滨海区轨道交通深基坑健康自动化监测技术应用研究
发布时间：2022-01-10 12:32
近年来,我国滨海区城市轨道交通建设快速发展。滨海区轨道交通基坑具有支护结构埋置深度大、基坑周边环境复杂、基坑内部支撑施工工序复杂、水文地质参数多变等典型特点。基坑的稳定和周边环境的保护成为基坑设计、施工的关键问题,变形控制起决定性作用。滨海区轨道交通深基坑变形受到岩土特性、外部荷载、地下水、施工组织等多重因素影响,是复杂的岩土工程问题。开展深基坑变形监测研究对于城市轨道交通的安全建设具有重要价值,尤其是结合滨海区深基坑特征、建立一套综合的健康自动化监测与预警管理技术更加必要。本论文在现有滨海区部分城市轨道交通深基坑监测和预警技术应用的基础上,结合对基坑自动化监测数据评估,利用岩土工程专家系统,开展滨海区轨道交通深基坑健康自动化监测技术的应用研究探索。论文介绍了滨海区轨道交通深基坑工程监测的方法和内容,总结了滨海区城市轨道交通基坑灾害类型、特征及诱因,通过引入智能化的自动化监测设备,提供全天候数据采集、数据传输和进行变形数据初判;引入智慧化的专家评判系统,结合深基坑工程地质状况、水文条件、支护工程设计、施工组织等多重因素进行数值比对模拟和基坑健康研判,给予基坑健康状况诊断及预警。应用研究...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各城市轨道交通首次开通时间轴Figure1-1Timelineofthefirstopeningofurbanrailtransit按照系统制式来看，总里程6730.27km的城市轨道交通运营线路中，地铁里
绪论2中国铁道科学研究院图1-2中国内地城轨交通运营线路制式结构Figure1-2SystemstructureofurbanrailtransitoperationlinesinmainlandChina车站建设是轨道交通建设项目的重要一环，大量的车站建设必然涉及到深基坑工程。在滨海区深基坑施工期间，因自然气象条件、支护体系及施工组织等因素会引发基坑变形、坑壁滑塌、基坑渗漏水、周边地表沉降等病害。近年来，滨海区城市轨道交通基坑工程虽然加强了设计、施组管理和监测预警，但仍然发生了一系列典型事故：2001年8月20日，上海地铁4号线鲁班路基坑突然发生土方滑坡，事故造成了4人死亡。2004年4月20日，新加坡轨道交通环线NichollHighway站在施工过程中，基坑支架发生倒塌，造成4人死亡，3人受伤。2006年10月4日，广州地铁4号线发生一起基坑坍塌，致1人死亡，3人受伤的安全事故，主要原因是挖掘机司机违规冒险作业，导致挖斗撞碰钢板桩，破坏了基坑钢板桩支撑体系的稳定。2008年11月15日，杭州地铁1号线湘湖站基坑由于支撑系统存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时发生坍塌，致使75m长路面坍塌，下陷15m，造成21人死亡，24人受伤，损失巨大。2012年11月29日，南京地铁3号线大行宫站基坑附近发生的局部地陷，初步判定为流沙所致，所幸没有造成人员伤亡。2016年7月8日，杭州地铁4号线南段中医药大学站南基坑施工时，发生基坑土体突涌，事故造成4人死亡。基坑事故对城市交通运输安全及人民生命财产都造成了严重威胁。基坑工程建设事故是一个从量变到质变的过程，虽然施工监测可监控这种量变[3]，但由于传统监测手段的局限性和时效性差，水文地质条件突变、支护不及时、降雨、坡顶堆载、施组不当等各种外因骤变，均可能引起基坑灾害的突然发生。尤其在滨海区城市，轨道交通深基坑具有土体性
绪论10中国铁道科学研究院（2）案例分析：根据滨海区轨道交通深基坑相关规范标准的监测要求及淤泥质软土基坑的警戒值和危险值，并结合不同地区的基坑工程现场地质情况，进行深基坑健康自动化监测技术应用。（3）平台搭建：利用采集现场实测数据结果，使变形相互验证，水文地质参数及时修正，健康监测专家系统对基坑基本形态进行综合研判分析。2.技术路线图1-3技术路线Figure1-3Technicalroute1.4.3关键创新点（1）提出轨道交通深基坑施工监测信息化平台和专家评判相结合的方式，构建灵活的基坑自动化监测系统。（2）通过在基坑监测管理流程中引入健康监测专家评判、建议、指导环节提高监测数据应用的准确性和效率，可实现监测数据和设计优化、施工方案优化的衔接，为滨海区基坑施工安全增加一道保险。（3）在滨海区深基坑健康监测技术应用过程中，通过数据采集、存储、处理的自动化与岩土工程技术相结合，准确预报基坑变形，为类似滨海区轨道交通深基坑施工参数或施工工艺的优化提供参考。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据平台下城市轨道交通信息系统建设[J]. 史歌,刘婷婷,高琳,陈梅. 微型电脑应用. 2020(02)
[2]开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J]. 陈昆,闫澍旺,孙立强,王亚雯. 岩土力学. 2016(04)
[3]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[4]桥梁健康监测在线预警指标研究[J]. 苏成,廖威,袁昆,韦锋. 桥梁建设. 2015(03)
[5]无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用[J]. 俞姝颖,吴小兵,陈贵海,戴海鹏,洪卫星. 软件学报. 2015(06)
[6]基坑支护结构中土体变形机理分析[J]. 李珍,张直云,费维水. 中国水运(下半月). 2015(02)
[7]考虑土拱效应的疏排桩支护基坑内力和变形分析[J]. 古海东,杨敏. 岩土力学. 2014(12)
[8]深基坑开挖过程中的风险评估及案例分析[J]. 包小华,付艳斌,黄宏伟. 岩土工程学报. 2014(S1)
[9]建筑基坑周边环境巡视监测与风险源识别研究[J]. 牟建华. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[10]超大深基坑BIM施工全过程模拟与分析研究[J]. 吴清平,时伟,戚铧钟,邹玉娜. 工程建设. 2013(05)
博士论文
[1]海积淤泥地层地铁枢纽多基坑近接施工稳定性控制研究[D]. 刘继强.北京交通大学 2016
[2]紧邻既有线地铁车站深基坑工程稳定与变形特性研究[D]. 张国亮.中南大学 2012
[3]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
[4]软土地区深基坑支护体系安全性状动态分析[D]. 史世雍.同济大学 2007
[5]地下工程监测中的数据分析和信息管理、预测预报系统[D]. 王浩.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[6]基于风险分析的软土地区深基坑支护方案选择[D]. 边亦海.同济大学 2006
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在深基坑监测的应用研究[D]. 谈珂威.东南大学 2018
[2]基于地表倾斜变形的滑坡灾害监测预警技术的应用研究[D]. 熊晋.中国铁道科学研究院 2013
[3]基于模糊综合评价法的基坑工程健康评价研究[D]. 涂建.广州大学 2012
[4]宁波深厚淤泥地层地铁深基坑变形特征与控制研究[D]. 赵国强.吉林大学 2012
[5]城市地铁深基坑现场实测与周边环境安全控制研究[D]. 杨华伟.中南大学 2010
[6]地铁施工监测信息化研究及应用[D]. 陈立.华中科技大学 2009
[7]深基坑支护体系安全可靠性的模糊综合评判研究[D]. 杜丽丽.西安建筑科技大学 2007
[8]建筑基坑监测及预测预报系统研究[D]. 张冬晓.中南大学 2005
本文编号：3580715
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各城市轨道交通首次开通时间轴Figure1-1Timelineofthefirstopeningofurbanrailtransit按照系统制式来看，总里程6730.27km的城市轨道交通运营线路中，地铁里
绪论2中国铁道科学研究院图1-2中国内地城轨交通运营线路制式结构Figure1-2SystemstructureofurbanrailtransitoperationlinesinmainlandChina车站建设是轨道交通建设项目的重要一环，大量的车站建设必然涉及到深基坑工程。在滨海区深基坑施工期间，因自然气象条件、支护体系及施工组织等因素会引发基坑变形、坑壁滑塌、基坑渗漏水、周边地表沉降等病害。近年来，滨海区城市轨道交通基坑工程虽然加强了设计、施组管理和监测预警，但仍然发生了一系列典型事故：2001年8月20日，上海地铁4号线鲁班路基坑突然发生土方滑坡，事故造成了4人死亡。2004年4月20日，新加坡轨道交通环线NichollHighway站在施工过程中，基坑支架发生倒塌，造成4人死亡，3人受伤。2006年10月4日，广州地铁4号线发生一起基坑坍塌，致1人死亡，3人受伤的安全事故，主要原因是挖掘机司机违规冒险作业，导致挖斗撞碰钢板桩，破坏了基坑钢板桩支撑体系的稳定。2008年11月15日，杭州地铁1号线湘湖站基坑由于支撑系统存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时发生坍塌，致使75m长路面坍塌，下陷15m，造成21人死亡，24人受伤，损失巨大。2012年11月29日，南京地铁3号线大行宫站基坑附近发生的局部地陷，初步判定为流沙所致，所幸没有造成人员伤亡。2016年7月8日，杭州地铁4号线南段中医药大学站南基坑施工时，发生基坑土体突涌，事故造成4人死亡。基坑事故对城市交通运输安全及人民生命财产都造成了严重威胁。基坑工程建设事故是一个从量变到质变的过程，虽然施工监测可监控这种量变[3]，但由于传统监测手段的局限性和时效性差，水文地质条件突变、支护不及时、降雨、坡顶堆载、施组不当等各种外因骤变，均可能引起基坑灾害的突然发生。尤其在滨海区城市，轨道交通深基坑具有土体性
绪论10中国铁道科学研究院（2）案例分析：根据滨海区轨道交通深基坑相关规范标准的监测要求及淤泥质软土基坑的警戒值和危险值，并结合不同地区的基坑工程现场地质情况，进行深基坑健康自动化监测技术应用。（3）平台搭建：利用采集现场实测数据结果，使变形相互验证，水文地质参数及时修正，健康监测专家系统对基坑基本形态进行综合研判分析。2.技术路线图1-3技术路线Figure1-3Technicalroute1.4.3关键创新点（1）提出轨道交通深基坑施工监测信息化平台和专家评判相结合的方式，构建灵活的基坑自动化监测系统。（2）通过在基坑监测管理流程中引入健康监测专家评判、建议、指导环节提高监测数据应用的准确性和效率，可实现监测数据和设计优化、施工方案优化的衔接，为滨海区基坑施工安全增加一道保险。（3）在滨海区深基坑健康监测技术应用过程中，通过数据采集、存储、处理的自动化与岩土工程技术相结合，准确预报基坑变形，为类似滨海区轨道交通深基坑施工参数或施工工艺的优化提供参考。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据平台下城市轨道交通信息系统建设[J]. 史歌,刘婷婷,高琳,陈梅. 微型电脑应用. 2020(02)
[2]开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J]. 陈昆,闫澍旺,孙立强,王亚雯. 岩土力学. 2016(04)
[3]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[4]桥梁健康监测在线预警指标研究[J]. 苏成,廖威,袁昆,韦锋. 桥梁建设. 2015(03)
[5]无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用[J]. 俞姝颖,吴小兵,陈贵海,戴海鹏,洪卫星. 软件学报. 2015(06)
[6]基坑支护结构中土体变形机理分析[J]. 李珍,张直云,费维水. 中国水运(下半月). 2015(02)
[7]考虑土拱效应的疏排桩支护基坑内力和变形分析[J]. 古海东,杨敏. 岩土力学. 2014(12)
[8]深基坑开挖过程中的风险评估及案例分析[J]. 包小华,付艳斌,黄宏伟. 岩土工程学报. 2014(S1)
[9]建筑基坑周边环境巡视监测与风险源识别研究[J]. 牟建华. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[10]超大深基坑BIM施工全过程模拟与分析研究[J]. 吴清平,时伟,戚铧钟,邹玉娜. 工程建设. 2013(05)
博士论文
[1]海积淤泥地层地铁枢纽多基坑近接施工稳定性控制研究[D]. 刘继强.北京交通大学 2016
[2]紧邻既有线地铁车站深基坑工程稳定与变形特性研究[D]. 张国亮.中南大学 2012
[3]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
[4]软土地区深基坑支护体系安全性状动态分析[D]. 史世雍.同济大学 2007
[5]地下工程监测中的数据分析和信息管理、预测预报系统[D]. 王浩.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[6]基于风险分析的软土地区深基坑支护方案选择[D]. 边亦海.同济大学 2006
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在深基坑监测的应用研究[D]. 谈珂威.东南大学 2018
[2]基于地表倾斜变形的滑坡灾害监测预警技术的应用研究[D]. 熊晋.中国铁道科学研究院 2013
[3]基于模糊综合评价法的基坑工程健康评价研究[D]. 涂建.广州大学 2012
[4]宁波深厚淤泥地层地铁深基坑变形特征与控制研究[D]. 赵国强.吉林大学 2012
[5]城市地铁深基坑现场实测与周边环境安全控制研究[D]. 杨华伟.中南大学 2010
[6]地铁施工监测信息化研究及应用[D]. 陈立.华中科技大学 2009
[7]深基坑支护体系安全可靠性的模糊综合评判研究[D]. 杜丽丽.西安建筑科技大学 2007
[8]建筑基坑监测及预测预报系统研究[D]. 张冬晓.中南大学 2005
本文编号：3580715
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