京沪高速铁路下穿高速公路硬岩大断面隧道通过技术

在铁路建设的高潮时期,隧道下穿建筑物的工程越来越多。本工点在硬岩中下穿高速公路,选择中导洞扩挖法在硬质岩石中能够最大限度减少震动,控制沉降,从而保证高速公路的运运营安全。文章通过理论研究、数值模拟分析以及现场数据测试,得出中洞法超前距离、中洞大小、振速标准、高速公路沉降控制标准等。结论可为类似工程设计及施工提供理论指导。     

近距离下穿大直径隧道扰动效应分析

为研究隧道近距离下穿施工对既有隧道沉降、衬砌应力和地表沉降扰动机理,以某下穿隧道工程为例,基于FLAC 3D有限差分软件建立隧道施工下穿既有隧道三维数值模型,分析隧道施工过程引起既有线沉降及衬砌应力变化规律。分析结果表明,隧道开挖过程中,地表最大沉降为3.8 mm,既有线隧道最大沉降为7.75 mm,位于靠近施工线路一侧拱腰处,且拱顶最大沉降为5.38 mm;未开挖前既有线衬砌最大应力7.798×105Pa,隧道贯通后,衬砌最大应力为1.124×106Pa,增幅达44%。研究结果为保证施工安全及优化施工控制措施具有重要作用。     

隧道下穿既有高架桥对桩基的影响

基于隧道下穿既有高架桥工程背景，为保证施工过程结构的安全性，隧道下穿部分桥梁进行桩基托换。通过建立三维数值模型研究了桩洞水平距离的影响。研究表明，托换桩基的承台的作用使得中心位置处的地表沉降值有所降低，而在远离中心位置处的地表出现沉降增加的现象。桩洞水平距离主要对托换桩基的水平变形和原有桩基竖向变形有显著影响，增大桩洞水平距离虽能减小托换桩基的水平变形。综合安全性和经济性，本工程的合理的桩洞距范围为1.0m～2.0m。隧道横断面方向的桥台差异沉降起控制作用，隧道施工时需加强监测，控制盾构掘进参数，控制出土量，保证桥梁结构安全。     

暗挖隧道近距下穿既有区间隧道施工方案对比研究

以北京地铁17号线东大桥站下穿既有6号线区间线为背景,研究了新建双洞隧道下穿既有隧道时不同施工方案对既有隧道和新建隧道的影响。采用有限元软件MIDAS-GTS建立隧道施工模型,研究平顶直墙+管棚超前支护、拱顶直墙两种方案施工时既有隧道和新建隧道的变形和受力特征。结果表明:平顶直墙+管棚支护相较于拱顶直墙方案既有隧道沉降减小15%,最大压应力减小32%,最大拉应力减小53%,且在施工过程中既有隧道的位移和应力更小,平顶直墙+管棚支护是更适合的施工方案。     

地铁盾构隧道下穿停机坪的地表沉降研究

以某地铁线机场延伸线盾构隧道下穿某机场停机坪为工程背景,通过二维数值模拟盾构施工过程,对地表沉降槽曲线特性进行了研究,同时计算了不同注浆压力值与地表最大沉降量的的关系。计算结果表明:单线开挖结束后,横断面的地表沉降近似呈现V型的正态分布曲线,盾构下穿对地表沉降的影响范围约为洞径的5倍,双线开挖结束后,地表沉降槽沿横断面方向近似呈现U型,注浆压力与地表沉降近似成反比关系。     

浅埋大断面黄土隧道下穿公路安全施工技术

周山黄土隧道浅埋段下穿市政公路。由于隧道地层松散,埋深浅,断面开挖跨度大,隧道下穿施工极易引起道路路面沉降过大而影响路面正常行车。基于浅埋大断面黄土隧道常用施工方法的适应性分析,确定采用交叉中隔壁工法(CRD)进行下穿道路施工。隧道下穿道路施工的三维数值模拟结果及路面沉降监测结果表明,采用CRD施工是合适的,保证了隧道施工安全和道路的正常通行。     

研究浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案

针对浅埋偏压隧道下穿既有桥梁段施工,结合隧道工程实际情况,采取方案比选的方式分析隧道施工对既有桥梁造成的影响。通过分析得出以下结论:因两侧弧导洞与上断面中导洞施工是造成沉降和桥墩位移的主要原因,所以需在施工中加强此处监测频率;6~#桥墩位移受施工影响最大,4~#桥墩最小;建议采用先施工浅埋侧隧道方案,同时做好位移与裂缝观测,以确保隧道施工质量和既有桥梁安全。     

三孔小净距隧洞下穿既有铁路施工开挖顺序研究

以下穿既有铁路的三孔小净距隧洞为工程背景,采用数值模拟分析方法研究了三孔隧洞不同施工开挖顺序工况下的地表沉降、初期支护位移、围岩塑性区和初期支护受力情况,并进行对比分析。研究结果表明:三洞并行工况最为不利;先行隧道错开距离影响显著;相同错开距离条件下边洞先行与中洞先行影响效应相当。综合技术、经济和工期要求,选用了边洞先行20m再开挖中洞的施工顺序。     

高速铁路小断面泄水洞隧道施工技术

铁路建设中隧道下穿多处采石坑，且多处坑内有积水时需要采用小断面泄水洞方式进行引排。为了进一步研究小断面泄水洞隧道施工技术，以蔡营隧道工程为例，首先对泄水洞断面开挖与洞身开挖支护施工方案进行研究，再对爆破参数进行验算，最后对泄水洞防排水施工方案进行研究。结果表明：抗振安全允许值均符合安全要求。     

洺水隧道下穿邢汾高速公路安全性分析

和顺至邢台铁路洺水隧道下穿邢汾高速公路且临近其桥台,根据工程类比并借助数值分析,从爆破安全距离、交叉稳定性分析、爆破分析等方面,分析了隧道施工对高速公路的影响。结果表明,隧道下穿高速公路Ⅳ级围岩段采用型钢钢架支护和三台阶临时仰拱法施工能有效地控制路面及桥台沉降,采用控制爆破并减小开挖进尺,能有效降低爆破施工对公路桥台的影响,为设计施工提供了依据。     

盾构隧道下穿有轨电车路基影响分析

盾构隧道下穿有轨电车路基时,会对周围土层造成扰动并造成路基沉降.路基沉降可能会给有轨电车运营安全带来较大影响.为研究盾构隧道下穿有轨电车路基过程中路基的沉降变化规律,以沈阳地铁4号线沈创区间为例,采用Midas-GTS-NX有限元软件对盾构隧道下穿有轨电车路基施工过程进行三维数值模拟,研究结果表明:本工程最大沉降量约为1.4mm,小于有轨电车路基沉降控制值10mm,无需采取其他处理措施即可满足变形控制要求;左右线盾构隧道同时开挖时,路基沉降量最大.在实际工程中,盾构隧道下穿重要构筑物时应尽量避免同时施工;左右线盾构隧道前后错开一定距离后施工可减少路基沉降,也可缩短工期.     

地铁盾构隧道下穿既有构筑物沉降分析及对策

以国内某盾构隧道下穿既有构筑物为工程依托,运用有限元分析软件Plaxis模拟盾构隧道开挖的全过程．对施工所引起的沉降进行数值模拟分析。研究结果表明：隧道下穿住宅楼时,桩基础会产生较大的不均匀沉降;隧道下穿锅炉房时,左右线开挖后引起的基础沉降都超出了可控范围;隧道在先后下穿住宅楼和锅炉房的施工过程中都存在较大风险。通过研究提出了盾构施工期间技术措施,有效地控制构筑物沉降,以达到相关安全性要求。     

地铁暗挖车站下穿立交桥沉降控制技术研究与应用

以北京地铁十号线莲花桥站下穿既有桥梁为例,探讨了PBA工法暗挖车站施工对下穿立交桥安全的影响。采用FLAC3D软件对施工过程进行数值模拟,同时采用以双排导管+控制注浆为主的沉降控制技术,数值模拟动态指导施工;最后结合现场实测数据,从理论以及实际中论证了该技术的可行性,桥台基础及变形缝差异沉降均保持在安全允许控制值内。这对今后的地铁下穿既有桥梁工程施工具有一定的指导意义。     

降水导洞及正线隧道下穿砌体建筑物的施工影响

以北京地铁8号线三期工程王府井北站—王府井站区间隧道近距离下穿懋隆黄金砌体结构建筑物为背景,通过对建筑物现状调查、检测和评估,确定了建筑物变形控制标准.以砌体结构房屋局部倾斜和最大沉降量为指标,分析了降水导洞和区间隧道施工对临近懋隆黄金的影响.研究结果表明:采用数值模拟方法,分析其在自重作用下发生的变形情况,作为建筑物...     

大直径盾构隧道下穿高层建筑风险分析及沉降变形研究

大直径盾构隧道下穿高层建筑物是城市市政工程中经常遇到的施工状况,在盾构掘进过程中隧道周边土层会发生一定的变形,从而威胁到建筑物的结构安全稳定,对此类工程施工过程进行风险分析和结构变形计算是十分必要的。以此类工程施工为研究背景,采用数值模拟和原位监测的手段,发现大直径盾构掘进过程和掘进后对高层建筑沉降影响较大,并且盾构下穿过程对地下室底板和独立式桩基变形也有显著影响;采用洞内同步注浆有利于减少建筑物沉降。大直径盾构隧道下穿过程中应明确施工风险,严格控制掘进参数,制定有效沉降控制措施是降低施工风险的有效手段。     

盾构下穿对基坑稳定性影响的数值模拟分析

地铁施工过程中盾构下穿上部已支护的基坑,将会对其支护结构及周边土体产生影响作用,因此有必要在盾构下穿前采用数值模拟的方法进行基坑稳定性分析。采用FLAC~(3D)软件模拟盾构下穿基坑后,青岛滨海软土区土体和地下连续墙的受力和变形情况,分析不同的下穿深度对基坑的底板沉降造成的影响。研究表明,盾构下穿基坑后底板附近的横向位移较大并成一定角度斜向上对称扩展至地表面,这些部位施工时应注意加固。在一定范围内,基坑底板的沉降量随着盾构形心与地表之间的竖向距离的增大而减小。本项研究成果可以为盾构下穿基坑时土体和支护结构的变形控制以及选择盾构下穿的深度提供一定依据。     

新建浅埋供热隧道下穿公路沉降预测及控制技术研究

以山西省晋城市城镇集中供热隧道下穿省道S332 K118+735处路基工程为背景,研究浅埋供热隧道下穿公路时地表沉降问题,依据相关规范及类似下穿工程,指出路面沉降控制标准为20 mm,并运用Midas GTS[1]有限元程序建立三维地层结构模型[2],分析了下穿处路面沉降、围岩变形位移规律,结合施工实测路面沉降最大值验...     

地铁施工横通道转区间正线处下穿既有建筑沉降控制研究

以某城市地铁施工横通道转区间隧道正线马头门处下穿既有建筑物情况为例,从群洞施工工序对建筑物沉降影响的角度考虑,采用有限差分数值软件FLAC3D对不同开洞施工工况进行三维数值模拟,分析围岩变形情况,得出在横通道向区间马头门开洞施工时,必须单个逐一开洞施工至房屋基础外15 m以上,并在开洞马头门处增加有效加固措施,以保证既有建筑在地铁施工过程中的安全.     

地表荷载对浅埋非对称小净距隧道的影响分析

为获得浅埋非对称小净距隧道在地表荷载作用下的地表沉降、拱顶下沉和支护应力在施工过程中的变化特征,依托重庆渝中连接隧道工程为依托,采用二维数值分析方法,分析了地表荷载位于小隧道正上方、大隧道正上方及均布于大小隧道上方3种荷载作用下,先行洞为小隧道或大隧道两个施工过程。结果表明:当小隧道采用单侧壁导坑法和大隧道采用环形开挖留核心土法施工时,地表总荷载越大,地表沉降越大,地表荷载影响最终地表沉降曲线的形态及沉降值大小;大小隧道的施工先后顺序对拱顶下沉随工序变化的规律没有影响;后行洞临近先行洞的开挖对先行洞的支护应力影响非常大。分析结果可为类似工程建设提供理论支持和科学指导。     

黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制标准

针对西安地铁5号线近距离下穿地铁2号线的工程实际情况, 分析了既有地铁线路的安全判断准则、正常使用要求和服役状态, 选取弯矩、曲率半径、容许应力、容许切应变与轨道变形作为新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降标准的控制因素, 构建了既有地铁线路的力学模型, 推导了既有地铁线路允许沉降计算公式, 确定了黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路的沉降控制标准。分析结果表明: 以既有地铁线路的弯矩、曲率半径、容许应力、轨道变形与容许切应变依次作为控制因素时既有地铁线路允许沉降分别为22.40、20.85、48.14、20.23、21.06mm, 其他地区下穿工程经验允许沉降与国内相关规范允许沉降为20mm, 因此, 最不利控制因素即轨道变形的允许沉降接近既有相关允许沉降, 建议黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制基准为20mm; 对既有地铁线路沉降控制标准进行了分级管理, 选取沉降控制基准的100%、80%和60%分别作为既有地铁线路的控制值(20mm)、报警值(16mm) 与预警值(12mm), 提出了下穿时既有地铁线路的预警体系; 评价了新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降的安全级别, 并给出了相应的处置措施, 安全级别为Ⅰ级, 即沉降不大于12mm时, 新建隧道正常施工并做好监测, 安全级别为Ⅱ级, 即沉降为(12, 16]mm时, 加强监测并实时反馈, 安全级别为Ⅲ级, 即沉降为(16, 20]mm时, 停止施工, 并启动应急预案, 安全级别为Ⅳ级, 即沉降大于20mm时, 达到破坏级别, 不允许施工。