叠落式暗挖与盾构隧道施工的变形控制

叠落隧道施工会对地层产生多次扰动,较之单线隧道地层变形机制更加复杂,对变形的准确预测并采取可靠的控制措施是隧道安全施工的重要保证。依托某地铁区间叠落式暗挖与盾构隧道工程,首先采用数值模拟分析了叠落式暗挖与盾构隧道地层变形特性;根据数值分析的结果从地层超前加固、开挖方法、支护结构等方面制订了地层变形的控制措施,使地层变形在控制标准范围内;实际施工中采用给出的控制措施来控制地层变形,保证了工程施工安全,取得了较好的实施效果,并通过现场试验对此进行了验证。研究结果表明:暗挖隧道(上行)施工产生的地表沉降明显大于盾构隧道(下行)开挖,两洞施工结束后的地表沉降最大值位于暗挖隧道拱顶上方;对本工程不同开挖顺序产生的地表变形而言,"先上后下"施工产生的地表最大沉降值及沉降影响范围均大于"先下后上"施工,工程实际中可采用"先下后上"的施工顺序;监测数据表明将暗挖隧道作为地层变形控制重点,通过对暗挖隧道采取超前注浆,可有效控制地表变形,减小两隧道开挖的地表影响范围,说明在暗挖隧道中采用超前注浆可作为叠落式暗挖与盾构隧道修建过程中的重要安全控制措施。研究结果可为类似隧道工程的设计、施工提供一定参考。     

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。     

软弱地层超大断面暗挖隧道施工力学行为研究

采用多台阶分部开挖法,选取超大断面暗挖隧道为研究对象,分析隧道各部开挖引起的支护结构受力、变形及对地表的影响情况等,为隧道暗挖段设计施工提供参考。     

深圳地铁近接隧道暗挖施工地表沉降控制

为研究变净距近接隧道暗挖施工中开挖工序对地表沉降的影响,以期得到最优开挖工序,以深圳地铁近接隧道施工为工程背景,运用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测数据反馈等多种手段,对比了4种不同开挖工序引起的地表沉降,并对围岩支护后隧道施工在纵横方向上的地表沉降规律进行了研究。得到:1)若先行隧道开挖采用上下台阶法,后行隧道采用CRD法,那么后行隧道采用上下断面法开挖优于左右断面法,且先开挖靠近先行隧道的部分要优于先开挖远离先行隧道的部分;2)随着近接隧道净距的减小,开挖工序对地表沉降的影响减弱;3)加固圈对抑制变净距隧道的不均匀沉降有着明显的效果;4)采用上下断面法开挖的近接隧道,上半部分开挖是控制地表沉降的关键,最大地表沉降值发生在靠近后行大跨度隧道中轴线一侧。     

区间隧道暗挖施工引起地表沉降数值分析

以某地铁暗挖区间隧道施工为工程背景,运用MIDAS-GTS数值模拟,探讨了隧道埋深、地层条件、支护条件等因素对地铁区间隧道暗挖施工引起地表沉降的影响。研究结果表明:随着隧道埋深和土体弹性模量、黏聚力及内摩擦角的增大,均使开挖过程中的土体扰动效应减小。而支护强度对最大地表沉降量Smax、地层损失率Vl及沉降槽宽度系数i的影响不明显。     

土压盾构近距离并行在建隧道施工方案与措施

兰州地铁2号线出入线暗挖隧道与主线公定区间在接收端存在并行段,原设计方案采用"暗挖完成后再行盾构施工",但由于受拆迁、地质条件和环境等因素影响,暗挖施工进度滞后.为优先保证主线公定区间隧道如期贯通,将原设计方案变更为"左线接收端影响范围45 m暗挖暂停开挖,待盾构先行贯通后,再行开挖".具体措施:(1)对影响范围内暗挖区域采用洞内深孔WSS注浆等措施;(2)盾构管片增加环向支撑;(3)在施工影响范围45 m内布设测斜孔,实时监测盾构掘进过程对暗挖隧道的影响.采用变更后的方案与措施,公定区间左线盾构在并行段安全出洞,在保证兰州地铁2号线总体工程目标的前提下,未对暗挖隧道结构产生影响.该方案对同类型工程具有参考和指导意义.     

城市隧道爆破对地表建筑物振速响应研究

以杭州地铁5号线通火区间段双隧道工程为例，基于城市隧道工程中爆破开挖对地表建筑物振速响应问题，对下穿地表建筑物隧道爆破施工控制技术进行了研究。采用FLAC3D数值模拟方法，研究在不同爆源距、循环进尺与单段最大装药量情况下隧道爆破开挖，分析在爆破动荷载作用下地表建筑物的振速响应规律，并根据工程现场实测数据进行了验证。     

深圳地铁8号线浅埋暗挖车站开挖力学研究

以深圳地铁8号线一期工程深外站为依托工程,开展了浅埋暗挖车站的开挖支护施工数值分析研究,通过分析隧道开挖后支护结构的内力分布情况、结构变形规律和地层位移结果,得出了施工过程中需要重点监测的项目以及可能发生危险的结构部位,同时明确了车站浅埋暗挖段的地表变形的主要影响范围,该研究结论对该车站的安全施工有一定的指导意义。     

暗挖电力隧道下穿既有地道对地道和土层变形影响的数值模拟分析

该文分析了一个暗挖隧道对既有车行地道沉降及土层变形的影响。对一个实际工程进行建模,分降低地下水位和电力隧道开挖两个施工步骤进行分析。计算结果表明:降低地下水位会引起较大的车道和土层的沉降,而开挖过程对沉降影响较小。     

电力隧道浅埋暗挖下穿城市道路可行性研究

在城市中修建电力隧道需穿越城市道路时,为了最小程度减少对交通的影响,往往选择浅埋暗挖方式进行开挖。在保证道路通行的同时,电力隧道在施工过程中的稳定性以及施工最危险的环节需要重点关注。以某电力隧道下穿公路作为工程背景,采用FLAC3D建立有限元计算模型,以"车辆荷载""车道荷载"2种加载方式,研究车辆通行时电力隧道的稳定性。研究结果表明:电力隧道采用浅埋暗挖法下穿公路是可行的。此外,还针对隧道穿越城市道路现场施工提出若干可行建议。     

复杂地层浅埋暗挖地铁区间隧道近距离下穿地下商业街设计及施工关键技术

青岛地铁2号线五四广场站-浮山所站区间采用浅埋暗挖法施工,因线路埋深受限,区间隧道需以1.68~1.86 m的净距要求下穿一处两柱三跨11.8 m×4.5 m矩形框架结构的地下商业街。为确保工程安全,克服上半断面富水砂层、下半断面坚硬岩层这一差异性较大的上软下硬复杂地层,以及在近距离下穿条件下选取合适的支护参数和技术措施成为工程的关键。实际施工过程中,综合采用了深孔注浆地层预加固、一次性打设90 m超长管棚预支护、减震爆破和自动化实时监测等综合技术手段,辅以数值计算模拟分析,在控制地下商业街及其周边软弱地层沉降、保障地下商业街的日常运营和降低隧道施工风险等方面取得了较好的工程效果。     

暗挖车站上穿既有区间地层加固施工技术

介绍北京地铁五号线东单站暗挖段下穿长安街,地面承受荷载大,且地下管线密集,与既有一号线结构间土层厚度仅为0.6m情况下,通过采取对既有线周边土体进行注浆加固、洞内施作预应力锚杆、施作大管棚注浆等施工措施,成功从地铁一号线东单至王府井既有区间上部穿过。     

浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿地下行包通道沉降分析及对策

机场地下行包通道沉降控制要求高,且不能中断运行,新建浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿施工风险高,施工不当会引起地下行包通道沉降、变形,甚至引起混凝土结构开裂。为找出下穿隧道施工过程中引起通道底沉降的关键步序,更好地控制沉降,采用三维数值模拟方法对新建隧道下穿机场地下行包通道进行了沉降分析,并通过在隧道开挖过程中洞内采用分步开挖、大直径管棚超前预支护、初期支护和二次衬砌背后回填压浆等沉降控制措施,将通道底板沉降控制在3 mm左右,并在施工过程中加强监测,能够保证既有地下行包通道的结构安全。     

下穿既有地铁线的城市地下高速公路沉降控制技术研究

城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线过程中,往往导致地铁线和地表发生较大沉降,为研究其沉降规律及控制技术,以智利圣地亚哥城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线工程为背景,运用FLAC3D软件,对以侧壁导坑法施工,采用超前支护、无系统锚杆的初期支护、二次衬砌及临时加固相结合支护的施工过程进行仿真模拟,并对既有地铁线及地表的沉降进行分析。结果表明：地表最大沉降为35.9 mm,既有地铁线最大沉降为33.4 mm,横向轨道面最大不均匀沉降率为0.623‰,纵向最大不均匀沉降率为0.27‰,不均匀沉降率小于规定的沉降阈值（1‰）,地铁线及地表的沉降量均控制在规范和地铁运营部门要求的范围内,可确保下穿施工期间既有地铁线的结构安全。     

软弱围岩隧道管棚水平旋喷组合预加固变形规律

为研究软弱围岩地层管棚水平旋喷桩组合结构的预加固效果,采用三维弹塑性有限元方法对比分析了单独使用管棚、单独使用旋喷桩、管棚与旋喷桩组合预加固及无加固4种工况下隧道结构体系的位移变化规律。结果表明:1)水平旋喷桩和管棚2种工法中,水平旋喷桩预加固工法控制拱顶下沉、拱脚收敛值和掌子面稳定性能力显著;2)管棚预加固工法控制地表沉降的能力较强;3)管棚和旋喷桩组合结构控制拱顶沉降和拱脚收敛,掌子面水平位移性能突出,管棚水平旋喷桩组合结构使地表沉降减小91.3%,拱顶沉降减小76.2%,拱脚收敛减小76.3%,其地表最大沉降值为2.7 mm,拱顶最大沉降值为25 mm,拱脚最大收敛值为4mm,最小收敛值为-9.4 mm,加固效果明显。     

基于全站仪的隧道自动化监测

近年来，越来越多的城市地下空间开发邻近既有地铁隧道、公路隧道，需要对既有隧道进行实时的自动化监测。全站仪是一种高效、高精度的三维测量设备，可较为方便的在狭长型分布的地下隧道内组建自动化监测系统。本文主要介绍了基于全站仪的隧道自动化监测技术，探讨了隧道沉降、收敛、水平位移监测的精度与可靠性。从多个工程实例来看，采用高精度的全站仪组建自动化监测系统具有良好的适用性，用于隧道的监测精度较高，可满足实时监测的需要。     

管棚布设范围对软岩隧道围岩稳定性影响研究

为确保管棚布设在软岩隧道中起到良好的支护效果，依托蓝家岩特长公路隧道，采用数值模拟与模型试验相结合的方法研究管棚布设范围对软岩隧道围岩稳定性的影响规律。研究结果表明： 1）在管棚其他参数保持不变的情况下，随着管棚布设范围的增大，拱顶沉降的最终值呈现出近似单调减小的趋势，拱脚收敛的最终值呈现出非线性减小的趋势。2）管棚布设范围由90°增大到180°时，拱顶沉降的最终值由-0.389 m减小至-0.317 m，降低幅度达18.5%；而拱脚收敛的最终值由-0.486 m减小至-0.355 m，降低幅度达26.9%。3）加大管棚布设范围能够有效控制围岩变形，提高管棚的支护效果，且管棚布设范围的改变对拱脚收敛的影响程度大于拱顶沉降。对比分析不同管棚布设范围条件下的数值模拟及模型试验结果，得到的洞周围岩变形随管棚布设范围的规律是一致的，且2种方法得到的各工况下洞周变形的量值较为接近。     

砂质黄土地下车站分幅施工变形规律研究

目前尚无地下车站主体结构分幅施工的先例,也没有此种情况下明确的不均匀沉降控制标准。兰州中川机场地下车站采取主体结构分幅施工,通过调研相关规范与文献,制定该地下车站不均匀沉降控制标准。采用FLAC3D软件,分析不考虑结构顶部回填土和考虑结构顶部回填土2类共7种工况下的地基不均匀沉降变形潜势及车站结构受力情况。结果表明:兰州中川机场地下车站变形潜势可分为安全、单指标预警、双指标预警、临界(一指标达到即可)、超限(一指标达到即可)等5个级别;对不均匀沉降而言,设后浇带左右半幅施工在施工期和长期均有利。对结构受力而言,设后浇带左右半幅施工在施工期有利,但对长期受力不利,推荐采用不设后浇带左右半幅施工方案;砂质黄土条件下地下车站主体结构不同施工工况变形潜势差异明显,左右半幅2种工况分别出现双指标预警和单指标预警的变形潜势等级。     

盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析

地铁建设是解决城市交通拥堵问题的有效途径。但是,如果施工措施不当,可能会导致地面沉陷、基坑垮塌、隧道破坏、周边建筑物损害、地下管线损害等事故。该文针对这一问题,参考相关文献,将结构、土体和地铁盾构施工综合进行分析,探讨了多种施工因素对邻近建筑物或构筑物的影响,以确保在隧道盾构正常施工的同时,尽量减小施工对邻近建筑物或构筑物的不利影响。为了分析城市地铁隧道盾构施工对邻近建筑的影响,立足郑州市实际情况,采用数值仿真分析软件FLAC3D,对盾构施工对邻近建筑的影响进行了数值模拟,讨论了隧道与建筑物间距对地表最大沉降及基础差异沉降的影响。