基坑开挖对下卧既有隧道变形影响数值分析

文章以粉土中既有隧道上部基坑开挖为例,采用ABAQUS有限元软件建立模型,在考虑了四种工况的基础上,分析基坑开挖对隧道顶部和底部位移、隧道水平位移、基坑底部位移以及桩墙位移的影响。结果表明:基坑开挖会引起隧道向上隆起,且隧道顶部隆起值大于底部隆起值,隧道底部隆起值大约为隧道顶部的60%～70%,隧道向上隆起速率与基坑开挖深度基本呈线性增长关系;随着基坑的开挖,隧道两拱腰向内部收敛,最大水平位移发生在隧道拱腰位置;随着基坑开挖深度的增加,基坑底部隆起增大,且隧道的存在对基坑底部的竖向变形影响较小,基坑中部隆起值略大于两侧;桩墙顶部水平位移最大,随着土体深度的增加,桩墙的水平位移逐渐减小。     

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。     

砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究

深基坑开挖引起的应力释放将不可避免地引起邻近隧道的附加应力和变形。通过开展三维有限元数值分析,研究了深基坑开挖尺寸和管片接头刚度对下卧隧道三维变形的影响。利用土工离心模型试验验证了有限元计算模型和结果的合理性。在基坑中心线下,隧道隆起和横向弯曲应变随基坑开挖长度的增大而增大。当基坑开挖长度为基坑开挖深度的9倍时,隧道隆起和横向弯曲应变达到峰值;隧道纵向弯曲应变几乎接近于零。当基坑开挖长度大于9倍的开挖深度时,基坑—土—隧道的相互作用可简化为平面应变问题。若不考虑短基坑的三维效应,基坑—土—隧道的平面应变简化将严重高估隧道隆起和横向弯曲应变。隧道隆起随接头刚度的增加而逐步降低,然而隧道横向和纵向弯曲应变随接头刚度的增加而增加。因此,带接头的非连续隧道假设为连续性结构,隧道隆起会被大大低估,而隧道弯曲应变则被高估很多。     

基坑开挖引起下方隧道变形的数值模拟

上海东方路下立交工程,其中一部分基坑的底部与下方隧道（地铁2号线）仅距3m,如此近的距离使得对隧道变形的控制造成了很大的困难。在具体施工中,基坑分五块开挖并且分块浇筑底板,底板即时与抗拔桩相连。结合该工程,对坑底土样进行室内卸栽实验,在此基础上运用数值模拟,与实测变形较一致。同时对不同分块大小和数目的开挖方式进行比较分析,得到隧道变形与上方分块数目的关系以及抗拔桩所起到的作用,并认为这是基坑开挖过程中空间效应的“纵向”发挥,给类似工程以参考。     

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。     

基坑开挖引起邻近既有地铁隧道位移计算的研究

文章考虑基坑坑底和侧壁的开挖卸荷应力以及坑底围护结构的遮拦效应,基于Mindlin位移解公式,提出了一种半解析半经验解方法,推导得到了基坑开挖引起邻近既有隧道位移的计算公式,分析了基坑尺寸、与隧道相对位置的改变以及加固控制措施对既有地铁隧道位移的影响。研究结果表明:隧道的水平和竖向位移随着隧道埋深的加大而有所增加;随着基坑与隧道净距的减小,隧道位移则明显增大;基坑开挖长度的增加对隧道位移影响较小,而基坑开挖宽度和开挖深度会对隧道位移产生明显影响;该方法可以考虑加固控制措施的效果,随着基坑围护结构应力损失率的减小,隧道最大水平位移呈线性减小,但隧道竖向位移变化不大。     

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。     

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。     

紧邻地铁区间隧道基坑开挖对隧道结构的影响浅析

文章基于静、动力学有限元分析方法,建立了基坑与隧道相互作用的混合单元离散模型,分析了基坑对隧道结构力学行为的影响以及列车扰动情况下隧道结构的响应特征。研究结果表明,基坑开挖深度、基坑与隧道的距离、基坑开挖空间大小等因素对邻近既有隧道结构的静力变形和列车振动响应均有明显影响,其中卸荷规模是影响隧道位移场的重要因素。因此,可通过地基加固、优化基坑施工工艺、提高隧道结构刚度、加强隧道变形监测等措施来控制隧道结构的变形。     

邻近隧道及周围地层受深基坑开挖影响的现场监测研究

深大基坑施工诱发的运营隧道变形以及周围土体沉降等施工问题,在我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中受到日益关注。文章基于上海市交响乐团在建基坑工程,结合运营隧道以及基坑围护结构监测数据,分析了基坑不同开挖阶段周边地表沉降、地下连续墙变形、运营隧道收敛变形以及竖向位移的规律和特点。实测结果表明:周边地表总体呈下沉趋势,大致呈抛物线型分布;坑外土体侧斜和围护墙体侧移具有基本相同的变化规律,且均向基坑内侧移,开挖深度对土体侧移的影响并不是简单的线性关系;隧道的水平附加收敛表现为向外拉伸,随基坑开挖的进行,收敛变形增幅明显;隧道净沉降曲线与基坑周围土层、围护结构变形曲线的变化趋势具有较好的一致性;地下连续墙两侧SMW工法加固可有效控制隧道、坑外地表以及地下连续墙的变形。研究成果可为正确制定软土城区基坑施工对邻近地铁隧道的保护措施提供一定的理论依据。     

浅述隧道掌子面开挖炮眼的设计要求

隧道掌子面的开挖炮眼设计是爆破开挖方式中的重要组成部分,其设计的合理是否将直接影响到开挖炮眼的施工质量及掌子面的爆破效果,对隧道的掘进效果有着关键性的影响。文章以宝石山隧道为例,从炮眼数量、药量、深度、布局等方面,详细阐述了隧道掌子面开挖炮眼设计的具体要求,为类似隧道工程项目提供参考。     

基于工期目标的单跨四车道市政隧道施工优化研究

贵阳南垭路三号隧道为两座分离式的单跨四车道市政隧道,最大开挖跨度21.878 m,最大开挖面积为245.7 m^2,处于喀斯特地貌区,地下岩溶和岩石节理裂隙发育,围岩破碎且施工工期紧。基于以上施工背景,文章开展基于工期目标的软弱破碎围岩单跨四车道市政隧道施工优化研究。首先利用强度折减法对裸洞围岩稳定性进行定量评价,发现Ⅳ级围岩裸洞具有自稳条件,Ⅴ级围岩裸洞则不满足安全系数要求;在此基础上结合不同工法的施工模拟和工期推演,对施工方案进行优化,最终确定了南垭路三号隧道在Ⅳ级围岩地段采用三台阶五步法施工,Ⅴ级围岩地段采用双侧壁导坑法施工的方案;最后对洞身Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段工法转换进行优化,将施工工期提前了9个月,创造了显著的经济和社会效益,研究成果可为今后类似工程的修建提供借鉴。     

特大跨径(2×4 车道)"半明半暗"双连拱隧道设计

罗汉山隧道是福建省福州长乐国际机场高速公路二期工程中的一座双向八车道(2×4车道)双连拱隧道,开挖跨径宽达41.6 m(连拱开挖总宽度),是我国目前跨径最大的双连拱隧道。隧道进口位于地形严重偏压地段,为贯彻"‘零’开挖"理念,并确保施工安全,避免洞口"大挖大刷"形成高边坡、仰坡,隧道进口段采用"半明半暗"的双连拱隧道进洞方法。文章从设计的角度,对隧道不同的进洞方案进行分析、比较,并重点叙述了特大跨径"半明半暗"双连拱隧道的设计与计算。     

虚拟支撑力法数值模拟技术的应用

文章结合湖南雪峰山特长公路隧道的工程实践,根据隧道开挖过程中地应力随施工工序逐步释放的真实过程,基于有限元计算程序,运用“施加虚拟支撑力法”进行适当的开发,对隧道开挖过程进行数值模拟研究,获得了对隧道围岩应力形变场一种快捷准确的认识思路,不仅能更好的符合工程实际,也为隧道开挖过程的数值模拟研究提供了一种思路和方法。     

超大跨隧洞工程施工经验介绍

某洞库工程开挖跨度达44.4 m,同时具有矢跨比甚小、断面扁平的特点,如何优化开挖方案、确保工程安全、优质施工,是值得深入探讨和研究的问题。文章分析了影响超大跨形成的因素,介绍了该工程开挖方案的确定、实施及有关体会,对后续类似工程施工有一定借鉴作用。     

兰渝铁路关子岭隧道施工方法的数值分析

以兰渝铁路关子岭隧道工程为依托,针对大断面隧道的施工方法进行数值模拟,分别对台阶式、双侧壁导洞式、全断面开挖,以及导洞超前扩挖四种开挖方式进行计算,对比应力、位移和塑性区,得到较优的开挖方案.计算结果表明,双侧壁导洞式与导洞扩挖式开挖位移变化幅度较小,没有出现拉应力,塑性区对称分布,施工难度较小,且面积较小,优于其他方案.     

灰土挤密桩加固黄土隧道受力与变形性状分析

兰州地区黄土土质疏松、孔隙比大、强度低,普遍具有严重的湿陷性、高压缩性和动力易损性,在增加正压力或孔隙水压力时,极易引起隧道底部及建筑物地基的破坏。为解决兰州绕城高速某大断面黄土隧道底部变形过大的问题,文章选择灰土挤密桩作为加固手段,采用三维数值方法对隧底未处理条件下和采用灰土挤密桩加固后的围岩变形与受力特征进行研究。结果表明:隧底开挖后主要产生隆起,并随开挖方向逐渐增大,起点拱脚处产生下沉,位移最大值出现在隧底中心处;采用灰土挤密桩加固后,其桩身轴力、桩身应力和桩身位移在水平方向均呈现出两边小、中间大的规律,且随开挖方向逐渐增大,桩身承担了隧道开挖产生的大部分荷载,隧底受力与变形均有所减小;灰土挤密桩加固后的隧底位移值减小了32.0%~34.4%,灰土挤密桩能够很好地提高黄土隧道隧底承载力和抵抗变形的能力。     

礼嘉车站大断面小净距隧道进洞施工技术

重庆市轨道交通六号线礼嘉车站为双岛四线车站,单洞最大开挖面积427 m2,两洞之间净岩柱6.5 ～6.9m宽,是典型大断面小净距隧道,国内同类工程可借鉴施工经验少.施工实践证明,由于采用先加固稳定边仰坡、施作超前大管棚、隧道断面化大为小、从上向下分块施工、对中间岩柱打设预应力对拉锚杆等措施,并辅以监拉量测及时反馈指导施工,有效控制了沉降和变形,保证了施工安全.     

雪峰山特长深埋公路隧道涌水量灰色预测

文章针对邵怀高速公路雪峰山特长深埋隧道排水设计及施工现状,通过众多方法比较分析,优选采用灰色理论来预测隧道开挖距离与涌水量问的关系,以预测隧道开挖后总的涌水量,为中心水沟管径大小设计提供依据,对指导隧道施工具有现实意义。     

岩石蠕变对隧道二次衬砌结构影响的研究

岩石蠕变是岩石的重要力学特征之一.在隧道开挖完之后的很长时间内,围岩会因为蠕变而进行应力调整,蠕变产生的荷载由隧道的初期支护和二次衬砌联合承担.在隧道设计中往往将二次衬砌作为安全储备,而没有分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响,因此分析隧道二次衬砌受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的.文章结合泥巴山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3d的Burgers蠕变模型,分析了不同时间蠕变对围岩应力重分布以及对二次衬砌的力学性能的影响,得出了一些有价值的结论.