双线盾构隧道施工对既有桥梁安全影响的研究

以盾构隧道近距离穿越地下既有桥梁桩基为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件,对施工过程中隧道开挖引起桩基的位移进行了计算分析,最后建立Midas civil荷载-结构模型,在最不利差异沉降工况条件下,对上部桥梁结构的附加内力及变形进行验算。结果表明,全部注浆加固地层时,隧道开挖引起的桩基最大沉降值为9.3 mm,最大差异沉降值为1.0 mm,桥梁承载力满足要求。     

地铁盾构近距离下穿多座高铁桥梁影响分析

盾构法施工被广泛应用于城市轨道交通建设中,盾构区间隧道不可避免会存在穿越既有桥梁的情况;而穿越既有桥梁时必须要考虑施工过程桥梁墩顶的位移情况,确保桥梁运行安全。以宁波市轨道交通4号线金达路站—钱湖大道站区间下穿杭深线、北环线鄞县特大桥工程为例,利用Plaxis 3D有限元软件对盾构施工过程进行了数值模拟分析,对不同施工工况下桥梁墩顶的变形情况进行了研究,得到了高铁桥梁桥墩横桥向、顺桥向及垂向位移,并对该设计方案进行了技术分析和安全评估。     

既有桥桩对盾构引起地表沉降槽的变形影响

针对预测盾构开挖引起的地表沉降槽变形曲线,通常采用Peck公式或其修正公式,但该公式没有考虑邻近桥桩刚度对地表沉降槽变形的影响。采用Midas GTS NX建立三维有限元模型,分析不同桩径和桩-隧道间距对地表沉降槽曲线的影响,提出一种适用于预测盾构近距离侧穿桥桩时地表沉降槽的偏态分布曲线。以长沙地铁5号线圭塘站至高桥南站区间为工程背景,将有限元计算结果和现场实测值与偏态分布曲线值进行对比分析。研究结果表明：当L/D<1.8时,地表沉降槽变形曲线会呈现明显偏态分布,整体地表变形会在桩基附近出现“绕桩”现象。采用偏态分布曲线可以较好地预测邻近桥桩影响下盾构开挖引起的地表沉降槽变形,可为此类工况修建盾构隧道提供参考。     

软弱地层环境下地铁盾构下穿铁路框架桥影响分析及应对措施

以杭州地铁 9 号线一期工程下穿沪杭铁路框架桥为背景, 建立盾构下穿施工三维数值模型, 分析软弱地层环境下地铁盾构隧道下穿施工对铁路框架桥的影响, 提出多种确保铁路安全运营应对措施, 并在施工过程中进行现场监测。 数值分析表明, 盾构隧道下穿施工中铁路框架桥最大沉降量为 6. 72mm, 进行洞内注浆加固后, 最大沉降量降为 4. 76mm, 说明在软弱地层环境下及时进行洞内注浆对抑制铁路框架桥的沉降变形具有显著效果; 监测结果表明, 盾构右线施工对框架桥沉降变形的影响大于左线, 铁路框架桥最大沉降达到 6. 9mm, 采取应对措施及时进行洞内二次注浆, 可有效控制框架桥的持续沉降变形, 铁路框架桥处于安全可控状态。     

地铁盾构隧道穿越既有桥桩及排水渠的施工影响与对策

以长沙地铁6号线下穿杨家山立交桥为工程背景,使用有限元软件建立盾构穿越桥桩及排水渠的数值模型,研究了未采取措施、设置临时支墩和采用克泥效工法3种工况下,桥桩与排水渠的变形和受力影响规律.结果 表明:桥桩的变形主要表现为向隧道中心线方向倾斜的水平位移,轴力和弯矩变化规律为沿桩深自上而下逐渐增大.相比未采取措施的工况而言,...     

盾构施工隧道侧穿桩基侧摩阻影响研究

盾构开挖侧穿桩基对既有桥梁会产生扰动影响。利用有限元软件MIIDAS-GTS,采用对隧道洞分步开挖过程的方法模拟杭州市地铁5号线盾构施工,通过模型研究盾构施工过程中桩土界面相对位移,以此利用侧摩阻力来表示相对位移产生的影响。在地铁盾构隧道施工中,桩土相对位移最大值均发生在靠近桩顶附近,最大值7.3mm。桩基侧摩阻力在桩长范围内呈现负摩阻力,土体沉降均大于桩基沉降。黏质黏土和淤泥质黏土的土层交界处产生最大负摩阻力,计算结果有助于评价桩身稳定安全性。     

桩板结构施工对高速铁路桥梁的影响分析

以台州市和合大道工程下穿在建杭绍台铁路椒江特大桥为依托,运用有限元分析软件模拟了桩板结构的施工过程,得到了椒江特大桥在道路工程附加荷载作用下的墩顶位移及桩基承载力检算结果.结果表明:在和合大道桩板结构施工及运营阶段,高铁桥梁墩顶位移(沉降量、差异沉降量、顺桥向水平变形量和横桥向水平变形量)及其桩基承载力均能满足安全限值...     

滨海地区地基沉降对桥梁结构的影响及处治方法

跨越河口及沿海海域的桥梁在施工及使用过程中,经常由于地基不均匀沉降,引起桥梁上部结构产生应力集中和开裂。采用ABAQUS分析了原设计工况,改变桩径,各桩径下增加锚索,桩径基础上增加钢围堰,改变0#台布桩数量、布桩形式6种工况下地基沉降作用中桩基的侧向位移情况。针对不同工况下桩基位移情况,提出上部结构保持桥梁跨径不变,但上部调整为简支结构,采用空心板。下部结构桩基直径仍采用1.2 m,并通过设置大直径钢护筒围堰减小土体对桩基的推挤作用,设置空箱桥台及增加锚拉结构,应力消散孔等辅助措施的处理方案。这套处理方法在实际运用中取得了良好的效果。     

新建桥梁近接地铁盾构隧道桥桩承载力验算方法

新建桥梁在设计之初应考虑后期地铁盾构施工的影响,进行承载力验算和设计桩长修正。基于地表横向沉降槽的研究理论,提出了桥梁与地铁盾构隧道近接时桥桩承载力验算简化模型,给出了桥桩周围地层竖向变形影响的下限深度和中性点深度计算方法,并结合现行规范给出桥桩承载力验算标准和计算方法。     

成都地铁4号线下穿铁路桥三维数值模拟分析

成都地铁4号线二期工程万年场站~东三环站区间为双线盾构隧道,区间盾构隧道下穿包括无砟轨道、有砟轨道及桩基础形式铁路桥的铁路群。以数值模拟为手段,采用Flac3D软件,建立盾构下穿铁路桥的三维有限差分模型,对盾构掘进中造成的地表沉降、周围土体变形及铁路桥墩的沉降变化进行了分析,评价了上部铁路桥的安全性,并提出了相应的安全控制措施。基于土体加固措施,对加固与不加固工况进行了对比分析。结果表明:铁路桥与盾构隧道间土体加固后,桩基最大水平位移和竖向沉降分别减少了58%和79%,桥墩沉降满足安全控制标准,盾构施工对铁路桥运营的影响在安全范围内。     

PBA车站扣拱施工顺序对上部跨河桥沉降影响分析

某PBA工法地铁车站下穿跨河桥,车站上方3根桥桩距离车站顶部仅0.6 m,合理扣拱施工工序是桥桩沉降控制的关键.采用三维有限元分析法研究了不同扣拱施工顺序及不同中、边跨开挖面错距下桥桩位移、地表沉降及车站中柱位移的变化规律.研究结果表明:先中后边顺序下车站中柱位移较大,但是桥桩及地表沉降可以得到有效控制;以最靠近车站的3根桥桩为坐标零点,扣拱施工对桥桩横向影响范围为15 m左右;4种施工方案下桥桩最大差异沉降基本相同,且随着扣拱施工步变化趋势一致;扣拱施工引起的桥桩绝对沉降和差异沉降均在允许范围内,上部桥梁处于安全可控状态;中、边跨错距为三段模式的桥桩沉降、地表沉降及中柱位移均优于中、边跨错距为六段模式;经综合比选,扣拱施工顺序建议先中后边,中、边跨开挖面错距建议为三段模式.     

大直径越江盾构隧道穿堤施工变形影响分析研究

大直径水下盾构隧道通常需要穿越河道两岸的堤防,掘进过程中易造成堤防的地层沉降,危害堤防及重要建构筑物安全。以某大直径越江盾构隧道为依托,通过经验法和有限元方法对盾构穿堤施工过程中堤防的变形规律进行了分析研究,结果表明：堤防在盾构隧道下穿过程中会产生地表变形,经验法计算所得最大沉降为16.43 mm,有限元计算所得最大沉降为14.78 mm,均在变形控制允许范围内。     

盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC^3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明：桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min,刀盘转速应不应超过1.0 r/min;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1～5 mm/...     

粉质黏土层盾构施工地表沉降规律分析

粉质粘土层土体的含水量较高、渗透性较弱、粘性强,在盾构施工中土体扰动较大,地面沉降很难控制。鉴于此因,利用数值模拟的方法研究盾构施工时地表的沉降规律,通过计算分析,研究了地面的横向沉降、纵向沉降及水平位移的变形规律及特征。结果表明:隧道正上方的地面处的沉降量最大为15.98mm,地表横向沉降的影响范围主要在3倍的隧道直径范围内,其沉降量大概占最终值的90%;盾构通过后的地表沉降,地表沉降值由9.45mm增大到14.71mm,其沉降值约占地表沉降值的60%～90%;地面最大横向水平位移为5.8mm,发生在离隧道轴线垂直距离7～8m范围内。     

砂卵石地层盾构穿越连续梁桥加固施工技术

长沙市轨道交通1号线盾构穿越新中路立交桥D、F匝道桥梁,桥梁桩基持力层全部位于砂卵石地层,有效控制桥梁变形是盾构施工的重难点。经过比选,决定采用双液浆加固和整体式筏板承托相结合的加固方案。通过量测监控和盾构施工参数的优化控制,成功地克服了盾构穿越大型立交桥对原有结构的破坏以及对交通运行的影响。     

地铁盾构隧道施工对邻近管线的影响分析

为了获得地铁隧道盾构法施工对临近地下管线的变形和应力的影响规律,以大连地铁二号线某区间隧道工程为背景,利用FLAC3D软件对隧道盾构施工引发的地层变形所导致的管线变形、应力进行了精细模拟,得到双线隧道施工完成后横向地表沉降槽不符合叠加理论,存在少量差值,双线隧道贯通时最大沉降值为11.26 mm,盾构隧道地层体积损失率为1.46%,地表沉降槽宽度系数为0.81.按两条隧道互不影响沉降叠加,最大沉降值为11.93 mm;右线隧道贯通时,燃气管最大沉降值为10.1 mm,左线隧道贯通时,燃气管最大沉降值为11.4 mm,最大沉降位置向左有少量偏移.随着右线盾构掘进施工,污水管道沉降逐渐增大,最大沉降变形为5.45 mm,线隧道贯通后,污水管线最大沉降值为9.79 mm.整个过程两管均处于安全状态.     

盾构开挖引起邻近单桩水平向变形解析研究

为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律，提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先，基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移，将既有桩基简化成欧拉梁，桩-土相互作用采用Kerr地基模型，建立既有桩基水平向受力平衡方程，从而获得单桩水平变形解析解。通过与有限元GEPAN数据对比，验证了该方法的合理性；与既有的理论解析对比，该方法更贴近有限元GEPAN数据。参数分析表明：增大盾构隧道埋深会致使桩基水平向最大变形位置深度增大，同时会引起桩身最大位移增大；桩基水平向变形响应会随着地层损失比增加而逐渐增大；桩基水平向位移会随着桩基与隧道水平距离的增大而减小，但桩身产生最大水平位移处埋深会随之减小。     

隧道施工对邻近桥梁桩基变形影响及加固效果分析

以某桥梁桩基邻近隧道施工为例,采用有限元软件PLAXIS进行建模分析,重点分析了采取隔离桩加固前后隧道开挖对邻近桩基变形影响变化规律,结论如下:相比于不采取加固措施,采取隔离桩加固措施以后,可以使得最大顺桥向和垂直向位移分别减小62％和61％以上,而采用隔离桩加固措施对横桥向位移无明显影响;采取隔离桩之后,桩基的各向位...     

地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护研究

选取某城市地铁X号线采用隧道盾构从侧面穿过高架桥工程作为背景,结合理论与现场实际监测的方法,阐述了袖阀管注浆隔离墙的加固技术,控制桩基础变形,保证了盾构掘进期间其上方高架桥的安全,根据现场实测数据的反馈,袖阀管注浆加固地层后,地表的下沉量以及高架桥桥桩变形都被严格地控制在设计规定范围,为地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护提出了相应的设计方案。     

灌注桩施工对运营盾构隧道影响研究

以南京长江漫滩地层某道路暗桥全套管钢护筒灌注桩近接既有盾构隧道施工为工程背景,通过单桩及群桩施工期间既有盾构隧道变形现场的实测结果分析及回归分析表明:单桩施工工况下,全钢护筒施工方案相比半钢护筒施工方案,临近既有盾构隧道变形主要发生在钢护筒穿越密实砂层期间,5~15m净距工况下,变形总量增加2.6~4.3倍,影响半径扩大30%;群桩施工工况下,通过调整群桩成桩顺序实现遮挡隔离作用,可有效减少后续成桩对运营隧道的影响,隧道变形量平均降幅达35%。由此说明,穿越密实砂层的全钢护筒方案对既有盾构隧道影响较大,近接运营隧道施工方案须慎重论证,不穿越密实砂层的半钢护筒方案可作为既有盾构隧道结构保护的主动预防措施方案。