新建隧道近距离上穿既有隧道的力学分析及工程处理措施

与既有隧道相交且净距较近时,新建隧道施工破坏既有隧道结构,影响其运营安全的情况时有发生;同时也增加了新建隧道的施工难度和工程风险。文章依据深圳市丹平快速路猫公坝隧道近距离上穿越布吉供水隧洞、东部引水隧洞,三条隧道叠置的工程设计实例,运用有限差分数值计算软件FLAC~(3D)如进行三维模型数值分析,研究了新建隧道施工时既有隧道的变形及内力变化规律,提出了使既有隧道安全性得到保证的数量化指标,论述了猫公坝隧道修建过程中对既有隧道的影响和工程安全性;将数值分析结果与工程实例相结合,提出在地质条件容许的情况下,尽量避免爆破施工,如必须采用爆破施工,应严格控制既有隧道处的振动速度,采用分段微差爆破等一系列措施最大限度地降低爆破震动对既有隧道的影响;阐述了新建隧道与既有隧道之间中夹岩体的加固措施,拟定出了施工过程中既有隧道的监控量测方案,并提出了既有隧道安全一旦受到影响时的补救措施。     

道路隧道盾构施工对既有地铁隧道的影响分析

以北京市展西路道路工程下穿地铁四号线为工程背景,研究了道路隧道盾构施工对既有地铁隧道的影响。建立了三维有限元模型,通过模拟盾构开挖过程,分析了既有隧道在未进行地层加固情况下的反应,确定了既有隧道的危险部位。研究表明,隧道施工对既有隧道的影响较大,需对地层进行加固以减小对隧道的影响;分析了不同的地层加固方案,并对隧道施工中可能出现的问题及解决方法提出了建议。     

路线交叉新建隧道爆破施工对既有隧道安全性影响分析

以某国省干线交叉工程既有隧道下方新建隧道的具体工程为依托,在调查分析既有隧道病害特征和规律的基础上,采用数值分析方法,研究新建隧道爆破施工对既有隧道结构的影响,为加固设计提供理论依据。结果表明：新建隧道开挖爆破对既有隧道存在一定影响,施工时应采取必要的监测以指导施工;既有隧道二衬局部欠厚且存在外观缺陷段应增加临时加固措施,以满足安全性能要求。     

新建公路隧道对既有铁路隧道的影响及处治措施探讨

结合丽(江)攀(枝花)高速公路狮子石隧道与新庄铁路隧道交叉段施工中发生既有隧道衬砌开裂掉块的工程实际,通过数值模拟与实际影响的综合分析,发现新建公路隧道对既有铁路隧道影响的主要因素是爆破震动的影响,其中既有隧道存在质量缺陷的段落影响程度较重.文章初步提出了既有隧道加固措施和新建隧道处治对策,可为类似工程提供参考.     

浅埋偏压双侧近接隧道影响分区及对策研究

新建隧道施工会引起围岩应力重分布,从而对邻近既有隧道产生较大的影响。文章依托浦梅铁路新建武调1号隧道和武调隧道双侧近接向莆铁路既有武调隧道工程,采用理论研究的方法建立了适用于双侧近接既有隧道影响度的表达式,得到了基于结构位移准则和结构可靠度准则的两种近接影响分区。通过数值模拟、回归计算的方法完成了两种双侧近接影响分区,结果表明:相比基于结构可靠度准则的近接影响分区,基于结构位移准则的近接影响分区方法中强影响区范围较小,弱影响区范围较大。对处于不同影响分区的既有隧道、新建隧道、中间土体提出了对应的适用于依托工程的施工对策。在不同影响分区范围内,对既有隧道结构位移、衬砌应力进行监测。监测结果显示:当采取既定的施工对策后,既有隧道结构位移、衬砌应力均得到了很好的控制,既有隧道受左侧新建偏压隧道的影响大于右侧新建隧道。     

近邻隧道爆破施工相互动力影响研究

当两隧道距离较近时,新建隧道爆破施工可能导致既有隧道围岩与衬砌结构的变形甚至损坏。文章以某典型大跨公路隧道近接一小型既有隧道工程为背景,采用LS-DYNA显式动力数值模拟方法,开展近距离隧道爆破施工的相互影响研究。结果表明:新建隧道内振速分量均出现在垂直隧道轮廓线方向,既有隧道迎爆侧振速水平分量最大;围岩类型对爆破振动速度的影响主要在新建隧道近既有隧道侧,对既有隧道内振速影响较小;药量和跨度对新建隧道爆源近区底板影响较大,净距对新建隧道近既有隧道侧影响较大;药量增大、净距减小、跨度减小均会在一定程度上引起既有隧道内振速的增大;相对位置不同,新建隧道最大振速均出现在近既有隧道侧,既有隧道均出现在迎爆侧,爆破掌子面从既有隧道上方穿越时引起的振动大于远离时;既有隧道对新建隧道内的振速具有一定的放大效应。     

新建隧道近距离上跨既有铁路隧道方案分析与研究

文章通过新建隧道近距离上跨既有铁路隧道具体工程实践,分析了外部控制因素、工程地质及既有隧道支护结构等限制条件,提出了三种不同上跨方案,并综合比较了相关数值分析、工程特点与要求,最后推荐采用更为合理可行的明挖隧道方案.     

高速公路隧道上跨铁路隧道三维数值模拟分析

以福建省内某新建高速公路隧道上跨既有铁路隧道为例,采用有限元软件MIDAS/GTS对新建公路隧道与既有铁路隧道交叉部位建立三维数值分析模型.考察洞周竖向变形、洞周围岩拉应力以及洞周塑性主应变随施工进程的变化规律,在此基础上提出施工建议,所得结论对确定拟建隧道路线可行性方案及其施工方案具有重要的指导意义.     

双线盾构隧道近接下穿既有隧道结构沉降变形与施工节点控制分析

城市新建地铁隧道穿越引起既有隧道变形的规律是工程领域研究的热点.文章依托某新建盾构隧道近接下穿既有盾构隧道工程,对施工全过程的实测数据进行整理,结合数值模型计算结果,重点分析了新建左、右线依次穿越过程中既有双线隧道沉降变形规律,进一步对阶段受扰动土体稳定性进行分析.结果表明:(1)时间维度上,穿越过程中既有结构竖向变形...     

硬质地层下近接隧道爆破振动影响分区及动力响应研究

为探究硬质岩地层下立体交叉隧道近接爆破施工对既有隧道的影响程度，依托福厦客专新大帽山1号隧道和既有新刘塘1号隧道，以基于国内爆破振动规范的“频率-振速”双判据作为分区标准，对新建隧道爆破振动影响分区及动力响应展开研究。首先，通过三轴试验和Hoek-Brown准则得到计算参数；其次，对不同工况下新建隧道爆破振动规律开展研究，得到爆破振动影响分区；最后建立三维有限元模型，探究新建隧道在既有隧道正下方爆破时既有隧道的动力响应规律。研究结果表明：（1）通过迎爆侧最大振速衰减曲线，分析得到依托工程的爆破振动影响分区，判断既有隧道处于弱影响区；（2）爆破对上下方向的影响范围大于左右方向，得到硬质岩地层单线铁路隧道的爆破振动影响总分区；（3）爆破对未开挖段上方既有隧道的影响范围大于已开挖段的影响范围，且由于介质反射，导致已开挖段上方既有隧道振速衰减较慢；（4）通过现场监测结果验证了数值模拟的正确性，且既有隧道结构变形及受力均满足影响控制要求。     

叠交隧道设计参数对既有隧道稳定性影响的动态模拟研究

在既有隧道下方新修隧道,其间距及交叉角度是影响工程稳定性的重要设计参数。为研究不同间距及交叉角度对既有隧道的影响,文章基于ABAQus平台,利用Python语言编程建立能够模拟间距及交叉角度动态变化的参数化模型,分析不同间距及交叉角度对既有隧道关键点变形的影响规律;基于Matlab语言编制有限元优化分析计算程序。以既有隧道关键点变形最小作为优化目标,对建立的动态模型进行计算,提出了适合于依托工程建设的间距及交叉角度的最优组合;将优化计算结果与工程现场监测数据进行对比。验证了文章计算结果的有效性和计算方法的优越性。其研究成果丰富了叠交隧道施工影响的仿真计算方法,对类似工程的设计和施工具有一定的指导意义。     

地铁下穿既有线和扩大基础桥梁施工方案研究

北京地铁六号线朝阳门—东大桥区间隧道下穿既有地铁二号线朝阳门站和二环主路朝阳门桥施工,工程难度极大,施工安全控制极为重要。为研究新建隧道施工过程对围岩与既有结构的影响,保证施工期间既有结构的安全使用、有效控制地表沉降,针对本工程拟定了不同施工方案并采用有限元计算软件MIDAS-GTS进行三维仿真模拟,分析其对围岩与下穿建筑物的变形控制效果。依据既有结构沉降控制标准,最终提出采用新建隧道与既有车站零距离刚对刚接触、自隧道两侧同时开挖、在既有车站两侧同时施做水平旋喷桩的方案。该方案将为六号线下穿既有车站和扩大基础桥梁的设计与施工提供理论依据。     

桥梁施工对既有铁路隧道的影响研究

为最大限度地规避新建桥梁对既有铁路隧道的影响,以桥梁施工对既有铁路隧道造成的潜在风险为切入点,总结桥梁施工对既有铁路隧道造成影响的评估方法,分析桥梁施工对既有铁路隧道的安全影响因素,进而提出相关措施,希望对同行工作有所助益。     

新建高速公路上跨运营高铁隧道结构安全分析

在新建高速公路上跨运营高速铁路隧道的施工中,线路的交叉必然会引起既有隧道结构的受力改变,从而影响铁路隧道的运营安全。基于此,文章结合工程实例,针对上跨交叉段,采用MIDAS GTS/NX有限元分析软件进行数值模拟分析,研究高速公路荷载施加前后高速铁路隧道结构受力和安全系数的变化情况。结果表明,高速公路荷载施加后,既有隧道应力增加和结构安全系数降低的幅度较小,对隧道结构的安全性能影响很小,隧道处于安全状态。     

顶管施工对地表和电力隧道变形影响的三维有限元分析

在城市轨道交通换乘通道、市政过街通道等工程中,面对搬迁难度较大的重要地下管线时,大断面矩形顶管施工技术为其提供了可靠的工法。通过对顶管施工过程的三维有限元模拟,探讨了土体位移特征,分析了对下方垂直相交的电力隧道的变形影响,得出了一些结论,可为顶管施工提供借鉴。     

滨海软土地层盾构近接穿越角度对既有隧道影响的模型试验研究

为研究新建盾构隧道以不同交角上穿施工对既有隧道的影响,文章以福州地铁2号线为工程背景,通过室内模型试验模拟穿越角度分别为0°,30°,60°和90°时盾构上穿施工对既有隧道稳定性的影响.研究结果表明:上穿施工过程中,沿新建隧道纵向土层受扰动影响最大,且离开挖面越近的土层扰动影响越显著;既有隧道各测点附加内力变化规律一致...     

新建隧道爆破施工振动影响研究

文章以新建库鲁塔格隧道爆破施工为例,通过进行爆破振动测试,分析爆破施工过程中既有隧道的爆破振动速度与微应变之间的相互关系,研究新建隧道爆破施工对临近既有隧道的影响。     

地铁区间盾构隧道对周边建筑物结构基础影响分析

针对区间新建隧道近接既有桩基的地铁工程,进行了三维有限元数值模拟的施工力学行为研究.研究结果表明与无桩情况相比较,近接桩基施工将引起新建隧道自身结构,特别是与既有桩基近接一侧边墙,不利的受力特征,并且近接施工还将引起既有桩基产生偏向隧道水平方向的"拉伸"变形情况.因此,需要采取加固措施,以确保隧道自身结构以及近接地下建筑物的安全.此外,考察不同刚度折减系数时,发现桩基水平侧向变形几乎没有变化,这表明改变盾构管片的拼装方式,在整体上对近接地下建筑物几乎无影响.     

新隧道爆破开挖对邻近隧道的影响分析

通过建立静力模型模拟既有隧道衬砌的现有受力状态并分析新隧道开挖时引起既有隧道的衬砌应力重分布;然后建立动力模型分析新隧道爆破时应力波在既有隧道二次衬砌中引起的应力状态;将静力模型和动力模型中隧道衬砌的应力进行矢量叠加,评判新隧道爆破开挖对既有隧道的影响。结果表明新建隧道爆破开挖对既有隧道的应力分布有较大影响,使得既有隧道二次衬砌近新隧道侧边墙处拉应力达到1.57MPa,超出混凝土抗拉强度,建议对新隧道施工采取必要的控制措施,从而保证既有隧道的安全。     

深圳地铁盾构隧道近距离上跨既有线引起的结构变形研究

随着城市轨道交通网络的不断加密,新建地铁隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构近距离上跨施工对既有线隧道的影响问题,比常规地铁隧道施工更为复杂。文章针对深圳地铁新建9号线双线盾构隧道近距离上跨既有1号线隧道,形成双层隧道四线叠交的特殊工况,采用有限元数值模拟和现场自动化监测结合的方法,研究了盾构隧道上跨施工引起的既有线水平和竖向的变形规律,并分析了土压力对既有线变形的影响。研究结果表明:现场自动化监测结果和数值模拟结果基本一致;上跨施工时,先行隧道开挖对既有线的影响大于后行隧道;既有线竖向整体呈现上浮状态,最大累积上浮量为2.2 mm;既有线的水平偏移与盾构推进方向一致,最大水平偏移量约为1.4 mm;土压力对既有左右两线水平位移的影响大致相同,水平位移随土压力的增大而增大;土压力对既有左右两线的竖向位移影响不同,随着土压力的增加,既有线左线的上浮量逐渐减小,而既有线右线的上浮量不断增大。研究成果可为同类型地层条件下盾构隧道近距离穿越既有结构的设计与工程施工控制提供依据,具有一定的理论意义与应用价值。