｍｍ趋于稳定后，多个检测点均沉降２．５ｍｍ左右。基坑侧墙沉降变形值很小，稳定可靠。（２）基坑围护结构枯顶水平位移４１图．５反映基坑围护结构粧顶的水平位移情况，横轴表示时间，纵轴表示水平位移（正值表示位移朝向基坑，负值表示位移背离基坑）￣一８阿１１６０寺扣擊．Ｓ０－＊－８彻。２一＾巧０泌３）０００－＇＇＇＇＇＇■＇＇＇＇＇＇＇＇＇．＇＇一？－８０５１仰１？ＬＳＯ图４．１５围巧结构惦顶水平位移与时间曲线图（单位ｍｍ）４０ ■第四章担营地铁隧进安全监测４１，ＤＵ６、ＢＤ１１４、ＢＤ１１２由图．５可知围护结构枯顶发生水平位移。监测点Ｂ（）（）（）位于基坑围护结构的南侧墙，受到主动±压力，水平位移为正，表示其水平位移朝向基坑，最大变形值为１．７ｍｍ监测点ＢＤ１０３、ＢＤ１０５、Ｂ１０７位于北侧墙，受到被；（）（）（巧动王压力，水平位移为负，表示其水平位移背离基坑，最大值变形值为１．４ｍｍ。二号线地铁隧道结构靠近席侧墙，在进行基坑±体卸荷时王体发生应力重分布，对于围护结构的南侧墙的作用较北侧墙的大，南侧墙的水平位移较大。围护结构的侧墙变形情况与数一致值模拟计算结果。（３）地表沉降４（图．１６反映地表沉降情况，横轴表示时间，纵轴表示沉降量正值表示结构上浮，负值表示结构沉降）。。００＊脚１１４１＊擊．１—Ａ？５－１００图４．１６地表沉降与时间曲线图（单位ｍｍ）４－－Ａ－１０３Ｄ０５由图．６知，基坑周围地表±体发生沉降。监测点ＡＤ１１、Ａ１１、Ｄ１０７１（）（）（）Ｄ－－－１１１１４位于基坑Ｗ北，最大沉降量为３．９ｍｍ；监测点Ａ６、ＡＤ１１、ＡＤ１１２１位于（）（）（）基坑Ｗ南，最大沉降量为４．６ｍｍ。基坑北部的地表沉降程度较南部要小，这与数值模拟计算结果一致。４２Ｉ．２．；同内监巧ｊ数据分析根据现场实际监测结果，在尖层板拆除工序结束之前，南线监测段与隧道结构基本，，收敛监测与应变均正常稳定隧道底板无明显沉降或上浮。重点监测尖板拆除后地铁２号线南线的施Ｘ区段。４１ 硕：Ｉ学位论文？１１月２７号，尖层板拆除施工结束后开始安装自动化监测设备，对ＹＤＫ１９＋９７０ＹＤＫ２０＋０４２施工段的部分数据分析，图示中的变形值巧值表示位移方向朝向隧道内部，负值表示位移方向朝向隧道外部。（１）施工区侧墙横向变形图４．１７与图４．１８分别反映了施工区隧道南侧墙与北侧墙的横向变形情况，纵轴表示变形量，横轴表示Ｈ期。（变形量正值表示位移朝向隧道内部，复负值表示位移朝向隧道外侧）ＥＥＥＴ１－ＵＳ图４．１７施工区南侧墙横向变形值与时间曲线图（单位ｍｍ）２５．１图４．１８施工区北侧墙横向蛮形值与时间曲线图（单位ｍｍ）４－？１１２１化５ｍｍ由图．７上的数据可看出月８号前的南侧墙的横向变形值在之间浮动，变化值很小，基本处于稳定，１２月８号之后所有断面的侧墙横向变形均出现较大的变化且变化值均变大，最大值为２．４５ｍｍ，之后趋于稳定。由图４．１８可看出北侧墙的４２ 第四章挺营地铁隧道安全腔测横向变形值的变化趋势如同南侧墙，变形最大值为２３５ｍｍ．。由于１２月８円将支撑卸下，侧墙失去支撑后向变形，变形趋势朝向隧道内侧，监测数据实时反应出拆除支撑后的侧墙变形效果。由这两曲线團可得知，南北侧墙横向变形值最小的均为ＹＤＫ２０＋０２９和ＹＤＫ２０＋０３６５，，．这两个断面这是因为它们处于尖层板断裂最为严重的裂缝区在进行一拆除支撑之前，尖层板对于侧墙的支撑效果已经减弱，侧墙已经发生定变形，支撑拆除么后一，残余支撑力对侧墙横向变形影响不大，对于其他的断面影响则要大倍Ｗ上。（２）施工区底板纵向变形图４．１９与４．２０分别反映施工区隧道底板南北两测点的纵向变形情况，纵轴表示变。（形量，横轴表示Ｒ期变形量正值表示位移指向隧道内部，负值表示位移指向隧道外部）１２？０—．８图４．１９施工区底板南测点纵向变形值与时间曲线图（单位ｍｍ）？０５图４．２０旋工区底板北测点纵向变形值与时间曲线图（单位ｍｍ）４３ 硕｜：巧位论文９一由图４．１、４．２０可看出底板在拆除夹层板之前均处于稳定状态，纵向变形值处于－０６？化２ｍｍ，．之间；夹层板拆除之后纵向位移均出现变大南测点纵向变形最大值为１Ｉ．１ｍｍ．９ｍｍ。８，，北巧Ｊ点最大值为０至１２月円夹层板支撑拆除产生卸荷隧道整体结构自重减轻，底板在周围±体压力作用下发生轻微隆起，监测数据实时反应出拆除支撑后的底板变形效果。对比底板南北测点的纵向位移可发现南测点底板隆起程度较北测点大，表明整个底板是不均匀隆起，需要参考左右轨道差异沉降计算，Ｗ确保变形在允许一范围内，但变形值很小，。底板变形值虽然未达到稳定状态直在增大之后不需要进行抢险施工情况下的实时监测，监测频率满足円常监测即可。（３）施工区顶板纵向变形图４．２１反映施工区隧道顶板的纵向变形情况，纵轴表示变形量，横轴表示Ｒ期。（变形量正值表示位移指向隧道内部，负值表示位移指向隧道外部）１■￣＊、。＊９９７７５２１２：０２ｉ１２！：月巧１月：日；月：日＾ｒＳＨ；百：巧Ｙ３Ｋ２０＂００６．Ｓ＼２１ｖＡ咖ＹＭ純Ｗ２—ｖｍ？＂■＾ｍＸＭ－３３６Ｓ２■＿＿？．】－２５图４．２１施工区顶板纵向变形值与时间曲线图（单位ｍｍ）一．２１夹层板拆除施工完成后开始进行顶板位移的监测，由图４知，尖层板拆除后的段时间内顶板的纵向位移处于缓慢变形中，，位移方向背离隧道朝基坑底隆起纵向位移ＹＤＫ－最大处位于１９＋９７７．５断面，最大值为２ｍｍ。山于尖层板支撑的拆除，两侧侧墙朝隧道内部挤压，再加上顶板上覆±层过薄，造成顶板上拱。由图可知，ＹＤＫ２０＋０２９和ＹＤＫ２０＋０３６５，．这两个断面顶板竖向位移最小是由于送两端面处于夹层板断裂最为严重的区域，尖层板对于侧墙的支撑效果减弱，支撑拆除之后，残余的支撑力对顶板位移一造成的影响较小，对其他的断面影响则要大倍Ｗ上。（４）隧道断面横向收敛图４．２２反映隧道断面的横向收敛情况，纵轴表示变形量，横轴表示円期。（收敛量４４ 第四章运营地铁隧道交全监测正值表示结构向外扩张，负值表示结构向内收敛）２：：ｉｉ三王？ｓ４２图．２横向收敛与时间曲线图（单位ｍｍ）２２－？由图４，１２，．１．５ｍｍ，．知月８号之前各断面横向收敛值在０８之间大部分为正值，表明隧道整体结构在横向上轻微外扩，这是因为在进行夹层板拆除施工作业时设貴有支撑架。１２月８号Ｗ后，收敛值变为负值，表明结构的横向开始收敛，这是由于横－，，４５ｍｍ，向支撑装置拆除后两侧墙朝隧道内侧倾斜收敛的最大值为．在安全警戒值Ｗ下，但是由于ＹＤＫ１９＋９７０等多个断面收敛收敛还在继续，存在安全隐患，需继续对其观察直至收敛值趋于平稳。（５）轨道沉降差与时间曲线图４．２３反映二号线主轨道的沉降差历时曲线，横轴表示时间，纵轴表示主轨道两轨间的沉降差值的绝对值。１４０：．．．．．：八－ＩＨ？Ｖ〇Ｋ＋，ｌＳＳ７７ＳＩ中ＶＤＫ巧巧巧ａｓｏ￣１Ｋ／—＇／／＼＇＊１ＤＫ１９９９２．５图４．２３二号线主轨道沉降差与时间曲线图（单位ｍｍ）４５ 硕七学位论文４２３可ＹＤＫ２０＋００６５由图．知，除．断面外，其余断面左右轨道沉降量最大差值为０．７ｍｍ；ＹＤＫ２０＋００６．５断面左右轨道沉降量最大差值为１．３ｍｍ。各区间段轨道沉降差均ＹＤＫ２０＋００一处于警戒值Ｗ下，建议对６．５断面的附近区域的轨道沉降差进步跟踪监测。４．３本章小结本章主要论述地铁隧道抢险工程中的安全监测。采用自动化监测与人工监测相结合的监测方法，对隧道结构施工区域、施工影响区域及周边环境进行实时动态地监测。通过对地铁二号线Ｋ？１９＋９巧Ｋ２０＋０８２区间段上方的地面现状进行高程测量，确定其上部基坑卸±厚度满足了施工要求；基坑围护结构的沉降、变形反映出在进行基坑卸王时围护结构朝基坑坑内倾斜，并发生轻微沉降；基坑周围地表产生沉降。对于施工前中后Ｈ个时期的隧道洞内监测，采取自动化监测结合人工监测方法。夹层板拆除工序完成后，，南线隧道两侧侧墙均由于失去支撑朝隧道内部倾斜顶板上拱，底板隆起。通过实时监测Ｗ保障抢险隧道结构安全稳定，同时应对该隧道的整体结构进行病害检测与治理。４６ 第五章病害治理第五章病害治理在对该隧道进行夹层板拆除、上部基坑卸荷的初步处理后，应对该隧道进行全面检。测，找出可能的隐患病害，对症下药，有针对性的采取治理措施５．１隧道结构的病害检测运营地铁隧道的检测主要是针对不同类型的病害，得到其形状、发生位置、发展趋势等基本信息。适时的检测和精确的分析，对于病害处理与病害预防有着重要意义。５丄１病害检测方法地铁结构的检测对象主要包括隧道混凝±结构自身强度、密实性等。主要监测内容、如下：隧道结构厚度，有无空隙空洞病害等；混凝王；隧道围护结构背后回填密实度强度。；隧道相关调査，包括渗漏水病害调査、围护结构残损调査等由于工作是在已运营地铁中进行的，需加强对既有设施设备的保护，所有检测手段均采用无损检测，不会对隧道现有结构造成任何破坏。隧道结构病害检测主要使用电磁法、回弹法结合现场调査。（１）电磁感应检测采用电磁对隧道围护结构厚度及背后密实程度检测。在混凝±表面向结构内部发射电磁波，形成电磁场，混泥止内部的钢筋切割磁感线发生电磁感应现象。由于感应电磁场的强度与空间梯度变化与钢翁的位置。、直径、保护层厚度有关检测数据宙巧缆传给服务器。，再由计算机软件生成剖面图服务器根据记录到的测量感应电磁场的梯度度变化，通过分析处理就能确定钢筋位置与混凝±保护层厚度；同时根据电流的形态、强弱及变化等多种因素判定目标体的性质。ｔＷＪＧＪ－。根据规范《混凝±中钢筋检测技术规程（／Ｔ１５２２００８）》布设测量线路２号线南线（上行线）每断面设置５，顶板２条、条检查线、南北侧墙各１条底板沿两轨道、。各１条，顶板、南北侧墙；北线（下行线）每断面设置４条线底板各１条。检测过程中需要采用连续检测方式数据处理采用配套的电磁感应处理软件，形成报告结果。（２）回弹仪检测４７ 硕壬学位论文采用混凝止回弹仪进行隧道结构强度检测。根据《铁路隧道围护结构无损检测规程Ｗ６（巧－－１０２２３２００４）》《铁路工程结构混凝止强度检测规程（巧１０４２６２００４）》惭相＝－＞关规定，当测点多于１０个化混凝±抗皮强度ｃｕ￡１．６４５ｘ〇；当测点少于／ｉ忘ｙａ＝１０个时，混凝±抗压强度ｅＵＣ（为漏凝止抗压强度的最小值）。／魚ｍｉｍ／品ｍｉ。｜ｉ，－根据规范《回弹法检测混凝±抗皮强度技术规程（ＪＧＪ／Ｔ２３２０１１）》要求，选取８个断面隧道内壁进行抽取检测。（３）现场检测现场检测主要是针对隧道结构裂缝和隧道防水排水系统。对隧道结构上的裂缝采取目测与裂缝测宽仪相结合的检测方法，对全线隧道进行量测与照相记录。测量裂缝的长。度和间距，用油漆进行标记，Ｗ便后期进行病害整治在隧道内人工检査隧道防水和排水系统状况，针对其结构的破损、淘管的开裂漏水、排水沟与积水井等有无泌积堵塞等Ｗ８１情况进行检测。５．１．２病害检测结果＋？对地铁二号线ＤＫ１９９巧ＤＫ２０＋０８２区间段进行全方位病害检测。沿地铁南北线进巧回弹仪测定，除极个别点外，所有构件测区海凝±抗压强度推定值均大于原强度设计值，满足设计强度３０ＭＰａ的要求。采用电磁检测法实测钢筋保护层厚度，多数测区？实测钢筋保护层厚度偏薄，主筋钢筋平均间距为１２１．２１５６．３ｍｍ，缠筋平均间距为？９２．０１５０．１ｍｍ。病害检测结果如表５．１。表５．１病害巧况栓测结果病害结果南线（上行线）北线（下行线）２底板碎裂１处，总面积０．２ｍ无２坑槽３处，总面积１．３７ｍ无纵向３８处，总长度７６．０ｍ纵向６处，总长度１１．０ｍ裂缝横向１６化总长度４２．５ｍ横向５处，总长度３．０ｍ斜向裂缝１０处，总长度３４．４ｍ网裂无２处其他排水沟渠有杂物排水沟渠有杂物４８ 第五章病害治理？部分病害情况如图４．１４．４所示。剛闺国４．１横向裂缝图４．２纵向裂缝＾詩；ＶＩ琴；．！爲．４４图．３斜向裂缝图４．４侧壁上蜂窝麻面５．２病害治理一对运营隧道病害的治理，如果单纯对病害进行局部修补与治理显然是不合理的。般情况下，对于发生病害的部位，应结合隧道病害的检测报宵、地质情况分析病害产生的原因，有针对性的采取治理措施。应对病害的发展趋势进行预测，同时对较严重的渗漏水病害，还应进行综合检查，综合治理，确保隧道的安全。５丄１渗漏水病害的整治渗漏水治理的方法有很多种，主要有灌浆法、填充法、表面处理法、排水法等。对于不同的裂缝宽度与深度、不同的渗漏水规模，需采取不同的治理方法。需要根据前期的裂缝检测情况采取对应的渗漏水病害治理措施。５丄１．１灌紫法灌浆法是指在渗水部位或着裂缝部位采用特殊手段，将粘性或防水性材料压注裂缝４９ 硕ｄｒ学位论文部位，恢复裂缝部位的整体稳定性和防水性。灌浆法适用于宽度＞０．３ｍｍ、深度较深的受力裂缝的修补。当修补需要承受较重承载力和耐久性的结构时，需选用合成树脂材料，因为其具有窩强度离与强粘结力；对于化现的宽裂缝可采巧水泥浆；延伸率大和抗渗性。能好的材料可迸行防水裂缝的修补；活动性裂缝则采用弹性材料外纤维布（１）隧道结构壁后灌浆由于围护结构外墙壁后的围岩疏松、空洞、集水造成的裂损与渗漏水病害，可注入浆液对围岩进行加固与密实，堵塞裂缝、达到整治渗漏水的目的。在围护结构的外墙壁？后每隔２４ｍ布设孔径为ｃｌ）４２ｃｍ的注浆孔度应穿透围护结构厚度并深入围，注浆孔深？１０３０ｃｍ。修补前应先进行压水实验，用，岩内，确定渗透范围来布设合理注浆孔间距口压力？然后使用防水型灌浆材料进行注浆施工，注浆时孔控制在０．４０．６ＭＰａＷ下，压浆时应注意观察浆液的串孔现象和裂缝的发展情况，注意封堵和调整，直至压满密实。、如遇吃浆量过大，可暂停注浆，重新设孔隔天再注，Ｗ避免浆液扩散过大造成浪费。对于结构壁后的较大空洞，有条件时可先灌注不分散型砂浆或者混凝±，然后再补灌防水型灌浆料，可考虑采用轻质型灌浆材料进行回填注浆，；如果结构整体状态欠佳Ｗ减少负荷。（２）隧道结构內防水注浆对于出现涌水的隧道围护结构裂缝，如果其背面没有较大的孔洞，可根据具体的渗漏水状况，加固、密实、堵塞裂缝，提髙围护结构的强度和防水能力；分阶段集水再由侧墙的排水槽排出。？注浆时，每隔１２ｍ布设注浆孔，注浆孔深度应严格等于或小于混凝±围护结构的厚度。修补前应先进行压水实验：然后使用具有超细微颗粒的防水型灌浆材料进行注浆施工，注浆时孔口压力控制在化４ＭＰａＷ下；压浆时应注意观察浆液的串孔现象和裂缝的发展情况，注意封堵和调整，直至压满密实。５丄１．２填充法沿裂缝将漏凝±开凿成形或形沟椎，然后嵌填各种修补材料，达到恢复结构耐久性、一整体性及防水性的目的。该方法般用来修补宽度大于０．３ｍｍ的裂缝，并且操作简单、费用低廉。．３ｍｍ宽度小于０，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、Ｗ及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。先凿除裂缝５０ 第五章病害治理周围的腐蚀、松散混凝王，并用堵漏剂填塞，Ｗ达到治水和修补的双重效果。一一对于般的漏水点，施工混凝±切割机在漏水点周围凿个６ｃｍ宽４ｃｍ深的Ｖ型坑，再用足量的速凝性堵水砂浆填满压实。对于压力型漏水点，除在漏水点处凿Ｖ型一？ｍｍ的软管用Ｗ排水坑外，还需在其中间安置根直径８１２，再用足量的速凝性堵水砂浆从边缘向坑中央封堵，住并填满压实，最后扎紧排水软管，并用速凝性堵水砂浆堵住。５丄１．３表面处理法表面处理法是将合成树脂、无机胶凝等防水材料涂在裂缝表面，Ｗ恢复其防水性、一ｆＷ耐久性的种常用的裂缝修补方法。该方法特别适用于水泥砂浆难Ｗ灌入的细小裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝状裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝Ｗ及不再活动的裂缝或裂缝宽度小于等于０．２ｍｍ的细微裂缝修补。对有渗水等病害Ｗ及修补后的围护结构的背水面喷徐高效防水剂，密封表面用于防水、防潮、防裂；。先对结构表面进行清理用钢丝刷和离压水将结构表面的灰尘、油污、泛碱、浮浆、松动碎块等杂物清除干净，确保露出混凝±新面。混凝±表面要平整，若有凹凸不平或孔洞等蜂窝麻面，可用聚合物砂浆嵌填抹平，Ｗ保证防水材料均匀地覆盖。防水材料一般采用水泥砂浆、环氧胶泥或者环氧粘贴玻璃布。‘５Ｕ．４妇咏法．对于渗漏水严重、甚至出现涌水现象的隧道顶板Ｗ及侧墙与顶板的结合处，应先在一个泄水孔小涌水处的水压出现涌水的侧墙上凿，再用速凝型的隔水砂浆进行，用Ｗ减封堵，若泄水孔不能有效减小水压，可采用在侧墙边设置盲沟，进行引导性排水。５丄２结构性裂损的整治上部基坑超荷载会对隧道结构造成影响，从而产生的结构性裂缝；隧道本身存在裂缝且长久的未治理也会导致混凝王耐久性降低，从而影响结构强度。对于隧道中出现的这些结构性裂损与变形，可采取结构补强法（包括断面补强法、错固补强法、预应力法等）进行补救。可参照整治漏水的方法对于围护结构裂缝进行整治。但对于已经出现腐蚀成洞、空鼓、剥皮、掉块的结构，可直接凿除其表面的混凝止直至裸露新鲜层，使用钢丝刷或者砂纸同高压水枪进行除渣、打磨、清洗，最后再进行混凝±修补。在修补处涂抹厚度小５１ 硕±学位论文ｃｍ一层于２的修补水泥砂浆，巧凝硬化后再涂抹下，如此反复直至与结构表面持平，如果孔洞较大且深，则需要补上钢筋网，加入级配骨料或窩强泡凝止进行拌合Ｗ提高强度。５．１．３混凝ｉ病害的整治混凝±病害的整治主要是针对混凝±在地表浅层受外界环境的侵蚀或者是自身材、料等因素引起病变的整治技术，包括涂层覆盖混凝±除氯、混凝止钢筋绣蚀处理等整治技术。＇徐层覆盖技术主要针对的混凝止表层的病害，并没有对混凝±结构整体造成破坏，一所Ｗ对这类病害，可Ｗ直接对受损部位进行处理，般可Ｗ对表层进行开凿清理，清洗＇受损部位，逐层进行修补，并互在表面涂层防护，Ｗ保证混凝止结构的长久稳定性。絕凝±除氯技术，影响钢筋腐蚀的主要因素有氯化物的作用，氯元素的主要作用是。破坏钢筋表层的純化膜，从而导致钢筋与外界空气直接接触发生反应产生诱蚀所Ｗ对与混凝±中含大量的氯离子，应采取措施降低混凝±中的氯离子含量，从而保护混凝±ＰＷ内部钢筋的稳定性。常用的有电化学除氯技术。混凝止钢筋绣蚀，混凝±内部钢筋发生诱蚀，使得结构处于极不稳定状态，若不及一。时采取措施，将造成不可估量的后果对于这类病害，般可Ｗ对镑蚀部位的混凝±开５％凿，使诱蚀部分的钢筋完全裸露，对于受损面积较小（《）的钢筋来说，可Ｗ先对其进行除绣，涂刷保护层，保证钢筋的稳定性。同时检查混凝止中氯离子含量，对于氯离子超标的，应及时采取除氯技术对氯离子降低混凝±中的氯离子含量，必要时可直接凿除这部分混凝±，重新徐刷新的混凝止层进行处理。对于受损面积较大的，对钢筋的。修补已经超出钢筋修补的范围，可采用在受损部位补足钢筋的方法进行处理５丄４底板的稳定处理作为受力结构兼具传力结构的混凝±底板来说，如果不能底板保证整体的稳定，将一会导致连串的病害现象，包括侧墙的不稳定，翻浆冒泡、底板隆起等。对于岩质的隧道底部，地下排水系统的好坏对底板产生直接的影响，容易导致底板损害。其中，翻浆冒泡是一种比较常见的病害，对于这类病害可Ｗ采取增设地下排水系统、加固地板，目的是为了降低地下水位，避免底板被侵蚀。对于底板己被破坏的，可Ｗ根据不同情形采取注浆或者是直接置换的办法来处理。５２ 第五章病害治理５．３本章小结本章主要通过电磁法、回弹法与现场调査综合检测方法二号，对地铁线南北线隧道、、、病害整治段结构进行全面检测，对出现的横向纵向斜向裂缝，底板裂损坑槽、网裂等病害现象进行针对性治理，对今后其他隧道结构的病害治理提供帮助。５３ 硕±学位论文第７＼章结论与展望６．１结论Ｋ？文章Ｗ某运营地铁１９＋９３３Ｋ２０＋０９２区间段夹层板开裂的隧道结构为研究对象开展研究。对运营地铁抢险工程进行现场勘査，并根据险情情况制定初步紧急抢险方案：对夹层板上及隧道内部的积水游泥进行清理，对可能失稳的夹层板段进行支撑。拟对已经遭破坏的夹层板进行拆除，同时进行地面基坑的卸荷处理。主要结论如下；（１）通过使用大型有限元计算软件建立地铁隧道与其上部基坑的数值模型，模拟基坑卸荷影响下隧道夹层板拆除的抢险施工过程，并假设两种不同工序进行对比分析。在基坑卸±过程中，减载导致±层的初始应力状态发生改变，围护结构两侧止体失去平衡产生变形，基坑坑底±体隆起道结构失去夹层板支撑后，南侧墙产生横向变＇■；南线隧形，朝向隧道内部，，北侧墙也产生横向变形朝向隧道外部，位移幅度较南侧墙小；底板将轻微隆起。无支撑板的隧道结构需要承受更大的变形，侧墙Ｗ及底板的变形相较于有支撑的隧道结构大，但对于该抢险工程而言，此种程度的变形在可控范围Ｗ内，不影响隧道整体结构的稳定性。根据数值模拟结果，在基坑卸王情况下，隧道夹层板拆除后，。无需安装支撑，结构安全可靠（２）对隧道结构施王区域、施工影响区域及周边环境进行实时安全监测，根据检测数据。隧道施工区上部基坑内卸±达到要求深度，符合安全要求。基坑卸±过程中，基坑围护结构与地表发生沉降变形，基坑围护结构南侧墙朝向基坑内部倾斜，北侧墙背。离基坑夹板拆除后，南线地铁隧道结构发生Ｈ维变形，两侧墙朝内侧倾斜，隧道顶板底板轻微隆起，总变形幅度较小。抢险施工后，隧道结构稳定可靠，无需安装支撑。（３）结合多种无损检测方法综合检测，对结构出现的横向、纵向、斜向裂缝，底板裂损。、坑槽、网裂等病害现象进行针对性治理所采用的工程监测、分析、检查与治理措施保证了运营地铁隧道抢险工程的施工安全，并对类似工程具有借鉴与指导意义。５４ 第六章结论与展望６．２展望一个近似有限元计算所获得的模拟结果只是现实情况的，用户对模拟问题的熟练度、对各种模型的了解情况、Ｗ及参数的主观选择可信度和计算结果的判断都会影响模拟现实情况的准确性。在建立模型的过程中，未考虑周围±体渗水影响，对数值升算的结果一有定影响。。在将来工作中可考虑本构模拟与计算参数的选取对模型的影响可对自动化监测系统进一步完善，可将人工监测的数据同步至自动化监测系统中的监测数据分析模块，真正做到人工监测与智能监测相结合，相互验证。今后可将理论计算与有限元模拟相结合，对隧道结构及周围±体受力情况进行更准确的分析计算，再进行实时安全监测，实现信息化施工。５５ 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２００８０３－设：％９３６１．，，１４．．西南交通大学．［］袁成忠智能型全站仪自动测量系统集成技术研究［Ｄ］，２００７［１５ＪａｍｅｓＬ．，ＡｄａｍＣ，Ｇｅｏｆｆｒｅｙ６叫ｅｔａｌ．Ｄｉｍｏｎｓｓｏｆｔｗａｒｅ拉ｒａｕｔｏｍａｔｉｃｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ］ａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓＡ］．Ｔｈｅ１０ｔｈＦＩＧＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｓｉｕｍｏｎ［ｙｍｐｒｍａ－ＤｅｆｏｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓＣ．２００１１０１１０９［］，１６储海宁李旦江徐国龙．ＤＧ型分布式大项胳测系统的发展和应用经验［Ａ］．中国水［］，，力发电工程学会大巧安全监测专业委员会．中国水力发电工程学会大项安全监测专业委员会１９９８年学术年会豐中青年科技成果报告会论文集Ｃ．中国水力发电工程学会大蝴［］安全监测专业委员会，１９９８：１０．［１７］张学庄，王爱公，张驰，柯天河，罗德祁，田大贵，巧定清，简务人．测量机器人系统在五０３－：２４２７强溪大蝴的应用町大项观测与±工测武１９９９．，１８棘卡全自动全站仪监测应用专辑Ｚ．２００１．［］［］悚卡测量系统有限公司（香港），ＡｓａｎｏＴＩｓｈｉｈａｒａＭＫｉｏ记ｅｔａｌ．Ａｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒ口刊，，ｙ义ａｄａｃｅｎｔｍｏｕｎｔａｉｎｔｕｎｎｅｌｓｆＪ．ＴｕｎｎｅｌｉｎａｎｄＵｎｄｅｒｒｏｕｎｄＳａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏ２００３１８：ｊ］ｇｇｐｇｙ，，２９１－３０１．２０５２ＳｈａｎｎａＪＳＨｅｆｉｉＡＭＺｈａｏＪｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｒｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ［］［］，ｙ，，ｇａｄｅｌｓｕｎｎｅｎａｎｒｒａｃｅｅｃｈｎｏ－泌ｅｎｔＭＲＴｔｕｎｎ．ＴｌｉｇｄＵｎｄｅｏｕｎｄＳＴｌｏ２００１１６２：巧９８．ｊ…ｇｐｇｙ，，（）２１王如路．上海软±地铁隧道变形影响因素及变形特征分析［Ｊ．地下工程与隧［］］￣－巧２道０１１６．，２００９：，２２崔万雨，徐顺明，肖文斌．自动化监测在广州地铁工程中的应用Ｊ．工程建设与设［］［］００６－＋计１１：１５３１５５１６０．，２，［２３］付丽丽，叶亚林，陈吴，程险峰，张斌．自动化监测技术在地铁隧道中的应用阴．城市勘－４７测２０１２０６：１４３１．，，２４唐继民．自动化监测技术在隧道受损修复工程中的应用化测绘通［］２０－＋报１４１２：８６８８１００．，，［２５］梅涛，滕伟福，曹玉，黃详嘉．铁路隧道衬樹混凝主病害与基底类病害分析与整治阴．工程界－．２０的７６９７１．岩±：，２６张可本．上Ｊ．［］，薛绍祖海地铁１号线地下结构渗漏水现状和治理］工业建［－筑１９９５廣９：４５４乂，２７平章杨松罗国握昭．南京地铁地基下稳定性因素分析及对策机．地下空［］蒋建，，，李晓５７ ２００２０－４４＋９４间１：４２．，，＾２８ＳｈａｒｉａｔｍａｄａｒｉＮＣｈａｉｃｈｉＩ，ＭｏａｚａｍｉＭ．Ｔｈｅｓｕｒｖｅｏｆｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｌｅｍｅｎｔ［］，ｙｇｃａｕｓｅｄｂｃｕｔａｎｄｃｏｖｅｒｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎＴａｂｒｉｚｓｕｂｗａＪＴｕｎｎｅｌｉｎａｎｄＵｎｄｅｒｒｙ］，ｇｏｕｎｄｙ［ｇ－ＳａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００６２１３：４５５４５５ｐ，，（）夏才初－２９罗蠢．隧道病害分级的现状及问题机．地下空间与工程学报２００６０５：８７７８８０．，：［］，口０］叶耀东，朱合华，王如路．软止地铁运营随道病害现状及成因分析［Ｊ］．地下空间与工程－学报．２００７３１：１５７１６６．，（）［３１］钟贞荣，罗科炎，杨仕教，彭康存．整体道床病害分析与整治［Ｊ］．华东交通大学学２００７０２－报：３７４０＋７３．，，［３２］刘海京，夏才初，朱合华，罗蠢．隧道病害研究现状与进展机．地下空间与工程学２００７０５－报：９４７９５３．，，［３３刘军，冯永．地铁階道结构无损检测及常见病害处治机．科技创新导报。０１２，１５：１０９．］赵旭－３４．地铁隧道结构病害原因分析及修复方法机．山西建筑２０１４０９：１８５１８６．［］，，［３５］刘小丽，马悦，郭冠群，陶错，周贺．ＰＬＡＸＩＳ２Ｄ模拟计算基坑开挖工程的适用性分析阴．２－中国海洋大学学报自然科学版０１２０４：１９２５．（），，３６Ｆａｈｅｅｍ－ｔｔｔＨＣａｉＦＵａｉＫ．ＴｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｂａｓｅＳａｂｉｌｉｏｆｒｅｃａｎｕｌａｒｅｘｃａｖａｔｉｏ打Ｓｉｎ［］，，ｇｙｇｏｓ－ｓｏｆｔｓｉｌｕｓｉｎＦＥＭＪ．ＣｏｍｕｔｅｒｓａｎｄＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃｓ２００４３１２：６７７４．ｇ［］ｐ，，（）３７．Ｔｕｎｎｅｌｃｏｍｌｅｘｕｎｌｏａｄｅｄｂａｅｅｅｘｃａｖａｔｉｏ打ＪｔＭａｒｔａＤｙｄ．Ｃｏｍｕｅｒｓａｎｄ［］ｐｐ［］ｐＧｅｏ－－ｔ：ｅｃｈｎｉｃｓ２００ｌ２８６７：４６９４９３．，５（）３８Ｐｅｃｋ艮目．Ｄｅｅｅｘｃａｖａｔｉｏ打ａｎｄｔｕｎｎｅｌｉｎｉ打ｓｏｆｔｒｏｕｎｄＣ－Ｐｒｏｃｅｅｄｉ打ｓｏｆｔｈｅ７ｔｈ［］ｐｇｇ［］ｇＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏ打ＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉ打Ｍｅｘｉｃｏｇｇ，，１９６９－：２２５２９０．［３９卫建东，包欢，徐忠阳，张良踞．基于多台测量机器人的监测网络系统［Ｊ．测绘学院学］］５０２－报：１５４１５６．，２００：４０－２０ＧＢ５０９１１１３轨道交通工程监测技术规范Ｓ．２０１３［］，城市［］４－２００８［１］ＧＢ５０３０８２００８城市轨道交通工程测量规范［Ｓ］．，４２ＪＧＪ－［］８２００７建筑变形测量规范间．２００７，４３ＨＥＹ．Ｇ．ＬＩＵＸ．ＣＨＥＮＳ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏ打ｄｅｒｅｅＡｎａｌｓｉｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅ［］，，ｇｙｆａｃｔＯＴｓａｒｏｕｎｄ化ｅｉｔＡ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏ打ｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｉｖｉｌＥ打ｉｎｅｅｒｉ打Ｃ．ｐ［］ｇｇ［］Ａｔａｎｔｓｅｓ－ｌｉＰｒｓ．２０１４６７９６８４．，４４ＪＧＪ－／Ｔ１５２２００８瓶疑±中钢筋检测技术规程间．２００８［］，５８ ４５ＴＢ－１０２２３２００４铁路隧道衬御质量无损检测规程间．２００４［］，－２００４２００４４ＴＢ１０４２６铁路工程结构混凝±强度检测规程间．［巧，４７ＪＧＪＴ２３－２０。／弹法检测混凝±抗压强度技术规程口．２０。［］，回］［４８］张学华，杨建龙．地铁运营期隧道结构检测方法内．现代城市轨道交通，－２００９０４：６９７１．，．２０１化４９杜文天．大型地下室裂缝产生机理分析及处理措施探讨田］浙江工业大学［］，５０张羽．电化学修复技术在钢筋混凝±结构中的研究及应用的．［］，张俊喜，王昆，屈文俊２００９０８５－材料保护：１５５＋１．，，５９ 致谢、在论文完成即将毕业之际，我想对所有在研究生期间指导与帮助过我的老师、同学一朋友说声感谢！在论文的写作过程中我遇到的诸多困难和隋碍，都在老师与同学们帮助下顺利度过。首先要特别感谢我的恩师贺跃光教授。论文定题到写作定稿，倾注Ｔ贺老师大量的也血。在我攻读硕古研究生期间，深深受益于贺老师的关也、爱护和博谭教导。我清楚＂的记得Ｈ年前研究生复试结束后，贺老师对我的说的那番话，学生应当学习的不光是＂知识，还有做人。作为老师，为我点拨迷津；作为长辈，对学生关怀备至。能师从贺老师！，我感到很庆幸。在此谨向贺老师表示我最诚挈的敬意和感谢一直关也与支持我的同口和朋友们！感谢特别要谢谢陈帅、肖庭，Ｈ年来在学习生活中我们互相帮助，共同成长，感谢你们给予我的所有关也和帮助，更谢谢你们对我的一直Ｗ来的同甘共苦包容。感谢师弟包志轩，悲伤欢笑有你暗伴。感谢师弟邵磊森、周猛、赵春杰的同窗之谊。还要感谢的是我寝室的姐妹张进会同进同出的兰年时光无可一替代，、直Ｗ来都是慰藉；感谢我的好朋友们肖琼明停兴、黄琼，你们的支持与鼓励我的良药。一在此要感谢我生活学习了屯年的长沙理工大学个宽阔的学习平台，，母校给了我让我不断吸取新知，充实自己。需要特别感谢的是我的父母，在我面临人生选择的迷茫之际，为我指引方向、排忧解难。他们对我无私的爱与照顾是我不断前进的动力。一、！最后，再次对所有关也、帮助过我的老师同学和朋友们表示最真诚的谢意刘响于长沙理工大学金盆岭２０－４－１５１０的 附录Ａ（攻读学位期间所发表的学术论文）ＳＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｄｅｒｅｅｉｓｓｕｒｆａｃｌｅｍｅｎｔｉｆｌｕｅｎｃｅ叫邸ＹＧ．ＬＩＵＸ．，ＣＨＥＮ．ｎＡｎａｌｓｏｆｅｓｅｔｎ，ｇｙｆａｃｔｏｒｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｉｔＡ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣ］．ｐ［］ｇｇ［Ａ－ｔｌａｎｔｉｓＰｒｅｓｓ．２０１４６７９６８４．，巧邸ＹＧ．，ＣＨＥＮＳ．，ＬＩＵ义ＡｎｏｍａｌｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆＳａｆｅｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆＳｈｉｅｌｄｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＡ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ．Ａｔｌａｎｔｉｓ［］］－Ｐｒｅｓｓ．２０１４６８５６９０．，６１ 附录Ｂ参加的科研项目一２０－１］１２．０９２０１２？口长沙市轨道交通号线中信广场站施工监测项目［２０－巧１３．０８２０１３．１０长沙市汇源大厦天桥拆除及路面恢复工程３２０－［１２．０９常德新缠化工有限公司矿区地表移动变形监测］４２０１４－．１０广西平果铅矿区智能矿山建设［］６之