城市高层建筑近接地铁隧道施工的影响研究

为研究近接地铁隧道高层建筑施工对既有隧道稳定性的影响,以重庆市某近接地铁隧道高层建筑为例,利用大型有限元计算软件Midas-GTS建立三维有限元计算模型并开展数值模拟。数值模拟中采用的施工工序与实际工程一致,着重分析高层建筑施工各个阶段围岩变形,衬砌位移、内力的变化规律。研究结果表明:建筑物修建对左线隧道影响显著大于右线隧道;隧道衬砌最大变形出现在基坑开挖阶段,最大水平、竖向位移分别为1.45、3.64 mm;由于建筑物与隧道斜交,左、右线隧道最大位移出现断面有所不同,但均出现在距模型正面40~60 m范围内;衬砌内力随建筑物施工呈先减小后增大的趋势,基坑开挖阶段左隧道衬砌内力较隧道开挖完成时降低了15.5%。研究结果可为类似工程提供一定的依据和指导。     

近邻多孔交叠隧道施工临时加固必要性分析

多孔交叠隧道是在基础设施不断飞速发展情况下涌现出的一种新的结构空间形式。南宁轨道交通1号线与2号线在火车站—朝阳广场站区间为四孔紧邻交叠隧道,文中采用有限元软件模拟了下层隧道设置和不设置临时支撑工况下紧邻多孔隧道的掘进,并分析和对比了两种工况下地层变形的规律及既有结构的变形和内力特征。结果表明,上层隧道开挖能减小由于下层隧道施工引起的土体位移,埋深较大的下层隧道施工引起地表沉降小,上层隧道在下层隧道施工的基础上引起较大的地表沉降;地层位移的变化主要取决于隧道自身和邻近隧道的施工,与下层隧道是否加固没有任何关联;下层隧道底端处的变形大于拱顶处,隧道呈现上下压扁趋势,且通过架设临时支撑能提高管片的整体刚度,进而减小支护结构的变形,降低结构的轴力和弯矩,提高结构的安全性能。     

盾构正交下穿引起双线隧道竖向位移的时空效应分析

盾构下穿既有运营线路一直是地铁施工的重、难点,尤其是在复杂地质条件下,此类工程的施工风险将大大增加。针对南宁轨道交通3号线在圆砾层、砂层地质条件下盾构成功下穿既有1号线的工程实例,通过现场实测数据,分析了复杂地质条件盾构隧道依次下穿双线隧道过程中两条既有隧道结构竖向位移与盾构掘进各阶段的时空效应。结果表明,当盾构刀盘下穿既有线路时,既有线断面产生的沉降较小,而盾尾下穿既有线路时,既有线断面累计沉降量发展迅速;盾构后下穿下行线时累计变化量及影响范围均小于先下穿的既有线上行阶段;盾构机在刀盘距离既有线路水平距离约1D(洞径)左右开始影响既有线路。研究结果可为同类工程提供借鉴。     

西安地铁左右线交叠转换盾构施工变形规律研究

交叠隧道在施工过程中对周围地层存在反复扰动,针对其力学行为和变形规律的研究十分有必要。以西安地铁临潼线左右线交叉叠落盾构隧道施工为背景,研究线路左右线隧道空间交叉转换施工下周围地层的变形规律及后施工隧道(左线)对已完成隧道(右线)的扰动情况。研究表明:隧道施工完成后,地表沉降槽整体呈条带状且沿区间走向分布;地表沉降随隧道垂直交叠程度的增加而增加,地表沉降最大值为9.79 mm,位于左右线完全垂直交叠位置处;左线隧道对先施工完成的右线隧道的影响主要表现为侧向推挤和增大地层附加应力的作用,但在垂直交叠位置扰动影响较小;施工扰动引起右线隧道最大水平位移为1.75 mm,最大沉降为1.97 mm。     

大连某近接市政隧道施工力学行为及变形控制技术研究

近接市政隧道施工围岩扰动次数多,应力重分布复杂,相互影响较大,施工安全受控因素多。结合大连南部滨海大道东端桥隧建设工程近接既有白云隧道的工程实际情况,利用数值分析和现场监测,对近接隧道施工力学行为及变形控制技术进行了研究。根据数值模拟得到的围岩应力、变形大小及塑性区范围,提出了工程控制措施方案,在此基础上,对施工过程新建隧道支护结构变形及既有白云隧道外观进行了监控量测。监测结果显示:隧道施工引起的隧道拱顶沉降和洞周收敛变形量相对较小,提出的控制措施有效地确保了该近接隧道施工安全。     

双洞大断面暗挖隧道近接既有线施工技术

采用大断面分离式暗挖隧道近接穿越既有线地铁车站,施工难度大,施工风险高。且既有地铁结构和运营都对变形控制要求非常高,施工中采用合理的施工技术和合适的辅助工法是决定施工成败的关键。某新建地铁车站中间暗挖段采用两分离单洞隧道下穿即有线地铁站,施工中,采用全断面深孔预注浆进行超前加固,并对既有线进行监测,信息化施工,合理安排工序,确保施工安全、迅速进行,对今后类似工程具有重要的指导意义。     

大断面基坑开挖全过程对既有隧道的变形影响分析

以合肥地铁3号线邻近的经开区大学城地下空间开发工程为背景，采用理论分析、数值模拟的方法，分析了基坑围护结构施工、基坑开挖及主体结构回筑过程中基坑对既有隧道的变形响应。研究结果表明:基坑施工对邻近既有隧道的影响主要以水平位移为主，同时大断面基坑开挖对隧道的影响较小；施工过程中，基坑及既有隧道结构的位移在容许的范围内，验证了围护结构的合理性。     

近接隧道盾构施工的力学影响与施工对策研究

通过对某近接区间隧道盾构施工的数值仿真和计算，研究在平面重叠的隧道施工中，后推进隧道施工对既有线管片的应力重分布影响。对比不同施工顺序导致地表沉降的数值计算值，并结合现场地面沉降观测值，证实了在近接隧道盾构施工中使用数值仿真计算的方法可行，先浅后深的施工工序有利于地表沉降与隧道构件应力控制。     

软岩超浅埋近接跨越既有隧道地层变形分析

城市地下工程中常遇到软弱围岩近接问题。深圳市丰盛町地下街D区就是软岩超浅埋近接跨越既有隧道的典型工程,它在垂直下穿埋设有大量地下管线的深南大道的同时上跨两孔地铁区间隧道,其最小埋深仅3.9m,结构跨度13.7m,地下街底部与地铁隧道顶部的净距仅为0.33m,地层变形控制十分困难。针对丰盛町地下街D区的工程特点,根据设计和施工方案,运用有限差分软件FLAC3D进行三维数值模拟,预测地下街施工引起的地层变形及地铁区间隧道变形以验证方案的合理性,总结出软岩超浅埋近接跨越既有隧道地层变形分布规律,为今后类似工程提供借鉴。     

紧邻地铁隧道深基坑支护技术及监测分析

为确保既有轨道交通线路的正常运营,必须严格控制轨道交通线路周围施工对运营线路的影响。以广州市某运营地铁隧道侧方深基坑工程为背景,对深基坑紧邻地铁隧道侧的支护设计、施工方案及地铁隧道变形监测结果进行分析总结。主要得出以下结论： 1）需严格控制紧邻地铁隧道侧深基坑的施工,选择合理的基坑支护设计和施工方案对地铁隧道的结构安全至关重要; 2）紧邻地铁隧道侧分段施工,部分区段采用双排桩加直撑的支护形式,在提高支护刚度的同时方便基坑开挖,且施工时预留土台,可有效控制双排桩的变形,降低对地铁隧道的影响; 3）通过变形监测分析,地铁隧道变形满足规范要求,同时能确保基坑的安全。     

小间距桥梁承台施工对运营地铁隧道的影响分析

深圳某桥梁工程承台近距离上跨既有运营深圳地铁5、11号线隧道,承台与隧道的最小净距为4.6 m。由于土质复杂、距隧道近等特点,承台基坑开挖与施工将对隧道产生不利影响。建立三维有限元数值模型,通过既有隧道结构变形、隧道纵向变形曲线的曲率半径与隧道结构的附加应力等方面,模拟分析桥梁承台在开挖与施工过程中对既有地铁隧道结构产生的影响,论证既有运营地铁隧道的安全性。研究成果可给类似工程的设计施工提供一定的参考。     

不同交角叠交隧道盾构施工地层变形规律研究

为了研究交叠隧道不同交角下后建隧道盾构施工对地表及既有隧道围岩的影响,建立三维弹塑性有限元模型进行非线性静力应力应变分析。结果表明： 地表沉降等值线形状与叠交隧道平面投影类似;随着交角变大,交叠处既有隧道拱顶（仰拱）沉降逐渐变小,但变化量不大; 交角为15°~45°时,既有隧道围岩变形沿轴线的变化率增大。研究成果可为今后交叠隧道线路规划和设计的优化提供参考,同时为优化盾构施工参数,有效进行施工过程控制,保证科学合理、安全优质地完成隧道施工提供借鉴。     

砂卵石地层地铁隧道下穿既有隧道影响分区与控制研究

以成都地铁5号线下穿地铁3号线为工程背景,运用有限差分软件FLAC3D,研究合理的影响分区,并论证CRD工法在下穿既有隧道时的应用效果。研究结果表明:新建隧道对既有隧道的影响与埋深呈正相关,与净距呈负相关;影响分区揭示了大部分在成都砂卵石地层进行的既有隧道近接施工均需要采取相应的控制措施,以保证施工安全;CRD法可以有效地控制成都砂卵石地层强影响区近接施工对既有隧道的影响,弱影响区可采用注浆加固以及超前支护等方法进行控制。     

兴泉铁路绿谷二号隧道上跨施工对既有福厦铁路陈坝隧道影响研究

为了研究隧道穿越施工对既有隧道结构的影响,该文以兴泉铁路绿谷二号隧道上跨既有福厦铁路陈坝隧道工程为背景,采用有限元数值模拟方法,研究新建隧道上跨施工对既有隧道的位移场及应力场影响的变化规律。研究结果表明：绿谷二号开挖对既有陈坝隧道的影响区域大致为立交段前后60 m范围内,最大隆起量1.04 mm,最大水平收敛位移0.254 mm,满足位移控制标准;与新建隧道未开挖前相比,既有陈坝隧道的轴力减小了0.74%,弯矩减小了6.7%～1.6%,剪力减小了1.5%～7.7%,满足隧道衬砌强度的要求;既有陈坝隧道衬砌的总体安全系数大于2,衬砌的安全系数满足要求。该文数值模拟结果与实测结果具有较好的一致性,可为实际施工方案提供参考。     

下穿既有客运专线城市铁路双连拱隧道施工方案优化

京石客运专线石家庄隧道是中国第一条穿城入地多线双连拱浅埋大跨铁路隧道.该文依托下穿既有石太客运专线的浅埋大跨双连拱隧道暗挖段,考虑不同工法、不同超前加固措施等因素,利用Midas-Gts有限元软件分别对不同工况进行模拟,分析既有线变位、新建隧道结构受力以及塑性区发展深度,提出合理的穿越方案.     

西安地铁侧坡出入段线上跨既有隧道施工影响分析

地铁近接施工安全影响是轨道交通建设所面临的重要问题,相关研究与分析对于现场施工及既有结构安全具有重要意义。以西安地铁6号线侧坡出入段线明挖上跨既有区间隧道为背景,通过对出入段线分块、分层开挖以及结构回填过程的数值模拟,得出明挖施工卸载再加载过程对下卧隧道的影响程度。计算表明,周边地层受明挖施工卸载再加载效应影响较为明显,总体变形表现为隆起抬升,最大隆起量出现在基坑底部,约为48.15 mm;下卧隧道受出入段线施工影响的最大隆起量为10.86 mm,结构差异变形量为0.008 9%,出现在右线隧道被上跨部分底部;隧道管片最大拉应力为2.13 MPa,最大压应力为4.92 MPa。隧道变形量满足结构安全要求,隧道结构应力远小于其设计强度,出入段线施工对下卧隧道影响较小。     

急曲线盾构隧道近接施工研究

城市急曲线盾构隧道工程的近接施工,会引起复杂的地层效应和隧道结构内力,施工难度大。广州城市轨道交通5号线动物园～杨箕区间隧道为典型的近接急曲线盾构隧道,具有大坡度、急曲线、上下重叠、近接施工等特点,为了确保工程的顺利开展,需正确理解和评估两隧道的相互作用。基于有限元分析,对此急曲线隧道区段上下重叠、45°平行与水平平行三种典型近接施工进行了数值模拟,分析研究了后建隧道对先建隧道的相互影响,对隧道结构内力与变形以及地层位移的变化规律分别进行了总结分析,所得结论指导了工程现场施工,为同类工程积累了经验。     

软土地层盾构隧道与邻近桩基合理施工顺序研究

软土地层盾构隧道与邻近建筑物会因近接施工使二者之间互相产生附加变形,对隧道及建筑物结构产生不利影响。以温州市域铁路温南区间拟建盾构隧道近接穿越龙湾区瑶溪北片生活区工程为依托,采用二维有限差分数值分析方法对相互邻近区间隧道和建筑物基础在不同建设顺序下引起的结构附加变形和内力进行了研究。计算结果表明:在盾构区间隧道建设完成后,再进行邻近的建筑物基础施工,能相应降低近接施工产生的不利影响,减小附加变形。     

深圳地铁盾构隧道接收端近距离下穿既有线加固技术

近距离下穿既有线的地铁盾构隧道端头加固,不仅要保证盾构出洞时地层的稳定性、避免发生涌水坍塌,还要防止加固施工及盾构掘进出洞施工引起既有线路的沉降超标。尤其对正在运营的地铁线路而言,其对轨道变形高度敏感,产生的位移超过一定标准将会对铁路车辆的运营安全带来极大的隐患。以深圳地铁7号线和9号线盾构区间为例,根据工程所处的环境,对静压循环注浆控制技术、扩散性好凝胶时间可控的新型材料进行研究应用,并利用自动化监测技术。盾构端头井加固达到了要求,确保了盾构安全出洞,还使临近既有线变形量控制在规范要求的范围内。     

小净距偏压公路隧道开挖顺序优化

小净距偏压隧道合理开挖顺序对隧道围岩稳定和支护措施优化有很大的影响。结合净距4.0m、偏压25°公路隧道工程实践,通过二维、三维弹塑性有限元数值仿真模拟,分析了隧道开挖顺序对围岩破坏接近度、围岩变形位移以及对空间围岩体塑性破坏和位移的影响,得到了先开挖浅埋侧隧道优于先开挖深埋侧隧道的结论,为小净距偏压隧道优化设计和施工提供了科学依据。