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。     

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。     

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。     

地铁隧道上方基坑卸荷回弹及控制的试验和探讨

通过土体室内试验及对工程实践实测数据的分析,研究探讨位于地铁隧道上方的软土基坑卸荷回弹的特性和控制回弹的措施,以保证基坑下卧土层中地铁隧道的运营安全。     

基坑施工对下方既有盾构隧道结构变形影响分析

文章针对骑跨于既有盾构隧道之上的基坑工程,按实际工况进行了开挖支护的平面应变有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型.计算结果表明:隧道开挖致使周边土体呈X形的塑性区,且地下连续墙对于该塑性区开展有遮挡效应;当隧道位于基坑开挖中心线正下方时,隧道几乎不发生水平位移,且基坑开挖对位于其下方的已建隧道的竖向位移的影响较水平位移大,故当地下连续墙端部与隧道竖向间距足够大,隧道拱底与拱顶水平位移逐渐趋于相同.     

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。     

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。     

上跨地铁隧道的转换结构基础施工与附加荷载影响分析研究

上跨地铁隧道的转换结构施工会对下方地铁隧道结构造成影响:(1)转换结构基础的开挖施工卸荷会引起下方隧道结构的上抬变形;(2)高层建筑的荷载传递到转换结构,会引起大跨转换结构的挠度变形,转换结构与下方岩土体材料接触后会对下方地铁隧道结构产生附加荷载。基于此,文章以深圳某上跨地铁隧道工程为例,全过程模拟分析了地铁隧道正上方转换基础基坑开挖卸荷和地下水下降的耦合影响效应,并对转换结构铺设在褥垫层和直接铺设在岩土基础上的两种工况进行了对比分析,结果表明:转换结构铺设在褥垫层上会有效减小传递到地铁隧道结构的附加荷载,转换结构由于竖向挠度变形对下方地铁隧道产生的附加荷载的影响不容忽视。     

软土地区狭长型深基坑开挖引起深层土体变形分析

在深厚软土地层中开挖狭长型深基坑将对周边环境产生较大影响。文章通过建立三维有限元模型,采用HS-Small小应变本构模型模拟狭长基坑开挖过程软土变形特性,分析在狭长基坑开挖过程紧邻土体深层位移发展规律。结果表明:邻近土体竖向及水平位移对基坑开挖深度敏感,随着基坑开挖深度的增加而增大;水平位移发展曲线呈V形或弓形形态,最大水平位移基本与开挖深度一致;开挖深度以上土体发生沉降变形,而开挖深度以下土体由于基坑卸荷发生隆起变形;当拆除支撑而不及时施作新梁板结构时,将减弱整体支护刚度,引起地层水平位移与沉降。由于基坑空间效应影响,基坑长边测点水平及竖向位移最大,短边测点次之,坑角最小。     

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。     

堆载控制基坑开挖引起的地铁区间隧道上浮研究

上海地铁7号线浦江站—耀华站中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方,坑底距隧道顶的最小距离为9 m。基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响的分析与计算成为该工程的关键,为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁区间隧道上浮的影响,并对不同级别和不同施工步加载处理下隧道上浮进行了研究。计算结果表明,堆载大小与地铁区间隧道上浮成线性关系,最佳堆载大小为120～160 kN/m~2,施做两道支撑之间堆载整体上浮最小,故为最佳堆载时机。     

逆作法基坑开挖的坑底回弹规律及其对中板的影响

在上海世博会世博轴1标基坑工程中,为控制世博轴轴I标工程逆作法施工时的中板标高,采用离心模型试验研究了基坑开挖引起的坑底回弹规律;以离心模型试验为基础,采用Plaxis有限元软件研究了基坑开挖引起的坑底和立柱桩回弹规律;通过现场监测,得到了结构浇筑引起的模板沉降量值。结合以上各因素,最终确定中板的预留拱度为10～15mm,在施工中取得了良好的控制效果。     

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。     

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。     

测定土体回弹模量的两种室内试验方法探讨

本文根据大量的土工室内试验数据,对土体回弹模量两种试验方法获得的数据进行了综合比较分析,并结合相关工程基坑坑底隆起量的估算与实测数据的对比,提出了室内土体回弹模量试验方法的建议。     

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。     

填海围堰盾构始发井超深、异形基坑受力性状与变形研究

随着我国隧道技术的发展,盾构隧道将成为修建跨海通道的重要方式。文章以目前国内最大直径海湾盾构隧道——汕头海湾隧道为工程背景,介绍了在填海围堰内修建盾构始发井所面临的挑战,即基坑超深、异形,淤泥层深厚,受海水影响大等。基于此,文章提出了考虑基坑开挖和盾构始发两种工况的大环框梁逆作技术,并基于三维有限元分析和现场实测,对基坑支护受力性状和土体变形进行了研究。结果表明,大环梁逆作技术可有效控制基坑变形,节省工期。     

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。     

基坑开挖对相邻盾构隧道变形的影响研究

文章就基坑开挖对盾构隧道结构的破坏进行研究,建立了基于基坑与隧道不同距离、不同隧道管片厚度的有限元模型,分析了不同厚度盾构隧道管片的位移场及纵向变形。得出以下结论：(1)相邻基坑开挖会引起位移过大、沉降、盾构隧道结构变形,造成断裂增多、漏水、渗漏等结构破坏;(2)随着隧道与基坑距离的减小,隧道变形不断增大,当距离<30 m时,管片厚度的增加大大改善了结构变形;(3)管片厚度的增加对纵向变形阻力没有明显影响。此外,当隧道与基坑距离<50 m时,应采取附加防护措施,以减少隧道纵向变形。     

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。