盾构隧道掘进对建筑物的影响及其控制技术研究

以在建的深圳地铁2号线东延线为背景,对香梅北站—景田北站区间线路盾构掘进的相关问题进行研究。运用隧道工程理论、盾构技术和数值计算方法并结合地质条件与隧道条件,分析了地表建筑物特点及其与隧道的关系以及盾构隧道掘进对建筑物的影响,提出了穿越地面建筑物的工程措施和变形控制技术。工程实践表明,依据深圳地铁东延线提出的穿越地面建筑物的变形控制技术,可以确保地铁隧道本身和地表建筑物的安全。     

双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究

结合武汉地铁3号线19标段双线隧道施工,利用数值模拟和现场测试的方法,研究盾构施工过程中建筑物及地表沉降变形特征,并根据同一建筑物不同部位的沉降差判定施工过程中建筑物的安全性。研究结果表明:地表沉降在建筑物处明显增大,建筑物所在位置及其周围土体呈现整体倾斜变形;隧道横向上建筑物长宽比越大,地层滑移角及沉降槽宽度越大;建筑物和基础的沉降变形与隧道施工动态相关,基础的不均匀沉降导致建筑物安全性降低。由此可知,盾构施工对上部建筑物的影响非常显著,研究成果可为今后类似工程设计施工提供参考。     

小净距盾构隧道施工诱发邻近建筑物沉降分析

针对小净距穿越两栋建筑物的地铁盾构隧道施工引起地表沉降和两侧建筑物倾斜的问题,采用数值模拟方法分析盾构隧道施工对邻近建筑物及其桩基础的影响。结果表明：后行线（北线）开挖引起的隧道轴线上方地表沉降略小于先行线（南线）,两者叠加形成的沉降槽呈偏W形;开挖面位置一定时,桩顶沉降大于水平位移,桩底沉降与水平位移接近;随着开挖面接近桩,桩顶沉降和桩底水平位移逐渐增大,在开挖面通过2倍洞径后桩底水平位移逐渐趋于稳定,在开挖面通过6倍洞径后桩顶沉降逐渐趋于稳定;随着开挖面接近桩,桩顶及桩底水平位移朝向隧道,桩中部则远离隧道。     

邻近建筑物对盾构隧道衬砌内力影响分析

依托南昌地铁1号线侧穿某建筑物,利用ABAQUS有限元软件三维建模,分析盾构隧道与建筑物不同间距及隧道不同埋深情况下,建筑物对隧道衬砌内力的影响。结果表明,隧道与建筑物不同间距及隧道埋深不同情况下,衬砌弯矩均在衬砌环向30°和120°及其径向相对点弯矩增长率最大,而衬砌环向60°和150°及其径向相对点呈现负增长率。随间距增大,衬砌弯矩及轴力增长率均逐渐减小,当水平间距达到3.0D时衬砌弯矩及轴力增长率基本趋于0;随埋深增大,衬砌弯矩及轴力增长率均逐渐减小,当埋深达到3.0D时衬砌轴力增长率小于5%。     

盾构隧道施工对短桩基-框架结构的影响

以成都地铁1号线盾构隧道近距离穿越某短桩基-框架结构为背景,采用Mohr-Coulomb弹塑性屈服准则,建立有限元数值模型,研究盾构穿越施工对桩基和框架结构的影响.研究结果表明:采用荷载转移措施可减小隧道上方的荷载和结构变形,有效保护建筑结构;盾构掘进对框架结构的边跨梁影响较大、对中跨梁影响较小,梁的最大正弯矩在二层右边跨梁的跨中,最大负弯矩在二层右边跨梁的右端头位置,柱的最大正弯矩在隧道右侧最远处的柱与二层右边跨梁刚接的位置;盾构从桩端下方穿越使隧道正上方及两侧的3根桩的轴力减小,两侧桩体下部向隧道方向产生挠曲变形,正上方桩体发生整体位移;距隧道较远处的桩发生刚性倾斜,桩轴力增大.监测数据表明,盾构穿越施工对桩基影响较小,荷载转移措施达到预期效果.     

盾构隧道掘进对砌体结构建筑物沉降的影响

结合杭州地铁1号线某区间隧道工程下穿13栋住宅群的盾构施工,通过右线隧道(先掘进)和左线隧道(后掘进)下穿建筑物整个施工期间的建筑物底部与屋顶沉降的监测及分析,研究盾构隧道掘进施工对地表砌体结构建筑物沉降的影响规律。结果表明:砌体结构建筑物的沉降历时规律有别于天然地表沉降,尤其是后续沉降阶段的下沉量占累积沉降量的比例明显大于天然地表;右线施工稳定之后,砌体结构建筑物底部与屋顶的沉降曲线均基本符合高斯正态分布,左线通过后不再符合高斯分布规律;砌体结构建筑物屋顶的沉降曲线均与其邻近立面底部沉降曲线较为接近;单线隧道施工时,砌体结构建筑物的沉降曲线可用地表沉降Peck公式表达,但两者存在着本质差别,杭州地区砌体结构建筑物沉降槽的地层损失率取值范围一般为0.7%～6.4%,平均值为1.98%,沉降槽宽度参数的取值范围一般为0.36～1.77,平均值为0.78。     

西安地铁盾构隧道施工对邻近建筑物的影响及控制技术

以西安地铁3号线某区间盾构隧道下穿既有建筑物工程为背景,采用FLAC数值模拟软件对盾构施工引起建筑物变形规律进行预测,计算结果表明盾构施工影响建筑物安全使用。在采取相关减灾技术措施后,保证了盾构施工过程中建工金华酒店的安全稳定,表明盾构下穿建工金华酒店时的减灾技术是合理有效的。     

重叠隧道施工对邻近运营中重叠隧道的影响分析

四条隧道平行重叠近接施工的影响越来越明显,需对其进行分析。结合昆明地铁2号线上下重叠盾构隧道区间穿越既有1号线上下交错重叠隧道区段工程实例,根据平面和剖面位置关系,判定外部作业影响等级,提出变形控制标准及相应的工程措施。通过有限元ANSYS数值模拟分析,计算出重叠隧道盾构施工影响邻近运营重叠隧道的位移及内力大小分布,以判断重叠隧道盾构施工是否影响运营隧道的安全性。数值模拟结果表明,2号线重叠隧道盾构施工对1号线运营重叠隧道的影响是可控的。将数值模拟计算结果与监测数据进行对比,两者结果基本一致,表明所提工程措施是可行的,可保证运营隧道的安全,其对类似工程有借鉴作用。     

盾构隧道施工对临近市政桥梁影响的数值分析

沈阳地铁2号线新乐遗址站—北陵公园站区间采用盾构法施工,区间隧道临近下穿既有的黄河大街桥。为保证地铁施工期间桥梁的正常使用,需要预测盾构施工对桥梁基础的扰动状况,以确定地铁施工对桥梁的影响程度。以设计为基础,针对该工程的特点和现状,采用FLAC3D对盾构隧道临近桥梁地段的施工过程进行数值模拟,定量预测施工对既有桥梁的影响程度,并提出针对性的技术保障方案,给后续施工提供参考。     

地铁盾构隧道施工对邻近建筑物的安全风险分析方法

在进行地铁隧道施工对邻近建筑物影响后安全风险分析时,因统计数据缺乏或不可得等原因造成实际基本概率难以用确定值表示,存在一定的模糊性。综合模糊集理论适用于处理模糊信息,以及贝叶斯网络适用于不确定知识推理等方面的优势,提出了基于模糊贝叶斯网络的定量安全风险分析方法,建立了地铁盾构隧道施工环境下邻近建筑物安全风险决策模型,预测地铁盾构隧道施工诱发邻近建筑物破坏的可能性;根据模糊重要度计算结果进行安全致险因素敏感性分析;以辨识关键致险因素;并结合工程实例验证该方法的适用性。     

长江隧道施工对周围建筑的影响研究

研究目的：在城市中心城区建造隧道，对周围建筑物的影响是个不容忽视的问题，对其进行研究，进而采取有效的措施加以保护，是工程施工顺利进行的有力保证。研究方法：采用数值模拟方法，利用大型有限元软件，通过合理的简化分析和假定建立数值分析模型，分析武汉长江隧道施工对周围历史建筑影响最大的对象——鲁兹故居的影响。研究结论：差异沉降是鲁兹故居应力分布及应力最大值的主要影响因素，差异沉降值的大小对应力分布及应力最大值的大小影响显著，工程中要严格控制地表差异沉降，尽量减小差异沉降值的大小。     

地铁盾构机掘进对周围环境影响的现场测试研究

研究目的:盾构机在城市地铁建设中得到了广泛的应用,但在盾构掘进过程中会引起地层损失,过大的地层损失,可导致较大的地面沉降,对地面建筑物、地下管线等设施产生不利影响甚至会导致破坏,引起较大的经济损失。为此,本文以南京地铁一号线为依托,对盾构掘进过程中引起的建筑物、地下管线位移以及引起的地下水位进行了现场测试,经过分析、总结,得到了盾构掘进对周围环境影响的规律性结论。在此基础上,从地层沉降与土仓压力、同步注浆量和出喳量的关系,探讨了地层沉降的控制措施。研究方法:对盾构掘进过程中所影响得到地下管线位移、建筑沉降、地下水位变化等进行现场实测,获取了有关现场测试数据,并对这些数据进行分析,得到可以供施工参考的有价值的结论。研究结论:调整、修正、合理匹配盾构掘进参数,建立有效土压平衡,确保同步注浆效果,是控制地层损失,减小地层变位的有效手段,是减少盾构掘进对周围环境影响的重要措施。     

盾构隧道施工引起地表及周边建筑物沉降分析

文章应用非线弹性及线弹性本构模型,对长春地铁1号线火车站站—北京大街站区间双线隧道盾构施工中,在不同施工工序条件下地表沉降及周边建筑物沉降进行分析,得到了使得地表沉降及建筑物不均匀沉降最小的最佳工序,以期为长春地铁工程盾构施工、地表沉降及建筑物不均匀沉降控制提供参考。     

盾构下穿掘进施工对建筑物影响分析

以合肥地铁1号线葛望区间下穿三层框架结构为工程背景,运用MIDAS/GTS软件建立数值分析模型,模拟盾构掘进对上覆建筑物的影响。结果表明:横断面最大累计沉降值发生在两隧道对称轴线上,沉降槽基本呈正太分布曲线;纵向沉降曲线所呈现的规律与上部无结构荷载影响时基本一致;上部建筑结构沉降曲线包括3个平稳和2个剧变阶段,且二次沉降规律明显;上部建筑物荷载对沉降槽宽度及反弯点的位置影响不大,最终沉降会明显增大;地表最大沉降随偏心比e₀的增大逐渐降低,当e₀=1.5时,隧道的最大沉降与上部无结构荷载影响时基本一致,但沉降槽宽度相比而言有所增大;先掘进建筑物下伏隧道、增大注浆压力有利于控制上部建筑物的沉降变形。     

考虑围岩蠕变特性的TBM隧道管片衬砌受力特性研究

为研究深部高地应力岩层中修建TBM隧道时管片衬砌结构的力学行为,以某深埋TBM工法隧道为研究对象,建立基于围岩蠕变和管片分块效应的衬砌-围岩复合模型,研究考虑时间效应下管片衬砌的受力特性。结果表明:考虑围岩蠕变效应下管片衬砌受力表现出明显的时间效应。随着围岩蠕变时间的延长,管片衬砌的形变、内力和接缝张开量均呈现两阶段增长,具体表现为前期呈线性增长,后期增加趋缓。洞周围岩应力经历三阶段变化,即先减小后增大直至稳定。围岩蠕变时间为100年时,管片衬砌的内力和形变量均接近极限值。研究结果可为深部高地应力且考虑围岩蠕变效应下的TBM隧道衬砌结构设计提供参考。     

盾构隧道下穿黄河施工对已建桥梁基础的影响模拟

为研究兰州轨道交通1号线迎门滩马滩区间盾构隧道近距离穿越银滩黄河大桥对桥梁桩基的影响,采用有限元计算方法对盾构下穿黄河施工进行动态模拟,并从地表沉降、桥梁桩基位移、内力变化等方面对其影响进行分析。经模拟结果与现场实际情况对比,两者吻合度较高。模拟方法可定量预测盾构掘进施工对已建桥梁基础的影响。     

洞桩法施工对周边建构筑物的专项保护技术

<正>随着地铁施工技术的不断进步和地下工程的不断创新,提出了许多新的施工方法,浅埋暗挖洞桩法(简称洞桩法)是很有代表性的一种。洞桩法是将明挖框架结构施工方法和暗挖法有机结合。在施工过程中,首先开挖小导     

武汉长江隧道管片结构关键技术研究

研究目的:盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素。武汉长江隧道具有大直径、高水压、掘进距离长、地层强透水、河床冲淤变化幅度大、地质条件复杂等难点,在国内缺少类似经验的前提下,针对该隧道特殊的建设条件,对盾构隧道管片结构的关键技术进行研究,确保结构的安全可靠,并为类似工程提供借鉴经验。研究结论:在国内首次提出了"通用楔形环、2 m环宽、九等分"的大直径盾构隧道结构新型式,并对不同厚度下管片结构的受力状态进行了比较,推荐管片厚度采用0.5 m。该结构安全可靠,经济性好,与工程建设条件具有较好的适应性。同时采用三维壳弹簧模型对该结构的内力分布特征进行了研究,揭示了大环宽管片两侧弯矩较大、中间弯矩较小的特点,故沿环宽的不同部位可以采用不同的配筋,以节省工程投资。     

地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响分析

地铁车站大多位于建筑物林立的城市繁华地区以及车流量较大的地面交通干线下,在地铁车站基坑施工过程中,极易导致周围地层的位移,产生较大的地表沉降.结合无锡地铁三阳广场站的工程实例,为保证在地铁车站基坑施工过程中的周围环境安全,分别采用有限单元法和弹性地基梁法,分析了地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响.经基坑开挖后的施工监...