盾构隧道近接施工对既有市政隧道的影响分析

以双线盾构隧道下穿既有市政隧道施工为研究对象,在有效模拟盾构施工顶推力和脱环瞬间应力释放的基础上,考虑土体、既有结构、盾构机体、新建结构多体的相互作用,研究了单线和双线贯通对地层变形、既有隧道内力和变形、围护桩变位以及盾构隧道自身内力的分布特征。研究表明:盾构下穿时,既有矩形市政隧道水平向附加拉应力主要出现在隧道底板,竖向最大附加拉压应力出现在两管盾构隧道中心上方隧道边墙底部位置;在盾构隧道正常施工条件下既有隧道是安全的。     

隧道爆破施工对近接既有隧道的影响分析

新建隧道爆破施工对既有隧道影响严重,为了对影响规律进行分析,对既有隧道进行爆破振动监测。通过对监测爆破振动数据进行统计分析,得出爆破振动振速传播规律,归纳分析得到爆破振动传播规律的萨氏公式,并得到振动速度与爆心距和最大段装药量的关系,为有效地减小爆破振速提供理论依据。     

急曲线盾构隧道近接施工研究

城市急曲线盾构隧道工程的近接施工,会引起复杂的地层效应和隧道结构内力,施工难度大。广州城市轨道交通5号线动物园～杨箕区间隧道为典型的近接急曲线盾构隧道,具有大坡度、急曲线、上下重叠、近接施工等特点,为了确保工程的顺利开展,需正确理解和评估两隧道的相互作用。基于有限元分析,对此急曲线隧道区段上下重叠、45°平行与水平平行三种典型近接施工进行了数值模拟,分析研究了后建隧道对先建隧道的相互影响,对隧道结构内力与变形以及地层位移的变化规律分别进行了总结分析,所得结论指导了工程现场施工,为同类工程积累了经验。     

盾构隧道土仓压力引起的地表沉降数值模拟分析

以广州地铁四号线仑-大区间盾构施工为依托,通过三维有限元模型预测盾构向前推进时舱体设定土压力引起的地表变形值,对盾构施工变形问题进行研究。同时结合现场监测结果的对比分析,总结了地表沉降规律,对后续工程施工具有指导意义。     

新建盾构隧道施工次序对近接上跨既有隧道变形影响研究

针对某城市拟建地铁6号线近接上跨既有4号线形成的特殊叠置工况,建立描述近接上跨特殊叠置工况的三维数值模型,分析拟建隧道左右线施工次序对既有隧道衬砌结构的变形影响。结果表明：1)先左后右施工方案中,既有线隧道距交叠处20 m范围内为近接施工强影响区,先右后左施工方案中,既有线隧道距交叠处25 m范围内为近接施工强影响区;2)不同施工方案下施工影响及变形的时空分布规律较为相似,既有隧道整体向新建隧道侧变形;3)从既有线位移影响大小及范围来看,上跨近接距既有线远侧的线路先施工,近侧的线路后施工对既有线的位移影响更小。     

双线盾构隧道施工对近接桥梁桩基的影响研究

以山西太原地铁2号线双线盾构隧道近距离穿越高架桥桩基为研究对象,建立三维有限元模型,考虑土仓压力、盾壳与土层的摩擦力、注浆压力的影响,模拟盾构隧道开挖掘进过程,分析桩基变形规律。结果表明:双线盾构隧道开挖完后,近接桩基承台发生的竖向位移为-3.21 mm;桩基竖向位移和垂直隧道开挖方向的水平位移,主要发生在隧道开挖距桩前10 m和桩后10 m之间,沿隧道开挖方向的水平位移,主要发生在隧道开挖至距桩前20 m和桩后20 m之间;垂直隧道开挖方向的水平位移和沿隧道开挖方向的水平位移最大值均出现在隧道掘进通过桩基过程中,分别达9.47 mm和-11.92 mm,均出现在隧道中心高度处;在隧道掘进过程中需采取桩基保护措施。     

盾构隧道施工对既有桥梁基础的影响分析

针对采用盾构法进行隧道施工时对临近的既有桥梁安全性造成威胁的情况,以城轨线盾构隧道近距离下穿京沪高速铁路桥梁的实际工程为背景,分析盾构隧道施工对既有桥梁基础的影响。采用大型有限元软件ABAQUS建立铁路桥群桩基础、隧道及周围土体的三维有限元模型,模拟盾构隧道开挖过程,并对铁路桥基桩的位移、倾斜及内力的变化情况进行分析。分析结果表明:隧道盾构掘进过程中,邻近的既有桥梁基桩沿水平方向及隧道掘进方向产生了位移,同时发生倾斜;隧道盾构掘进引起的地层扰动,不仅使周围土体及基桩产生沉降,而且导致基桩产生一定的附加力,降低了桩基础的承载力。     

近接隧道盾构施工的力学影响与施工对策研究

通过对某近接区间隧道盾构施工的数值仿真和计算,研究在平面重叠的隧道施工中,后推进隧道施工对既有线管片的应力重分布影响。对比不同施工顺序导致地表沉降的数值计算值,并结合现场地面沉降观测值,证实了在近接隧道盾构施工中使用数值仿真计算的方法可行,先浅后深的施工工序有利于地表沉降与隧道构件应力控制。     

盾构隧道近接既有管线的加固方案比选

以成都地铁18号线锦城广场站～世纪城站区间隧道下穿污水管为对象,采取对横跨隧道的DN800污水管道外部加钢套筒、在与右隧道并行且紧邻的废弃污水管中填充混凝土和注浆加固地层等四种组合方案,对盾构隧道近接既有管线并破坏部分既有结构进行数值模拟,得到不同方案下既有管线竖向位移和第一主应力的特征,得出结论:仅对DN800污水管加钢套筒或仅在废弃污水管内填充混凝土无法保证施工安全,额外注浆加固地层能提高安全储备但造成浪费。综合考虑安全性、适用性,选取方案三最优方案,即对DN800污水管加钢套筒同时在废弃污水管内填充混凝土进行加固。     

超大直径水下盾构隧道近接施工力学行为分析

为探明海域复合地层条件下,水下超大直径盾构公路隧道近距离开挖对既有隧道的影响,文中以珠海横琴马骝洲交通隧道为研究背景,采用数值计算和现场试验相结合的方法,得到了由盾构施工引起的既有隧道附加内力及变形变化规律.分析数据可知:盾构施工会引起管片的二次附加内力,拱顶弯矩和拱底轴力受隧道开挖的影响程度较大;由开挖引起地表沉降影...     

盾构隧道掘进施工对邻近既有建筑的影响分析

盾构隧道掘进过程中,会对周围土体产生扰动和变形。当变形达到一定程度时,会危及邻近建筑物的正常使用。基于有限差分软件FLAC 3D建立三维数值计算模型,模拟不同临近距离和不同建筑层高工况下盾构隧道掘进对邻近既有建筑物的影响,选择既有建筑物沉降作为指标进行分析,对不同工况下既有建筑物的沉降变化曲线进行数据拟合,并与现场实际监测数据进行对比分析。研究结果表明：（1）不同临近距离工况下,随盾构掘进步数增大,建筑物的沉降逐渐增大。随临近距离增大,同一施工步下建筑物的沉降逐渐减小,沉降速率逐渐减小。（2）不同建筑层高工况下,随盾构掘进步数增大,建筑物的沉降逐渐增大。随建筑层高增大,同一施工步下建筑物的沉降先逐渐增大后逐渐减小。（3）盾构掘进过程中对邻近建筑物的主要影响区约为1.6倍隧道外径。研究成果可为类似盾构隧道掘进施工提供参考。     

隧道近接施工对既有桥梁稳定性影响的二维模拟研究

针对深圳葵坝路偏压隧道出口段下穿葵坝高速立交桥进行了二维仿真分析,通过对台阶法,预留核心土,CD法,CRD法4种工法条件下围岩-结构及既有构筑物的力学行为特征进行分析,探明了各工法开挖过程中围岩应力和位移情况以及对既有桥梁的影响。研究表明:隧道开挖,将导致桥墩出现不均匀沉降,使桥墩和桥面产生附加应力,其中对6#墩影响最为明显;各种工法中,CRD法为最优工法,台阶法开挖最为不利;预加固桥墩和围岩能有效减小沉降和附加应力,确保桥梁安全。     

偏压条件下隧道近接施工对既有桩基稳定性影响的研究

为了分析偏压条件下隧道不同施工方法对既有桥墩桩基稳定性的影响,以深圳市在建葵坝路隧道下穿高速公路桥梁段施工作为工程背景,采用有限差分软件FLAC3D对该隧道在3种不同施工方法作用下的施工过程进行了数值模拟。通过分析隧道围岩的应力和位移的分布特征以及桥墩桩基的变形方式和位移大小,比较了不同施工方法对桥墩桩基稳定性影响的大小。分析结果表明:顶弧侧壁法能够更好地控制桥桩位移和地表沉降,CD法次之,而台阶法最差。     

深圳地铁近接盾构区间隧道施工技术研究

地铁隧道的近接施工问题一直以来都是隧道工程界研究的热门问题。在众多地下工程的近接施工中,相邻上下重叠隧道的近接施工是城市地下空间开发中最常见和最基本的近接类型。本文以深圳地铁9号线入场线区间隧道和深圳地铁9号线孖银区间近接隧道施工的控制技术研究项目为契机,着重于研究最基本的上下重叠隧道近接施工的力学行为及对地表沉降的研究。     

潜盾隧道近接既有桥墩之施工监测与分析成果

探讨潜盾施工对既有桥墩之影响性及评估桥墩保护工法之成效,系都会区推动地下捷运及电缆洞道等隧道工程安全分析之重要课题。为此,以二维有限元素软件PLAXIS为数值分析工具,幷以高雄某地区之潜盾隧道环片外缘与沿线既有桥墩净距1.4～3.0 m且为复合地盘之工程实例,进行一系列分析且与监测资料相互比对。在桥墩之保护工法方面,该工程配合工址之施工特性采用微型桩于不同施作位置、间距等情形下之既有桥墩保护措施。综合数值分析与监测资料比对结果显示两者之变形趋势相似。数值分析成果亦显示潜盾隧道施工过程对于微型桩壁体、桥墩或基桩之变形,土壤漏失率之影响显著高于微型桩间距、角度及位置等因素,综合本工程实例之相关成果应可供未来类似工程之参考。     

盾构下穿近接公路隧道影响规律研究

盾构下穿近接公路隧道引起的不协调变形、结构内力的重分布等问题易导致结构病害,甚至影响结构的正常使用。研究盾构施工全过程中对公路隧道的影响规律对保证土体和结构物的稳定性、安全性尤为重要。结合实际工程,采用有限差分方法对地铁盾构下穿公路隧道全过程(即盾构到达公路隧道前、穿越过程中、盾尾离开公路隧道)进行了三维数值模拟,得出了盾构下穿近接公路隧道的影响规律。由于公路隧道对土层的约束和底板立柱桩的屏蔽作用,距离公路隧道侧墙越近,地表受盾构施工的影响越弱,地表土层沉降值越小;盾构下穿公路隧道过程中,公路隧道出现一定程度倾斜,左右侧墙相对高差达1.91mm,底板最大剪切压应力较盾构掘进前增加了29.8%;盾构穿越全过程中公路隧道立柱桩轴力最大值发生在距桩顶5m处,且轴力在盾尾脱环阶段增加较明显,可见土体损失引起立柱桩负摩阻力不可忽视。     

岩溶发育位置对近接高铁隧道施工影响分析

为研究岩溶发育位置对三台阶七步开挖法隧道施工稳定性的影响规律,建立隧道施工力学数值模型,分析四种工况下隧道围岩应力场、隧道变形和支撑结构应力的变化情况.结果表明:岩溶发育位置在隧道侧边时,比岩溶发育在顶部、底部,对隧道施工稳定性的影响更大.     

土压平衡盾构双孔隧道近接运营隧道施工参数研究

盾构法施工时,为确保土压平衡盾构机下穿施工既有地铁运营隧道的安全,运用三维数值有限元软件,考虑注浆压力和掌子面压力变化的影响,多工况模拟土压平衡隧道施工获得运营隧道变形规律。通过分析土压平衡盾构机下穿施工过程中的位移响应,判定上部交叉运营地铁隧道所受影响。工程实际中对运营隧道的位移进行了监测。根据计算与监测结果,选取在注浆压力0.30~0.36 MPa与土仓压力0.10~0.13 MPa下施工,盾构隧道穿过运营隧道后,运营隧道中股道沉降最大值为0.5 mm,符合规范要求,运营隧道安全。     

盾构隧道施工对既有铁路箱涵结构的影响研究

依托武汉地铁3号线盾构隧道下穿合武线铁路工程,采用三维数值计算方法模拟盾构施工全过程,分析盾构掘进对铁路箱涵结构变形及地表沉降的影响规律。研究结果表明:盾构施工导致既有箱涵结构产生以沉降为主的附加变形,沉降最大值出现在结构底板处;盾构掘进过程中,地表变形呈先隆起后沉降的规律,盾构开挖面到达分析断面前后各1倍洞径距离范围内地表变形波动较大;箱涵变形值随隧道埋深的增大呈减小趋势,当埋深增加到一定程度后,轨面沉降仍大于限制值,需采取合理的地层加固措施,以减小施工对既有结构的影响。     

城市桥梁桩基施工对既有盾构隧道的影响研究

为了探究城市桥梁桩基施工对既有盾构隧道的影响,以某实际工程为例,采用Midas/GTS有限元软件建立了三维模型,并就新建桩基施工对既有盾构隧道的位移和受力影响进行了分析。研究成果表明,第一,桩基周围土体会因桩基施工扰动而产生以沉降为主的变形,桩周3.0倍桩径范围内土体受影响最大,且地层变形在竖向呈倒"V"型分布,距离地表越深,桩基施工引起的地层变形范围越小,变形程度也越轻;第二,桩基施工引起的既有盾构隧道管片变形以沉降为主,且最大沉降值为1.82 mm,出现在隧道顶部;其最大收敛变形出现在纵向,两条隧道的最大收敛变形值分别为0.49和0.83 mm;第三,新建桩基施工引起的管片轴力和弯矩增量分别为1.6%和3.5%,可见,埋深越大,桩周土体的约束力越强,这对隧道具有很好的保护作用。