改進遺傳算法在淺埋隧道施工傾斜地表沉降預測中應用

本文簡述了淺埋隧道的施工工藝,以實際工程為對象,運用flac3d軟件,對城市淺埋隧道的分步開挖的施工過程進行模擬,分析了巖層豎向位移,為建立合理開挖措施與坍塌應急預案提供了一定的參考價值。

考慮到邊界條件,淺埋隧道施工對地表沉降的影響的簡化解析計算式里面主要是底層損失的計算,地層損失是地表沉降的一個誘發(fā)因素,其解析式也是一個隨著時間變化的函數(shù)。針對地層損失這個現(xiàn)象,得出了地層損失與時間變化相關的模型,同時與三維空間中的薩格塞塔相結合,計算得出了預測淺埋隧道施工對地表沉降的影響隨著時間變化和施工參數(shù)變化的計算式,并通過具體的工程實例解析,來驗證計算式的可靠性。

考慮到邊界條件,淺埋隧道施工對地表沉降的影響的簡化解析計算式里面主要是底層損失的計算,地層損失是地表沉降的一個誘發(fā)因素,其解析式也是一個隨著時間變化的函數(shù)。針對地層損失這個現(xiàn)象,得出了地層損失與時間變化相關的模型,同時與三維空間中的薩格塞塔相結合,計算得出了預測淺埋隧道施工對地表沉降的影響隨著時間變化和施工參數(shù)變化的計算式,并通過具體的工程實例解析,來驗證計算式的可靠性。

受邊界條件的制約,淺埋隧道開挖引起地表沉降的解析式中大多包含地層損失,地層損失不僅是地表沉降的誘因,又是時間的函數(shù).針對這一現(xiàn)象,提出了地層損失隨時間變化的模型,結合三維空間的薩格塞塔解,給出了預測淺埋隧道地表沉降隨時間及施工參數(shù)變化的新型表達式.通過算例,分析了施工方法、開挖速度、臺階間距及解析模型中地表沉降速度系數(shù)對地表沉降的影響特征,結果表明:相向施工時,地表沉降速率先增大后減小,背向施工時,地表沉降速率逐漸減小;開挖速度對地表沉降的路徑有較大影響,但不改變沉降的終值;隧道分部開挖時,臺階間距為隧道直徑的2～3倍,相互影響較大,大于這個區(qū)間之間幾乎沒有影響;地表沉降速度系數(shù)不影響地表沉降的終值,僅改變沉降路徑.最后,通過工程案例驗證了解析式可靠性.

采用解析法研究穿越地表建筑物淺埋隧道開挖對地表沉降的影響,推導出了穿越地表建筑物淺埋隧道施工引起的地表沉降公式,依托廣州地鐵五號線右線區(qū)莊區(qū)間隧道穿越地表建筑物工程實例,驗證了此方法的可行性,可為類似穿越已有建筑物隧道工程提供一定指導。

淺埋隧道施工可能會引發(fā)地面沉降、塌陷,既有公路、鐵路線路破壞或其它建筑物破壞等,威脅國家和人民的生命財產(chǎn)安全。通過數(shù)值方法計算,可提前預測在隧道施工中可能出現(xiàn)的危害,從而指導施工,提前采取防護措施,保證施工安全。以延安新寶塔山隧道工程為實例,對數(shù)值模擬預測做詳細說明。

對不同地質(zhì)段隧道開挖引起的地表沉降進行了分析對比,采用對初支背后土體注漿技術,對地表沉降進行了有效控制。

地鐵施工誘發(fā)地層沉降與環(huán)境損傷的預測與控制是亟待深入研究的重要課題.地鐵區(qū)間隧道多是同一埋深建造的兩條近距離平行隧道,兩隧道開挖對地層沉降的影響往往相互疊加,沉降預測更加困難.本文研究了雙孔平行隧道施工誘發(fā)地表橫向及縱向變形的修正peck法與隨機介質(zhì)法計算公式;對于地鐵雙孔平行隧道開挖,基于部分實測沉降數(shù)據(jù)的powell最優(yōu)化理論方法,實現(xiàn)了peck法與隨機介質(zhì)法各自的多參數(shù)反分析預測;開發(fā)出了地鐵隧道施工誘發(fā)地層環(huán)境損傷預測評價與控制設計的stead系統(tǒng);對多處雙孔平行隧道工程實進行了理論預測和驗證,實測沉降證明了理論方法與stead程序系統(tǒng)的科學性和有效性.

文章結合具體工程,從解析和數(shù)值分析角度對隧道淺埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析進行了分析。研究成果可為地表沉降控制提供技術參考。

結合淺埋隧道工程地質(zhì)和支護設計特點,應用大型有限元軟件(ansys70)模擬了淺埋隧道近接施工的地表沉降曲線,并與現(xiàn)場實測資料進行了對比分析,得出了多洞室施工的地表沉降量是單洞室沉降量的2～3倍。尤其是隧道上臺階的開挖對地表土體的擾動更為嚴重,從而證明了地表深層注漿的必要性。同時,通過對實測資料的回歸分析,得出了地表沉降與時間的關系曲線,對現(xiàn)場施工有著很重要的指導意義

標準遺傳算法在求解無約束優(yōu)化問題時得到了成功的應用,但是多數(shù)的工程實例為約束優(yōu)化問題.目前引入懲罰函數(shù)思想的遺傳算法是解決約束優(yōu)化問題最常用的方法,但是使用此方法時參數(shù)的設定較為困難.從避免這個困難和提高算法本身性能的角度出發(fā),構造了一種新的算法.首先對非可行個體進行修正,把約束優(yōu)化問題轉化為無約束優(yōu)化問題;其次,采用了擴大搜索空間選擇較優(yōu)個體的交叉算子,增強了全局搜索能力;最后,在部分較優(yōu)個體附近采用了局部搜索策略,提高局部搜索能力.通過對2個工程優(yōu)化實例的求解說明了算法的有效性.

本文以西安地鐵長延堡站配線暗挖段為依托,通過對地表沉降實測數(shù)據(jù)進行的統(tǒng)計分析,結果表明,淺埋暗挖隧道臺階法施工時上(下)導對一定斷面沉降的縱向影響范圍分別為其前后的2d(2d)和1d(3d)(d為隧道跨度),且下導開挖所引起的總沉降量大于上導所引起的,其比值約為3/1;橫向影響范圍約為10d,且給出了沉降槽寬度參數(shù)建議值k為0.66。這為后續(xù)暗挖施工和類似土質(zhì)暗挖施工所引起的沉降控制提供參考依據(jù),具有重要的實用價值。

通過研究盾構施工引起地層移動及地表沉降的原因與機理,對施工過程中的地表變形量進行預測和數(shù)值模擬計算,并據(jù)此在設計與施工中根據(jù)現(xiàn)場特殊的施工工況和周邊環(huán)境條件,制定和采取有針對性的沉降控制措施。

隨著城市化的發(fā)展,地面交通壓力越來越大,越來越多的城市開始發(fā)展地下交通軌道,不可避免地會實施隧道工程,由此引起的地表沉降是我們不得不重視的問題.本文以山東省某地鐵隧道工程為研究對象,利用實測數(shù)據(jù)分析研究由此引起的地表沉降規(guī)律.一般認為peck公式只能對下沉最終值進行預測,本文將依據(jù)peck公式對隧道施工過程中的地面沉降值進行實時預測,結合實測數(shù)據(jù),我們可以發(fā)現(xiàn)peck公式可以很好地預測隧道施工過程中的地表沉降規(guī)律.

以單孔隧道開挖圓形斷面引起的地表沉降的隨機介質(zhì)原理為基礎對大坪車站施工便道所引起的地表沉降進行預測，得到了地表沉降規(guī)律，并計算結果與實測結果進行對比，發(fā)現(xiàn)二者在數(shù)值上存在差異性，但對應的結果變化規(guī)律基本吻合。因此，將數(shù)值分析和實測結果有機結合起來，以達到科學真實反映圍巖與隧道支護變形的目的。

介紹運用新奧法“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”的原則進行南平機修廠淺埋隧道開挖施工。

淺埋隧道施工的監(jiān)控測量——通過實例介紹淺埋隧道施工期間監(jiān)控測量的目的、原則和方法，包括地表沉降和標準、周邊位移允許值、圍巖應變管理基準、監(jiān)控項目的管理基準及監(jiān)控量測的設計等，為同類工程提供參考。

結合青州至臨沭高速公路穆陵關隧道,對淺埋三車道大跨度隧道施工引起的地表沉降變形特征進行現(xiàn)場監(jiān)測,探討淺埋大跨度隧道的開挖方式,分析采用三臺階七步平行線流水開挖引起的隧道地表沉降變形特征。通過現(xiàn)場試驗研究發(fā)現(xiàn),在淺埋大跨度隧道管棚施過程中和開挖到達掌子面前方時,地表已經(jīng)發(fā)生先行沉降位移。采用三臺階七步開挖法,影響隧道中心附近地表變形的關鍵步序分別為上、中臺階開挖以及下臺階和仰拱施做,處于左右洞之間的地表變形受到左右洞兩次施工干擾,大于左右洞外側變形。掌子面施工對地表沉降變形影響范圍主要集中在掌子面之后的1倍洞徑(d)范圍內(nèi),距掌子面1d距離之后,其變形逐漸變緩,最終地表沉降變形分布呈現(xiàn)整體向優(yōu)先開挖一側的偏態(tài)性。采用三維連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日元模擬隧道的施工過程,研究隧道地表沉降變形特征,其結果與現(xiàn)場監(jiān)測所得結果具有較好的擬合性,所得結論對其他類似工程具有重要的借鑒意義。

火鳳山隧道為城市公路隧道,根據(jù)其進口段超淺埋回填土地質(zhì)條件實際情況,設計中采用地表注漿預處理措施,以及早進洞施工,達到改善圍巖強度,保證隧道施工安全的目的。運用大型有限元軟件midasgts對地表注漿效果進行數(shù)值模擬分析,并提出地表注漿效果評定方法。數(shù)值模擬及實際監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：地表注漿預處理后,圍巖強度及完整性得到很大提高,隧道開挖后變形速率及最終變形值均較小,初期支護受力改善明顯。由此可知,地表注漿預處理可有效保證隧道施工安全及質(zhì)量。

運用數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測的方法對石家莊地鐵1號線留村站~火炬廣場站區(qū)間淺埋暗挖大斷面區(qū)間隧道施工引起的地表沉降規(guī)律進行了研究,研究結果表明:不同施工階段地表沉降變形量存在較大的差異,中間導洞開挖對地表沉降的影響較大,約占地表最終沉降量的43%,隧道封閉成環(huán)后再拆除支撐能有效減少對地表沉降的影響;對拱頂土體采取深孔注漿、徑向注漿等加固措施,可有效增加上部土體強度,減少地層變形。

在現(xiàn)代城市中,土地資源日益緊缺、交通壓力不斷增加的矛盾加劇,地鐵成為解決此矛盾的有效措施,地鐵隧道施工得到越來越多的重視.在淺埋暗挖地鐵隧道施工中,地表沉降是影響施工安全的重要因素,加強對地表沉降規(guī)律的了解,可以為地鐵隧道施工提供有效指導,降低施工風險,本文就圍繞此展開分析.

淺埋小間距隧道受力變形及地表沉降控制分析——本文結合工程實踐，詳細闡述了淺埋小間距隧道的施工技術、工藝進行了深入探討，通過數(shù)值分析對施工方案進行了驗證，通過監(jiān)控量測對施工進行全過程的數(shù)據(jù)分析，確保了施工關鍵環(huán)節(jié)安全可行性。為以后更多的地下工程...