浅埋暗挖隧道施工对地表建筑的影响分析

在复杂工程地质条件下,浅埋暗挖隧道施工引起的沉降可能对地表建筑产生严重影响。由施工引起的结构破坏或倾覆是绝对不允许的,但施工引起的建筑沉降变形对建筑正常使用极限状态的影响将是值得广泛关注和不容忽视的。在简要分析隧道施工对上部建筑地基基础的沉降影响基础上,利用有限元对隧道施工产生的地表沉降变形以及不均匀沉降引起建筑结构内力变化等相关设计参数的改变对结构的影响进行了分析,为隧道施工沉降控制指标提供了依据,对既有建筑物下的隧道工程施工具有一定的借鉴意义。     

基于模型试验的浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物变形规律研究

为研究城市浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物的变形规律，通过物理模型试验并采用3D扫描对地表建筑物沉降进行监测，同时采用数字散斑技术（DIC）对建筑物模型墙体的应变进行监测，得到浅埋暗挖隧道施工过程中建筑物墙体的应变规律。研究结果表明： 1）当建筑物中轴线与隧道中轴线平行，建筑物模型位于隧道正上方时，模型的各项应变随着与开挖掌子面距离的增大而减小； 2）建筑物模型受扭转产生的剪切应变主要受模型角点的不均匀沉降差值影响，不均匀沉降差值越大，受扭剪切应变越大； 3）建筑物模型受弯产生的拉伸应变和剪切应变主要受各角点沉降值的影响，沉降越大（即挠曲越大），产生的挠曲拉伸应变和剪切应变也越大。     

邻近地下车站浅埋大跨隧道下穿建筑物受力特性分析

以重庆快速路三纵线红石路隧道与轨道五号线地下车站平行布置,下穿地表既有建筑物为工程背景,采用有限元软件模拟分析隧道施工过程周边围岩及邻近结构的位移、应力等特性,研究表明隧道受上部建筑附加荷载的影响,拱顶围岩应力应变改变较大,应加强初期支护控制围岩变形;浅埋大跨隧道下穿既有构筑物应相对于既有建筑物对称布置,隧道左右洞交错掘进施工更有利于控制上方建筑物的倾斜。     

施工中偏移距对浅埋隧道自身性状与上部建筑物沉降变形的影响研究

采用FLAC3D数值模拟软件分析了浅埋隧道施工中隧道结构特征和上层地表建筑沉降变形。主要针对偏移距和上部基础形式对隧道土体结构和变形响应,基础沉降方面进行了分析。研究结果表明:上层地表建筑荷载对隧道结构性能造成了很大的影响,当偏移距为8时,基于偏压作用,导致隧道施工过程中受力状态和土体结构不稳定;当偏移距大于2D后,上层地表建筑对隧道的附加作用很小,可忽略不计;隧道开挖过程中易造成上层地表建筑基础出现不均匀沉降和绝对沉降,因此隧道开挖中必须严格把控隧道不均匀沉降和均匀沉降在设计要求范围内。     

盾构隧道施工对既有铁路箱涵结构的影响研究

依托武汉地铁3号线盾构隧道下穿合武线铁路工程，采用三维数值计算方法模拟盾构施工全过程，分析盾构掘进对铁路箱涵结构变形及地表沉降的影响规律。研究结果表明:盾构施工导致既有箱涵结构产生以沉降为主的附加变形，沉降最大值出现在结构底板处；盾构掘进过程中，地表变形呈先隆起后沉降的规律，盾构开挖面到达分析断面前后各1倍洞径距离范围内地表变形波动较大；箱涵变形值随隧道埋深的增大呈减小趋势，当埋深增加到一定程度后，轨面沉降仍大于限制值，需采取合理的地层加固措施，以减小施工对既有结构的影响。     

浅谈城市浅埋暗挖隧道地表沉陷的预计

城市中出现越来越多的浅埋隧道。由于浅埋隧道，其上面的覆盖层多为松散的新第四纪。开挖过程中造成的地表沉陷较大。地面部分建筑物难以承受这样的不均匀沉陷。如何简单而有效地预计这些不均匀沉陷，成为急待解决的问题。     

城市浅埋大跨暗挖隧道施工中建筑物的沉降动态控制技术

厦门机场路一期工程梧村山隧道埋深浅、跨度大,地质条件差,从既有建筑的下方穿过。介绍该工程在下穿施工中对建筑物所采取的动态沉降控制技术。通过对建筑物进行适时跟踪监控、施作止水帷幕、基底加固注浆及动态注浆抬升,有效控制了建筑物的沉降,确保了隧道施工的安全。     

隧道下穿松散高填土路堤的沉降规律及其影响范围研究

为解决下穿隧道施工对既有高填土路堤的影响问题，依托成贵铁路大方隧道下穿杭瑞高速工程建立三维有限元模型，研究隧道施工对上覆地层位移影响、地表纵向变形特征以及下穿施工对地表各特征位置的主要影响范围。研究结果表明： 1）隧道下穿施工造成高填土路堤层发生显著沉降变形，上覆地层向隧道正中方向产生明显横向位移； 2）大方隧道下穿施工产生的地表纵向变形可划分为微变形区（洞口浅埋沉降区）、强变形区（高填土路堤沉降区）和弱变形区（地表沉降区）3个区域； 3）大方隧道施工分别开挖至洞口、挡墙和公路路面等特征位置时的地表纵向影响范围分别为开挖前方的75、52、65 m，在此影响范围内地层位移变化强烈； 4）拱顶动态沉降曲线均呈反“S”形特征。结合现场监测数据进行对比分析，得出模拟计算值与监测值变化趋势基本吻合，并最后给出相关施工建议措施。     

不同地表倾角下台阶法施工对大断面隧道变形的影响分析

依托简浦高速公路长秋山大断面隧道工程,运用有限差分软件FLAC3D对该隧道采用三台阶工法的动态开挖进行了模拟,分析了不同地表倾角下台阶长度对隧道洞周位移的影响规律。结果表明:浅埋大断面公路隧道三台阶法施工,隧道洞周位移大小顺序为:仰拱隆起 拱顶沉降 水平收敛;不同地表倾角下,隧道拱顶沉降及仰拱隆起变化主要发生在台阶长度为4~6 m之间,说明短台阶或超短台阶法能够较好地控制隧道的洞周变形,更为适合软弱围岩大断面隧道的施工;台阶长度从10 m开始,隧道洞周位移逐渐收敛,可作为浅埋大断面隧道台阶法施工下洞周位移的"起始收敛点";隧道地表倾角对隧道洞周位移的变化影响较大,因此,实际施工中应根据地表的不同倾角,选择更为合理的台阶长度进行施工,确保软弱围岩大断面隧道的安全施工。     

地铁区间重叠隧道近接施工数值分析

城市隧道建设中，由交叉重叠的隧道施工引起对周围环境的多次干扰通常是不可避免的，这将对地面结构和既有地下工程产生负面影响。如何控制盾构隧道施工引起的沉降和隧道变形，确保隧道及邻近建筑物的安全，是设计和施工过程中必须考虑的问题。对此，依托某地铁隧道工程，运用有限差分软件FLAC3D模拟先下洞后上洞的开挖施工条件，计算上下洞盾构掘进引起的地表沉降、既有隧道连续墙侧移和下洞隧道断面收敛，分析总结了重叠隧道下穿既有隧道引起周围环境变形的规律。     

新建隧道正交下穿施工对既有隧道的影响

为揭示新建隧道正交下穿施工对既有隧道结构安全及地表建筑物产生的影响,依托某新建地铁区间隧道工程,采用三维有限差分方法构建了新建隧道正交下穿既有隧道的三维数值计算模型,探讨了新建隧道正交下穿施工对地表沉降及既有隧道衬砌结构产生的影响,得出了地表横向、纵向沉降规律以及既有隧道衬砌结构变形、内力的变化规律。     

深圳地铁9号线盾构切削群桩数值模拟与实测分析

为解决在不影响既有桩基建筑物安全条件下保证盾构法隧道正常施工问题,以深圳地铁9号线大鹿区间盾构长距离连续切削群桩为背景,采用数值模拟及实测分析,研究盾构切削穿越桩基对地表沉降和桩基的影响,分析推力、扭矩等施工参数以及沉降监测数据,总结盾构切削穿越桩基时施工参数的变化规律以及建筑物沉降规律。主要结论如下:1)切桩时刻产生的沉降量占总沉降量的比例较大;2)桩基的数量、直径或位置不同时的地层响应各有不同的特点;3)合理选取施工参数需要综合考虑桩基情况和地质条件。     

盾构隧道掘进施工对邻近既有建筑的影响分析

盾构隧道掘进过程中,会对周围土体产生扰动和变形。当变形达到一定程度时,会危及邻近建筑物的正常使用。基于有限差分软件FLAC 3D建立三维数值计算模型,模拟不同临近距离和不同建筑层高工况下盾构隧道掘进对邻近既有建筑物的影响,选择既有建筑物沉降作为指标进行分析,对不同工况下既有建筑物的沉降变化曲线进行数据拟合,并与现场实际监测数据进行对比分析。研究结果表明：（1）不同临近距离工况下,随盾构掘进步数增大,建筑物的沉降逐渐增大。随临近距离增大,同一施工步下建筑物的沉降逐渐减小,沉降速率逐渐减小。（2）不同建筑层高工况下,随盾构掘进步数增大,建筑物的沉降逐渐增大。随建筑层高增大,同一施工步下建筑物的沉降先逐渐增大后逐渐减小。（3）盾构掘进过程中对邻近建筑物的主要影响区约为1.6倍隧道外径。研究成果可为类似盾构隧道掘进施工提供参考。     

地铁盾构隧道桩基托换施工技术研究

 城市地铁盾构隧道在从地面建筑物下穿越时,会对既有建筑物的安全稳定造成影响。如何合理控制由于隧道施工引起地面建筑物的倾斜、地基沉降,是地铁工程设计和施工时必须考虑的。以广州地铁五号线盾构区间建筑物桩基托换为例,详细讲述桩基托换设计、施工全过程,给类似工程的设计、施工提供参考。     

TBM下穿施工对邻近建筑物影响分析

以青岛地铁2号线TBM隧道下穿建筑物为背景，通过数值模拟，对TBM隧道施工影响下建筑物及地表变形规律进行了深入研究。结果表明，下穿两栋相邻砖混结构建筑物时，引起的地表及建筑物的最大沉降并未出现在两隧道中心线处；地表沉降最大值会向较高大建筑物所在处偏移；建筑物的最大沉降值出现在两栋建筑物相邻位置处，对于存在凹凸不规则的建筑物，最大沉降值会向凸出部分所在处和相邻建筑物所在处这两方向的叠加方向偏移。下穿框架结构建筑物时，地表中独立基础所在处会出现沉降峰值，距离隧道越近，峰值越大，砖混结构所采用的条形基础并未对地表沉降产生此种影响；在远离隧道一侧会出现隆起现象，距隧道超过一定距离，建筑物隆起量会趋于一个定值。     

以色列地铁粉砂地层盾构连续穿越河道和铁路施工技术

为解决土压平衡盾构连续下穿河道和铁路的施工技术难题，结合以色列Tel Aviv地铁红线盾构隧道施工实例，研究土压平衡盾构在浅埋粉砂层中2次连续切削钢筋混凝土桩基并穿越河道、运营铁路施工控制技术。综合采用深层旋喷桩加固技术、建（构）筑物自动化监测系统、盾构切削钢筋混凝土桩基试验、盾构掘进施工沉降控制施工技术，顺利实现2台盾构安全穿越河道、铁路、桩基等危险区域。通过实时监测数据对沉降、盾构切割桩基试验数据、近距离下穿河道和铁路整个过程进行调查、研究与分析，得出以下结论: 1）提出盾构下穿河道和运营铁路时沉降控制的有效技术措施； 2）总结形成一套土压平衡盾构在辅助工法配合下穿越河道、铁路等危险建（构）筑物工法，拓宽土压平衡盾构的使用范围； 3）验证盾构不同刀具配置与有效切割钢筋混凝土桩基的关系，为类似工程提供技术支撑和经验。     

地铁盾构区间隧道近接下穿综合管廊影响研究

地铁盾构区间隧道施工下穿既有综合管廊时,周围土体产生扰动,引起周围土体的变形,会使既有综合管廊产生附加应力和变形,威胁结构安全。为了研究盾构隧道下穿过程中对既有综合管廊的影响,探索不同穿越交角下既有管廊的变形规律,采用三维有限差分法进行模拟,分析盾构隧道施工过程中既有综合管廊的沉降变形规律、地基加固对管廊沉降的控制效果及不同下穿交角对既有综合管廊沉降的影响。计算结果表明：既有综合管廊在盾构机附近主要产生纵向上的不均匀沉降,随着盾构掘进,沉降逐渐增大,进行地基加固后能够有效减小既有管廊的沉降变形。当下穿交角较小时,既有综合管廊沉降变形增大。通过本文的研究,可以为类似工程提供指导。     

既有隧道下的隧道施工引起的沉降评价

既有隧道下的隧道施工引起的沉降日益受到比以往更多的关注。由于在这些基础设施（建筑地面,砌体地下隧道,管道和其他设施）下的隧道施工在过去几十年隧道施工对现有基础设施建设的损害已经产生。基于Mair的理论分析和确定在既有隧道下新隧道施工引起的地面沉降和地面体积损失之间关系。由方程和三维有限元数值模拟确定地面沉降。计算现有隧道因新隧道施工引起的最大沉降。通过使用三维有限元分析,提出因隧道施工导致现有隧道的沉降和地面体积损失的控制方法。在新隧道施工之前使用大管棚（LPS）增强技术,通过与不使用LPS增强技术的情况进行比较,从而对使用LPS增强技术对地面体积损失控制的效果进行评价。结果表明LPS增强技术可以显著减少新隧道施工导致现有隧道的沉降,地面损失方法被证明是估计LPS增强效应的有效途径。     

增设竖井及暗挖通道清除侵入盾构隧道的锚索障碍物的工程实践

为了清除周边建（构）筑物多、空地狭小且地上交通运输繁忙的盾构隧道施工时被邻近基坑侵入的盾构隧道洞身范围的锚索，在盾构隧道邻近基坑之间可利用的空间开挖竖井至底后平行于盾构隧道开挖通道。通道揭露侵入盾构隧道的锚索，采用与可变形刚性套管和滚珠钻头配套的钻机，利用通道的空间剥离锚索与地层黏结后通过穿心式千斤顶将锚索从盾构隧道所在的地层中拔出。采用该技术能完整地将锚索拔出，为盾构顺利通过锚索侵入段提供了基础，保证了周边建（构）筑物的安全和地上交通运输的正常运行。