基坑开挖对下方已建隧道的影响与控制方法研究

基坑开挖对下方已建隧道的影响主要体现在坑底土体回弹引起已建隧道的上抬变形。从基坑开挖时空效应的角度看,坑底土体回弹变形量与坑底土体的卸荷应力水平以及坑底土体卸荷暴露的时间密切相关。控制基坑开挖对下方已建隧道的影响,可综合采用大坑变小坑、分区块开挖、坑底及时压重加载、隧道周围土体加固与设桩以及信息化施工等控制方法。     

轨道交通地铁车站基坑开挖对临近建筑物的影响分析

地铁深基坑开挖卸荷导致两侧建筑物产生附加变形和内力,会影响建筑物的结构安全及使用寿命。文章基于某地铁车站实例,采用Midas GTS NS有限元软件对深基坑开挖过程进行了数值模拟,分析深基坑开挖卸载对临近建筑物的影响,为地铁基坑工程的设计和施工提供参考。     

基坑工程对运营地铁隧道影响的实测分析

杭州市某地下通道工程上跨已运营的杭州地铁1号线盾构隧道,其基坑上跨段地质条件及周围环境复杂,需对其引起的既有隧道的变形进行严格控制,因此设计中针对性地采取了地基加固、分段开挖等施工控制措施。文章针对桩基工程阶段和基坑开挖阶段的隧道监测数据,研究分析了不同施工阶段盾构隧道竖向位移、水平向位移及收敛变形的规律和特点。实测结果表明:桩基工程施工可引起隧道的竖向下沉(最大值为5 mm),对水平径向收敛影响不大;基坑开挖可引起隧道的上浮(最大值1.9 mm)及水平径向收敛变形,对水平位移影响不大。     

新建地铁隧道“零距离”下穿既有车站施工技术分析

新建地铁隧道"零距离"下穿既有运营地铁车站结构的施工将引起既有车站结构的变形,影响既有地铁正常运营。文章以北京地铁7号线下穿既有10号线双井站为工程背景,针对地铁区间隧道"零距离"穿越既有车站全断面开挖、台阶法开挖及CRD法开挖引起的既有车站主体结构、既有10号线轨道及区间隧道支护结构等的变形和受力状态进行了数值模拟,对比分析了不同开挖方案引起的既有车站结构及轨道的变形特性;以既有线轨道的变形量为控制标准,结合施工引起既有车站结构的受力变化,确定了区间隧道"零距离"下穿既有车站的施工开挖方案;同时对采用CRD法施工时的不同加固措施对既有车站及轨道变形的控制效果进行了数值模拟分析,确定了施工中地层加固范围及加固长度等注浆加固参数。现场监测分析结果表明,基于数值模拟分析优化并实施的区间隧道交叉中隔壁法(CRD)开挖方案以及在左右线隧道间的夹土层、隧道掌子面地层及隧道左右外轮廓3 m内地层进行加固的施工技术方案保证了既有线轨道变形速率不大于0.04 mm/d和既有车站主体结构累计变形量小于10 mm的要求。     

水位下降对地铁盾构隧道的影响分析

某基坑施工引起紧邻地铁隧道附近区域水位下降,导致隧道受力和变形状态发生改变,可能影响隧道防水和正常运营。为研究水位降对地铁隧道的影响,首先,运用三维流-固耦合数值方法,模拟了基坑施工过程的三维渗流场;其次,采用荷载-结构模式,分析了水位降对隧道结构受力和纵向变形的影响;最后,采用分层总和法,计算了水位降与隧道下方土层沉降量的关系。研究结果表明:该基坑工程施工引起的最大水位降不超过2 m,此水位降引起的隧道结构弯矩增量和盾构管片环缝接头张开增量均在其所对应总控制量的5%范围内。因此,理论上认为该基坑施工引起的水位降不会危及地铁隧道的正常运营。     

基于不同固结度下地铁运营引起的地基土动力响应分析

地铁运营时,地基土会在列车荷载-轨道系统相互作用下产生扰动。基于此,文章建立了列车荷载竖向振动模型,计算得到了地铁隧道仰拱处的荷载随时间的变化规律;并采用三维有限元法分析了受施工影响下杭州地铁1号线某区间列车运行引起的地基土振动响应。结果表明:随着地表土体与隧道中心线距离增大,地表振动出现滞后性,且强度逐渐减弱;隧道纵轴线上,位于隧道上、下方不同深度处地基土的振动规律具有一定的差异;初始固结度越小,地表的振动响应越大,而隧道下方的土体受施工扰动的影响则较小。考虑地铁施工的扰动影响对合理分析地铁运营期间的环境振动具有重要意义。     

临近地铁隧道的基坑支护变形控制

基坑的开挖改变原土层的受力平衡状态会对地铁隧道结构产生一定的影响,可能会使隧道发生位移变化以及不均匀沉降等现象,影响地铁的正常运营。为了减少地铁隧道周边基坑开挖对地铁隧道的影响,在开挖过程中必须严格控制基坑支护施工技术,确保地铁的正常运营。本文结合具体的工程实例简述临近地铁隧道的基坑支护变形控制的要点。     

上软下硬岩质地层大跨隧道叠合承载拱结构设计分析

在上软下硬岩质地层中修建浅埋暗挖大跨地铁车站隧道的工程实例较少,选择合理的车站结构型式和施工方法所参照的经验也十分有限。文章以大连地铁兴工街站为背景,通过对上软下硬岩质地层大跨隧道围岩松动特性进行分析和类似工程介绍,提出了一种叠合承载拱新型车站结构型式和相应施工方法,实现单拱大跨车站结构,其结构跨度可达20 m以上,并对该结构的初期支护和二次衬砌设计方法和受力特征进行了介绍。实际应用效果表明,叠合承载拱结构依靠拱部叠合初期支护拱结构承受施工期间全部荷载,在其保护下施工下部结构,可有效控制地层变形,同时适合岩质地层快速机械化施工。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响，采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型，基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法，提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例，分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征，研究表明：既有隧道变形呈“凸”形，最大变形量位于锚塞体正下方附近，且随着与锚塞体距离的增大，隧道变形逐渐减小，最终收敛；既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大；Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下，隧道整体处于安全状态；Ⅴ级围岩条件下，隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值，需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

可调节配重顶进技术在箱涵上穿地铁隧道施工中的应用

北京城市副中心地下综合管廊工程在运河东大街处上穿北京地铁6号线郝家府站—东夏园站盾构区间,设计采用箱涵顶进方法,箱涵顶进过程中极易造成穿越段地铁区间隧道竖向位移超标。文章详细介绍了结构配重、顶力计算、顶镐配置等关键施工技术以及箱涵结构轴线和高程变化的控制要点。通过对顶进范围两侧土体进行高压旋喷桩加固,对箱涵底板下方土体进行深层注浆加固,减小了两侧土体因开挖位移产生的摩阻力,有效改善了地铁隧道上方地层的承载力。施工监测数据表明,顶进开挖引起的既有地铁隧道的变形量严格控制在地铁运营及设计要求范围内。     

基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响规律分析

目前对于基坑开挖施工作业对地铁隧道结构的影响往往基于单个工程案例及以往案例的总结,临近距离、地层土质情况、开挖深度等对隧道结构的影响规律并不明确。文章以南京地铁保护区内某基坑项目为例,采用有限元分析法,分析了不同基坑与地铁线路的距离、基坑开挖深度、地质条件等影响因素下的地铁隧道结构位移、变形情况,全面总结基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响规律。     

深圳地铁盾构隧道近距离上跨既有线引起的结构变形研究

随着城市轨道交通网络的不断加密,新建地铁隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构近距离上跨施工对既有线隧道的影响问题,比常规地铁隧道施工更为复杂。文章针对深圳地铁新建9号线双线盾构隧道近距离上跨既有1号线隧道,形成双层隧道四线叠交的特殊工况,采用有限元数值模拟和现场自动化监测结合的方法,研究了盾构隧道上跨施工引起的既有线水平和竖向的变形规律,并分析了土压力对既有线变形的影响。研究结果表明:现场自动化监测结果和数值模拟结果基本一致;上跨施工时,先行隧道开挖对既有线的影响大于后行隧道;既有线竖向整体呈现上浮状态,最大累积上浮量为2.2 mm;既有线的水平偏移与盾构推进方向一致,最大水平偏移量约为1.4 mm;土压力对既有左右两线水平位移的影响大致相同,水平位移随土压力的增大而增大;土压力对既有左右两线的竖向位移影响不同,随着土压力的增加,既有线左线的上浮量逐渐减小,而既有线右线的上浮量不断增大。研究成果可为同类型地层条件下盾构隧道近距离穿越既有结构的设计与工程施工控制提供依据,具有一定的理论意义与应用价值。     

基坑开挖引起超近距地铁隧道变形的实测分析

文章以深圳市某地铁车站上盖物业深基坑工程为背景,在基坑开挖前采用Midas有限元软件建立三维模型,分析深基坑施工过程地铁车站及区间隧道的变形发展过程,以及深基坑施工对地铁区间隧道结构变形的不利影响,并通过实测数据验证了采用数值模拟方法确定变形监测重点区域的正确性。     

暗挖交叠隧道地表沉降实测分析

北京地铁6号线北海北—南锣鼓巷区间隧道工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程,区间隧道从上下平行逐级过渡为左右平行,隧道开挖方式为先开挖右线隧道(下行隧道),再开挖左线隧道(上行隧道)。文章通过对该工程18个地表沉降监测断面实测数据进行分析,得出暗挖交错重叠隧道施工引起的地表变形规律。研究结果表明:(1)随着双线隧道角度的增加、距离的减少,地层沉降重叠效应显著增加,后建的左线隧道开挖对地表沉降影响也逐渐增加;(2)左线隧道施工改变了地表沉降槽的形式,使双线隧道地表最大沉降值的位置偏离右线隧道,沉降槽宽度增加;(3)既有结构的存在阻挡了地层变形的传递,减小了地表的变形,双线隧道的减小程度比单线隧道大;(4)采用深孔注浆的方式可以有效控制地表沉降,减少施工对周边环境的影响。研究成果可为同类工程地表变形控制提供参考。     

新建地铁车站零距离下穿既有线区间影响分析

暗挖隧道下穿既有地铁施工,势必会引起既有地铁结构附加变形和差异沉降,影响其结构及运营安全,需要进行变形和内力分析,以便采取必要保护措施.文章以某暗挖车站密贴下穿既有地铁区间为例,采用FLAC3D和SAP 2000模拟,分析既有地铁区间变形和内力发展规律,评价结构和运营安全受影响的程度,为安全保护提供决策依据.     

新建高速公路上跨运营高铁隧道结构安全分析

在新建高速公路上跨运营高速铁路隧道的施工中,线路的交叉必然会引起既有隧道结构的受力改变,从而影响铁路隧道的运营安全。基于此,文章结合工程实例,针对上跨交叉段,采用MIDAS GTS/NX有限元分析软件进行数值模拟分析,研究高速公路荷载施加前后高速铁路隧道结构受力和安全系数的变化情况。结果表明,高速公路荷载施加后,既有隧道应力增加和结构安全系数降低的幅度较小,对隧道结构的安全性能影响很小,隧道处于安全状态。     

基坑群开挖对近接运营地铁隧道隆沉变形的影响研究

文章以深圳地铁车公庙枢纽工程为例,研究了受基坑群开挖影响的近接运营地铁隧道的隆沉变形规律及其变位控制措施。为了达到控制既有隧道及轨道结构变位的目的,通过方案优化、理论分析和数值模拟等研究手段,根据结构变位分配原理,制定了基坑群施工各步序轨道结构的变形控制标准。受基坑开挖卸载效应的影响,近接既有隧道具有明显的变位叠加效应,其中基坑开挖卸载和降水是影响结构变形控制的关键步序。基坑降水对控制下卧隧道隆起变形是有利因素,但紧邻侧方位基坑降水对控制结构水平变形是不利因素,因此在设计和施工中应综合考虑地下结构不同方向变位基准来制定合理的降水措施。实测结果表明,基坑群开挖过程中既有地铁轨道结构变形满足控制标准要求,验证了变形控制基准的合理性和工程措施的有效性。     

流变性软土隧道施工与运营期群桩响应分析

在软土隧道施工与运营期间,隧道周围土体沉降会对附近建筑物产生不利影响。文章采用两阶3D段分析方法,借助有限差分软件FLAC探讨在考虑软土流变特性时隧道施工期与运营期的土体沉降与邻近群桩受力情况。在第一阶段,当隧道处于开挖阶段时,采用位移控制法分析隧道开挖引起的土体短期沉降,将模型中的土体沉降槽曲线、桩体挠度、沉降、弯矩、轴力与相关文献计算结果进行对比,验证数值模型的正确性。在第二阶段,当隧道处于运营期时,采用CVISC流变模型对土体长期沉降与群桩附加受力进行计算,探究CVISC模型中4个参数对土体变形及群桩响应的影响,并提出隧道运营期长期沉降拟合公式。     

地铁隧道盾构掘进对上跨地道基坑稳定性影响研究

地铁隧道盾构掘进对上跨基坑变形稳定特性和施工安全控制有着显著影响。文章依托呼和浩特市在建地道与在建地铁2号线"十"字交叉工程,通过数值模拟和实测监控对比分析,研究地铁隧道盾构掘进过程对上跨地道基坑稳定性影响规律。结果表明:受地铁下穿影响,基坑围护墙发生沉降和向基坑内侧变形,钢支撑轴力变化较小,主要以沉降变形为主,未加固时最终沉降累计值达16 mm;基坑下土体加固可显著减小基坑支护结构变形,沉降值可减少为未加固时的30%。有限元建模数值分析能够反映地铁下穿对基坑支护结构变形影响的一般规律,可为基坑围护结构的设计提供一定的理论依据。     

基坑开挖引起下方运营隧道位移的预测与控制技术研究

针对基坑开挖过程中对下方运营地铁隧道的保护问题,通过基于工程实测的隧道回弹隆起值的监控,对隧道回弹隆起的规律进行了分析研究。在考虑基坑开挖时空效应的基础上,分别对基坑放置时间、开挖方式、分块开挖宽度对隧道回弹变形的影响进行了分析和归纳,得出了隧道位移受基坑放置时间、开挖方式、分块开挖土体宽度的影响的规律。