淤泥质土浅埋暗挖隧道下穿既有管线影响研究

研究目的:城市浅埋暗挖隧道经常近距离下穿既有建筑物,因此针对开挖引起地层及结构的变形影响研究具有重要意义。依托杭州市紫之隧道下穿既有地下管线工程,采用三维有限元数值模拟,研究在淤泥质地层中隧道底到地表距离H、隧道与管线夹角θ等因素对管线和地层变形的影响。研究结论:(1)与隧道交汇处的管线变形具有先缓慢沉降,接着快速沉降,最后逐渐趋于稳定的三阶段沉降规律;(2)管线的最小沉降量均位于管线的起始端,而最大沉降量随着θ的增大,逐渐从管线的末端向管线的中间段移动;(3)相同θ下,随着H的增大,管线最大沉降量逐渐增大;而相同H下,随着θ的增大,管线最大沉降量逐渐减小;(4)本研究成果可为淤泥质地层隧道下穿既有管线工程精细化设计与施工提供参考。     

浅埋暗挖法隧道下穿管线施工控制标准及控制措施研究

地下管线种类、材质、接头形式、使用现状、地层条件等各不相同,因此浅埋暗挖法隧道下穿管线施工是城市轨道交通建设过程中的重要课题,对其处理是一项综合性的技术.阐述了浅埋暗挖法隧道下穿管线施工的控制标准和控制措施:首先应详细调查管线情况、排查地层空洞;在研究管线控制标准的基础上,提出管线沉降主要控制指标,并给出建议控制值;施工过程中,根据风险分级制定管线自身处理和加强措施以及管线外部保护控制措施,并制定应急预案.     

大断面高铁隧道下穿既有铁路悬臂掘进机施工研究

当大断面高铁隧道长距离下穿既有运营铁路及岩溶发育复杂地层时,采用大型机械化作业容易导致隧道塌方（塌陷）,影响既有线运营安全。文章以渝昆高铁引入昆明枢纽工程站前二标长水机场隧道下穿沪昆铁路施工为研究对象,针对大断面复杂地层高铁隧道下穿既有线铁路悬臂掘进机开挖工艺,对悬臂掘进机选型、开挖工法、工效分析等方面进行研究,根据研究结果采取科学的施工方法及有效措施,最终安全快速地完成下穿既有线路施工,为类似工程施工提供参考。     

富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道施工技术研究

[目的]富水卵漂石地层盾构下穿既有地铁线路施工过程中,易导致既有地铁线路上方土体不规则沉降超出控制范围,进而可能引发地下水喷涌和地面塌陷问题。为此,需要对富水卵漂石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道的施工技术进行研究。[方法]以新建成都地铁17号线凤溪大道站盾构下穿既有地铁4号线为案例,在阐述工程概况的基础上,选取了4个地面沉降测点和4个深层土体沉降测点,分析了盾构掘进过程中地层的沉降变化规律。采用MIDAS GTS软件建立了三维有限元模型,对采用38 m超长管棚与斜向注浆相结合的加固施工进行模拟,对4号线隧道预加固效果进行了分析。基于此,明确了地面跟踪注浆的时机,进一步分析了地面跟踪注浆的效果。[结果及结论]该加固措施有效提高了4号线结构底部土体的整体性,改善了4号线结构的受力状况,有效控制了4号线的结构沉降。     

浅埋暗挖隧道下穿建筑物桩基-筏板托换施工技术研究

城市地下工程的快速发展必然会出现越来越多的隧道下穿建筑物施工的工程案例。受围岩条件及周边建筑环境的影响,隧道下穿建筑物施工过程中可能会遇到地表隆陷、地面建(构)筑物倾倒损坏、地下管线变形破坏、隧道坍塌等多种风险。结合长株潭城际铁路Ⅱ标树木岭隧道暗挖区间下穿高升酒店工程,采用方案比选、理论分析、数值计算和现场实践等方法,确定了隧道下穿施工建筑物的桩基-筏板托换保护方案,并通过现场监测结果论证了所采用技术方案的可靠性。     

区间隧道长距离密贴下穿既有车站变形特征分析

既有结构在隧道长距离密贴下穿过程中极易受到扰动而产生较大沉降,为分析既有结构的安全性,依托北京地铁19号线区间隧道零距离下穿既有4号线新宫站工程,将数值模拟与现场监测相结合,研究既有结构在施工全过程中的沉降变形特征。结论表明:(1)对地层进行全断面深孔注浆加固可有效控制既有结构沉降;(2)下穿段区间隧道二衬施作引起既有结构沉降最大,施工全过程中既有车站沉降小于3 mm的限值;(3)两侧疏散口沉降集中发生在既有站两侧隧道施工过程中,施工全过程中既有疏散口沉降小于3 mm的限值。     

软弱富水地层隧道下穿燃气管道变形控制技术

深圳地铁4号线Ⅱ期工程K9+ 105-K9+135段位于软弱富水地层中,并且隧道在该段下穿一条φ508 mm× 7.9 mm(外径×厚度)次高压燃气管道(压力1.6 MPa).在燃气管道保护的设计与施工中采用了多种处理措施,如采取地面帷幕分舱止水、洞外削土卸荷;洞内全断面注浆、大管棚导向跟进等,对次高压燃气管道的保护发挥了极其重要的作用.本文对该工程燃气管道保护的设计和施工措施进行全面总结,对所采用的设计和施工方案进行研究分析,总结了软弱富水地层隧道下穿次高压燃气管道的成功经验.     

穿越南水北调干渠热力隧道设计研究

随着城市和工程建设的迅速发展,新建隧道下穿既有建筑或构筑物也大量出现。浅埋、松散砂土地层隧道施工中,随着地层应力状态的改变和调整,引起地层和地表在一定范围内的不均匀沉降变形,它对既有建筑物或构筑物的功能及安全使用则可能产生较大影响。介绍石家庄市热力隧道下穿南水北调中线干渠建设中的主要相互影响因素、设计中重点研究的问题,分析了位置关系、隧道施工变形、隧道防洪与防渗等设计处理措施,供类似工程应用参考。     

增湿条件下膨胀土隧道近距离下穿既有地铁车站施工力学分析

为确保膨胀土地层渗水后,矿山法隧道近距离下穿既有地铁车站施工过程隧道及车站的安全,以合肥地铁5号线下穿既有车站隧道工程为依托,采用PLAXIS 3D岩土有限元软件精细化模拟整个施工过程,计算分析隧道、地层及既有车站结构的响应规律。研究结果表明:隧道下穿车站结构时经历的应力场较低;引起的地层变形主要表现为底部隆起和掌子面回弹变形;隧道下穿后,车站结构表现为中部隆起,前后两端沉降,施工时应控制既有车站的局部上浮。结合监测数据分析,表明隧道自身和既有车站基本处于安全稳定状态,施工方案合理可靠。     

地铁盾构施工下穿既有明挖隧道模型试验研究

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂直下穿既有6线隧道的施工过程,并分析下穿过程中既有6线隧道和地层土体的沉降变形规律。结果表明：随着既有隧道底部地层距盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为1.5倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道拱顶距离分别为1倍洞径和1.5倍洞径时沉降最大差值为31.25%;6线隧道结构与其下方地层产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于80%。     

城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型

以隧道上覆地层作为研究对象,基于突变理论,建立城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型,利用该模型可计算得到隧道上覆地层厚度的临界值,并将该临界值作为地面塌陷发生与否的判据。分析预测模型可知影响地面塌陷的因素主要包括:隧道上覆地层厚度及物理力学性质、地下水位、隧道开挖跨度和无支护空间长度等。一般情况下,隧道上覆地层厚度越小、地层物理力学性质越差、地下水位越浅、隧道跨度越大或无支护空间长度越长,越容易产生地面塌陷。因此,在城市隧道施工中,应尽量减小开挖跨度和无支护空间长度,或对隧道上覆地层进行有效地加固,以避免地面塌陷事故的发生。工程应用表明:理论预测结果和现场实测数据基本吻合,验证了地面塌陷预测模型的合理性。     

昔格达地层大断面隧道下穿既有建筑施工技术研究

昔格达地层是分布于我国攀西地区的一种特殊半成岩,具有孔隙比大、粘结力差、水稳性差等特点。本文以米攀铁路攀枝花段冉家湾隧道为工程依托,以严格控制地层及地面建筑物的沉降和变形为目的,对昔格达地层隧道下穿既有建筑物施工技术展开研究。结果表明,昔格达地层大断面铁路隧道采用大管棚超前支护和三台阶七步开挖法可安全下穿既有建筑物,沉降最大值为84.19 mm;增大锁脚锚杆支护参数、保证注浆质量,可以更好地控制地表建筑物沉降。     

暗挖地铁隧道斜交下穿既有铁路的施工研究

研究目的:新建地铁隧道下穿既有铁路工程涉及到铁路运营安全和地铁施工安全,受到工程界的重视.文中选取暗挖地铁隧道斜交下穿某既有铁路工程为研究对象,该地铁隧道为双线、部分浅埋隧道,隧道采用暗挖法施工难度和风险较大.通过ansys计算软件按初步设计的施工顺序和施工工艺进行三维数值计算,分析隧道施工引起的地层沉降和塑性区分布.研究结论:(1)隧道施工引起地层内力重分布,是地表产生沉降的原因,但是列车荷载对地表沉降的影响更为显著;(2)数值计算对施工措施的选择提供了重要依据;(3)施工前对铁路路基注浆加固或在铁路路基两侧预埋袖阀管根据沉降情况进行注浆,可对沉降变形进行控制.     

暗挖地铁车站平行下穿既有隧道的变形控制及规律研究

北京地铁15号线奥林匹克公园站全站平行密贴下穿既有城市大型隧道,如此大面积的长距离密贴穿越,为国内罕见。为控制既有隧道变形,提出单层导洞预撑支柱法。采用数值模拟方法对新工法和传统PBA工法引起的既有隧道变形进行对比,并根据实测值对下穿施工既有隧道变形规律进行分析。研究表明:(1)单层导洞预撑支柱法在控制车站施工引起的既有隧道变形、减小降水引起的地层及既有隧道沉降以及保护地下水资源方面具有优势。采用消除下层导洞和形成桩基支撑托换体系两个措施后,既有隧道最大沉降比PBA法的减小36.5%。(2)既有隧道变形以横截面变化为主,实测最大沉降42.2mm。施工过程中,沉降增量最大的是导洞施工阶段,其次是扣拱阶段,而站厅层及站台层施工阶段最小。(3)施工过程中,既有隧道变形模式逐渐变化。差异沉降增量最大的是扣拱阶段,其次是导洞施工阶段,而站厅层及站台层施工最小。其中,扣拱阶段是影响既有隧道安全性的关键阶段。     

隧道盾构施工对邻近管线群位移影响的模型试验研究

隧道盾构施工会对邻近管线造成不利影响,但目前对管线位移的研究多集中在单一管线方面,考虑管线之间影响的研究较少。针对这一问题,开展砂土地层盾构施工对邻近管线群影响的室内模型试验,研究隧道盾构垂直下穿多条既有管线时对管线竖向沉降的影响。研究结果表明:当单一管线垂直于隧道开挖方向时,管线最大沉降发生在隧道正上方位置,沉降曲线形态关于隧道轴线呈对称分布,且符合Gauss曲线特征;当隧道垂直下穿双管线时,管线产生的竖向沉降曲线形态与单一管线基本一致,但管线最大沉降值较单一管线明显减小。通过对试验结果的归一化分析,提出管线间距对最大沉降影响的计算公式。     

复合锚杆桩施工技术在桥体保护中的应用研究

在地铁施工中,经常会遇到既有建(构)筑物及地下管线等重大风险源。针对北京地铁暗挖隧道区间下穿立交桥群防护设计要求,介绍了复合锚杆桩施工设计和施工工艺,结合洞内配套加强措施对复合锚杆桩桥梁基础的保护作用及沉降控制进行了探讨研究,并在实施过程中进行了相关的动态性应用研究。该工艺方法作为隧道穿越既有建筑物的专项技术其应用效果明显,是一种直接、有效的施工技术手段。     

新建铁路隧道下穿既有运营隧道的设计与施工

新建隧道小净距、大角度下穿既有运营隧道一直是隧道设计和施工的难题之一,此类施工既要保证新建隧道施工安全,又要确保既有线安全正常运营。针对山岭隧道下穿既有铁路隧道工程实例,计算新建隧道与既有隧道的最小理论净距,在分析新建隧道与既有隧道的立交关系、所处地层条件、既有隧道现状的基础上,对立交影响段附近新建隧道的施工方案及既有铁路隧道的加固方案进行研究。严格控制爆破振动对既有隧道结构和线路的影响,对既有隧道及新建隧道的监控量测进行信息反馈及预测预报,指导现场施工,确保下穿施工时既有线行车及新建隧道施工的安全。     

高压电缆下穿轨道交通地面线变形监测

研究目的:大直径管线下穿既有轨道交通地面线为重大风险工程,为保证工程顺利施工和既有线路安全运营,应进行严格的变形监测。本文阐述管线下穿对既有地面线路基、轨道的变形影响及监测,为类似地面线下穿工程提供借鉴。研究结论:受施工影响,既有地面线路基变形基本经历了下穿明显沉降、工后显著沉降、沉降趋缓、沉降稳定的过程,路基沉降量较大,轨道轨顶沉降相应增加,应进行必要的调轨抬升;轨道几何形位变形和线路钢轨位移均较小,未超过控制值;受下穿侧土体扰动和地下水位季节性变化的影响,上地桥出现接近施工侧结构上浮现象,桥与路基间差异沉降增大,类似工程应注意回填土和地下水对桥体的异常影响。     

砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制技术研究

为研究砂土地层中盾构隧道超近距离下穿既有隧道变形控制措施,以西安地铁盾构区间隧道下穿地铁1号线出入段工程为依托,通过资料调研、数值模拟、现场试验和监控测量等方法,对既有隧道加固措施、盾构对地层适应性、掘进参数、隧道变形进行研究。结果表明:砂土地层盾构隧道超近距离下穿既有隧道,应对盾构进行专门设计,扩大刀盘开口率,配备专门的膨润土拌制和膨化系统,并避免在下穿影响范围内停机;数值计算和试掘进试验结果,盾构施工参数土仓压力为0.1 MPa,注浆压力为0.22 MPa,推力为10 000 kN,出土量为51 m^3/环,注浆量5~6 m^3/环;通过现场监测,盾构下穿过程中,既有地铁隧道轨道最大沉降及高差分别为6 mm和0.8 mm,符合规范要求,确保了地铁的安全运营,变形控制措施对既有地铁隧道作用十分显著。     

盾构隧道下穿既有城市铁路施工技术

由于地铁施工将下穿大量的路面、建筑、桥梁和管线等建(构)筑物,又因为地铁与地下工程建设的特点和水文地质等多方面不确定性因素的影响,使得地铁与地下工程的建设不可避免地存在许多工程建设风险。为减少对已有城市建筑物、构筑物的干扰,保护已有建(构)筑物的安全,降低工程建设风险是迫在解决的重要课题。重点研究地铁盾构区间下穿既有城市铁路车站在施工期间可能导致的各种潜在风险因素,对盾构法隧道下穿既有城市铁路施工风险及地面沉降控制技术进行分析,并在此基础上总结类似工程的共同规律。