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。     

桥梁桩基近接既有隧道的数值模拟分析

桥梁与隧道的近接施工是目前最常见的近接工程之一,为了研究桥梁桩基与隧道之间近距离施工所产生的影响,采用ANSYS模拟计算桩基近接隧道施工过程,通过桥梁桩基修建造成既有隧道位移和应力增量的变化,对桥梁桩基近接既有隧道进行影响分区划分。结果表明:依据桥梁桩基与既有隧道的距离,可划分为强影响区、弱影响区和无影响区,3个区域的两个分区界限分别为1. 0倍和2. 0～2. 5倍洞径;桥梁桩基越长对隧道影响越大,一旦桩基伸入既有隧道潜在滑移破裂面以下,桩基继续加长对隧道的影响可忽略不计。用FLAC3D有限差分软件,对即将修建的宜(宾)毕(节)高速公路斑竹林大桥上跨成贵铁路青岗脚隧道工程进行三维计算,其结果验证了结论的正确性,并给出评估结果和合理建议。     

侵入桩基的暗挖法地铁区间隧道设计

新建地铁隧道与既有周边建(构)筑物的关系往往是影响整个区间工程安全及进度的关键因素,其中浅埋隧道穿越既有楼房或桥梁桩基础的问题是比较复杂的一类。本文以长春火车北广场站—北亚泰大街站区间隧道矿山法下穿楼房桩基为例,介绍了本隧道工程近接桩基的设计思路及过程。采取桩基从侧面穿过马蹄形隧道而不侵入建筑限界的技术方案,成功解决了侵入桩基的隧道结构设计和施工难点,最终区间工程安全穿越桩基段并顺利通车。     

桩基托换技术在广州地铁工程中的应用

以广州地铁某盾构隧道穿越桥梁时桩基托换工程为例,详细介绍了既有桥梁桩基托换施工方法、顶升工法、施工监测等技术应用情况,为在复杂施工环境和复杂地质条件下,进行既有桥梁桩基托换提供技术参考。     

地铁盾构隧道下穿既有高铁桥数值模拟及实测施工影响分析

为研究地铁盾构隧道下穿既有高铁桥引起的地面建(构)筑物沉降机理及施工方案的合理性，以广州地铁18号线下穿广深港高铁桥为例，采用三维有限元分析软件MIDAS-GTS对盾构隧道开挖的全过程进行数值模拟，研究由地铁盾构隧道下穿高铁桥造成的地面沉降及桥桩变形影响。同时，将桥墩墩顶位移及地铁隧道结构变形的现场监测数据和数值模拟结果进行对比分析，研究了造成二者差异的主要因素。研究结果表明：场地工程地质条件良好且围岩自支撑能力强，采用盾构法直接下穿沙湾水道特大桥，在采用隔离桩加固措施后，桥桩沉降及其水平变形均在可控范围内；盾构施工对桥梁桩基的附加内力较小，既有桥梁的结构刚度能满足其抵抗变形的要求；区间地铁与桥梁桩基净距较大，同时地层情况以中风化粉砂质泥岩为主，当采用隔离桩加固措施后，区间地铁开挖对桥梁影响较小；桥墩最大实测沉降是其数值计算结果的1.15倍，监测结果与数值模拟结果保持了较好的一致性。     

隧道施工对临近桩基影响的数值分析

以重庆轨道交通环线区间隧道下穿既有结构桩基为背景,利用有限元分析方法,对隧道施工影响下桩基变形受力进行研究。通过数值分析得出以下结论:隧道开挖通过土体变形对桩基产生影响,开挖过程中隧道、土体和桩基三者之间形成有机的相互作用体系;隧道施工对建筑物桩基的变形受力影响与其距隧道中线距离密切相关,离隧道中线越近,桩基沉降越大;桩身轴力的影响主要与桩身周边土体相对竖向位移有关。通过数值分析结果和现场监控量测数据对比发现,二者所反映的规律基本相同,因此,得出的数值分析结果可为今后类似工程提供借鉴。     

明挖隧道下穿既有桥梁桩基托换施工技术

机场路明挖隧道下穿多处既有桥梁,隧道穿越线路与7处既有桥梁基础发生干扰,设计采用桩基托换的方式,确保明挖隧道正常施工及上部桥梁结构安全。对于桥梁桩基托换过程中各工序施工工艺、大轴力体系转换以及全面实现信息化施工等均以实例进行介绍。该工程多处桩基托换的成功实施,为既有桥梁桩基托换施工总结了宝贵经验。     

EPB/TBM双模盾构穿越既有敏感建筑物桩基的影响研究

隧道施工会引起地层偏移，从而对临近构建筑物产生不利影响。以福州滨海快线首占站-莲花山站区间岱岭隧道为研究对象，利用有限元软件建立三维数值模型，分析了临近既有建筑物的EPB/TBM双模盾构施工对桩基的影响；进一步系统探讨了桩基刚度、隧道埋深、双隧道掘进次序的影响规律。研究表明：桩基刚度越大，隧道开挖引起的邻近桩基弯矩响应就越大；邻近桩基的弯矩响应随着隧道纵轴所处的深度的增加而减小；双隧道不同开挖次序对邻近建筑物桩基影响可忽略。     

城际铁路明挖隧道下穿既有高铁施工控制技术及标准探讨

明挖隧道近接既有高铁桥梁施工时对桥梁结构及运营安全将产生一定影响,基于珠三角新塘经白云机场至广州北站城际铁路区间隧道下穿武广高铁花都特大桥这一实际工程,探讨隧道下穿高铁工程的控制标准及施工控制措施,利用有限元软件分析基坑开挖对既有桥梁变形和位移的影响,并结合轨道变形及车辆系统动力响应分析,研究施工期间高速铁路限速运行措施。现场监控量测数据表明,各项监测数据均在控制限值内,采取的变形控制措施有效。     

大跨度人防隧道工程下穿施工对既有地铁隧道区间结构稳定性的影响

[目的]为分析新建大跨度人防隧道工程小净距下穿既有地铁线路施工时对地铁隧道区间结构稳定性的影响,需对人防隧道下穿施工过程进行模拟研究。[方法]依托青岛某扁平大断面人防隧道下穿既有地铁区间隧道工程,建立了三维有限元模型,模拟人防隧道开挖的全过程。重点分析了人防隧道设置的中隔墙在开挖过程中的力学响应及变形规律,以及整个施工过程对既有地铁车站及其区间隧道的影响情况。[结果及结论]人防隧道中隔墙在先行洞和后行洞施工过程中呈现出明显的偏压趋势;人防隧道初期支护结构受既有地铁隧道的上部拱顶效应与中隔墙的双重作用,呈现出罕见的前大后小的“四象限”分布规律,且右侧沉降值大于左侧沉降值;既有地铁车站及其区间结构受人防隧道开挖空间效应的影响明显,其变形趋势均表现为向开挖侧移动,但其变形值均小于规范规定的预警值。     

青藏铁路开心岭1#特大桥桩基、承台施工技术

研究目的:多年冻土区的工程建设是世界性难题之一。在青藏高原冻土区的桥梁施工中,作者在如何制订合理的施工组织设计、钻孔机械的选型、工序衔接等方面进行探讨,为类似工程的施工提供经验。研究结果:在青藏铁路开心岭1#特大桥的桩基、承台施工中,应用相应的施工技术,使工程建设顺利且质量可靠,解决了冻土区的桥梁桩基钻孔难等施工难题。研究结论:在冻土区的桥梁桩基施工中,最好采用大功率旋挖钻机干法快速成孔,混凝土灌注过程不得中断。各项准备要充分,工序衔接要合理,挖土(钻孔)要快速,土体开挖(钻孔)后暴露时间要短,必要时采取防晒措施,尽最快速度灌注混凝土,混凝土养护措施要可靠。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

基于双层永久衬砌结构的桩基托换施工力学行为研究

以西安地铁1号线矿山法区间下穿太平河桥工程为背景,运用有限元方法分析研究基于双层永久衬砌结构的桩基托换体系的施工力学行为,并论证超前注浆预加固地层的效果。研究结果表明:基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系安全可靠、环境影响小,可为后续类似桩基托换提供宝贵的借鉴和参考;桥桩托换段桩基出露施工环节对桥跨结构的沉降变形影响较大,是衬砌结构洞内托换群桩基础的关键工序,故施工过程中应予以重点关注;基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系在完成承载体系的有效转换后托拱结构节点处产生明显的应力集中现象,因此应适当加厚桩基托换节点处结构厚度并增加配筋量以满足结构安全要求;桩基托换施工过程中桩基开挖暴露长度愈短,托换体系施工引起的桥跨结构沉降变形及桩基托换节点区域主应力值愈小;洞内预注浆加固能够显著降低桥跨结构沉降变形及托拱结构受力,从而确保隧道修建时桥梁结构的安全性。     

暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响性分析

为探究暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响,以西安地铁某标段为背景,结合MIDAS/GTS NX有限元软件,建立三维模型进行数值模拟,并利用现场监测数据对比模拟结果,验证模型合理性。通过逐步缩小地铁隧道与桥桩的距离,分别模拟出地铁隧道与桥桩在不同距离下的桥面倾斜变化。模拟结果表明:临近隧道开挖一侧的位移量大于另一侧的位移量;且随着隧道与桥桩距离的减小,这种倾斜差异现象愈发明显;桥梁与隧道临界安全距离为15 m,当隧道与桥桩的距离小于临界安全距离后,随着隧道与桥桩距离的减少,对桥梁可能造成的危害会越大。     

饱和性黄土质单线铁路隧道施工技术

本文通过工程事例介绍富含水黄土质隧道施工技术,分析饱和性黄土地质对洞室开挖控制的影响因素, 研究隧道土体变形破坏的基本规律,确定适合富水黄土质隧道的合理开挖方式、开挖顺序和支护形式,为富水土质隧道的修建积累了经验,为同类地下工程施工提供技术参考。     

地热病害对铁路隧道工程施工效率的影响研究

在山区铁路建设中,隧道施工遇有地热会造成施工环境高温高湿,导致施工环境恶化,施工效率降低,机械故障率增加,威胁施工人员的健康和安全。此文以向莆铁路戴云山等3座隧道为例,通过对地热地段施工工序、工作内容、人员和机械配置、工效等全过程跟踪和记实,建立施工组织模型,与正常施工环境下的参数和指标进行对比,分析对施工效率的影响,并计算出开挖、支护、衬砌工序的人工和机械降效系数。量化了地热病害对隧道施工和成本投入的影响程度。     

重庆轨道交通10号线穿越深回填区隧道结构方案研究

城市轨道交通建设中,区间隧道结构不可避免地要穿越深回填区,合理的隧道结构方案对施工安全和轨道交通正常运营至关重要。文章对重庆轨道交通10号线穿越深回填区的各种隧道结构方案和相应处理措施进行综合分析,比选各方案的优缺点及适应性,最后选取马蹄形断面+微型桩基暗挖方案作为重庆轨道交通10号线穿越深回填区方案。     

基于紧邻隧道变形深基坑支护方案优化

以典型工程为依托,借助有限元软件,开展基坑施工过程模拟,对基坑开挖过程支护结构与周边环境进行响应评价,以此为基础优化基坑支护方案,并通过现场实测验证。研究表明:采用原有支护方案基坑开挖对既有地铁结构产生明显的影响,存在安全隐患,有必要进行优化;基于计算结果作支护方案调整后,车站与隧道最大位移较原有方案减小29%和27%;紧邻地铁侧采用灌注桩围护引起的位移小于连续墙,究其原因是连续墙成槽影响产生可观的变形;同时采用灌注桩围护能显著降低工程造价,实际工程设计施工应引起重视。与实测结果对比表明,实例基坑采用的计算模型具备合理性。     

地铁盾构施工对邻近建筑物桩基的影响研究

在地铁工程建设中,盾构法施工得到推广使用。而当近距离侧穿建筑物的桩基时,盾构推进会对桩基周围土体及桩基产生影响,从而引起地表沉降,危及建筑物的安全。此文以深圳地铁某隧道区间盾构施工近距离侧穿一建筑物桩基为工程背景,选取桩基与隧道间距最小的断面,采用有限元软件,建立数值计算模型,研究盾构推进对桩基周围土体及桩基的影响程度,以及造成的地表沉降。研究结果表明:桩身最大侧向位移出现在隧道轴线位置附近,桩的竖向沉降量沿桩长变化很小,桩身弯矩沿桩身分布,有正弯矩区和负弯矩区,桩身轴力沿桩长逐渐增大,到隧道轴线位置时达到最大值。隧道顶正上方地表沉降最大,为12.6 mm,两侧沉降量逐渐减少,形成一个横向沉降槽。     

富水地层盾构掘进下近接桩-土力学响应分析

基于富水地层透水性强、土层强度低等特性,运用盾构技术进行隧道施工造成的土层变形、临近桩体扰动等负面现象尤为突显。为探明渗流影响下由盾构掘进引起的孔压变化、桩-土响应规律,以某盾构隧道工程为依托,采用有限元数值分析方法,阐明盾构隧道在流-固耦合作用下的孔压分布、桩-土内力及位移发展形式。研究结果表明:(1)与未考虑地下水作用相比,渗流场影响下的桩体与地表土层沉降明显加剧,其沉降最大增幅分别达32.18%、31.95%;(2)盾构隧道下穿建筑桩基施工,对桩体内力值影响较大,桩体下部轴力沿埋深增长并产生负摩阻力,较大程度地抑制桩体性能发挥;(3)隧道防水失效下,周边围岩内部孔隙水压力于1倍隧道直径范围内呈现剧烈衰减,并沿水平向出现明显孔压降压带。