盾构隧道上卧基坑开挖的变形分析

结合上海地铁某区间盾构隧道上卧基坑工程实例,采用同济曙光GeoFBA()有限元程序建立该基坑工程的二维数值分析模型,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道变形的影响,并与施工监测结果进行了对比分析,为优化设计和安全施工提供了有益的参考.     

盾构近距离上跨施工对既有线隧道的变形影响

针对盾构近距离上跨施工对既有线的影响预测问题,采取有限元数值计算方法,以某地铁盾构隧道小间距上跨既有线隧道施工为例,通过Midas-GTS有限元软件建三维模型,对既有线的竖向和水平变形进行分析研究.将数值计算结果与施工自动化监测结果对比,验证了数值计算分析的合理性.结果显示盾构上跨施工导致既有线发生上浮,且盾构施工对水平向的变形影响远小于竖向,受影响范围主要在盾构与既有线交叉点两侧各1倍洞径范围内.该研究为类似工程采取针对性措施提供了参考依据.     

复合地层中盾构施工对邻近建筑物群的影响分析

为指导盾构施工方案的决策,选取合理的施工参数和必要的加固措施,研究了盾构施工对邻近建筑物的影响.以深圳地铁2#线某区间隧道为背景,采用FLAC3D有限差分软件,对不同地质条件盾构下穿建筑物进行模拟,研究建筑物沉降、变形特征.根据现场监测数据总结出盾构施工对邻近建筑物的影响规律,分析地质条件、基础类型等因素与建筑物变形的关系.研究表明,隧道左、右线分别通过建筑物时其基础的沉降值迅速增加,有明显的二次沉降规律;隧道两线与建筑物平面位置关系决定其对建筑物二次扰动的程度,正下方穿越比侧穿对建筑物的影响要大;盾构断面为软弱岩时引起的建筑物沉降较大,为硬岩时沉降显著减小.     

地铁盾构隧道近距离下穿砖木结构建筑的变形控制研究

以天津地铁盾构区间隧道近距离下穿某砖木结构风貌建筑为背景,采用PKPM软件预判和现场监测相结合的方法,对新建隧道施工所引起的邻近砖木结构风貌建筑物的沉降进行深入研究.分析了盾构下穿建筑物前、下穿过程及离开后3个不同阶段的建筑物沉降变化情况,并提出了在盾构施工过程中控制结构沉降所采取的必要措施,为今后类似工程提供借鉴.     

基坑相邻地铁隧道变形与应力控制措施

基坑开挖对周边环境的影响已经成为很普遍的现象,如何在设计和施工中采取相应措施来保证在建和已有工程的安全成为关键部分。本文针对某邻近已建隧道的基坑,运用有限元软件plaxis对其施工对隧道的影响进行了数值分析研究。分析结果表明采取加强有关围护结构刚度以及分块对称开挖等措施能显著控制已建隧道的变形,通过和常规设计施工方法比较研究,证明了该工程的设计和施工能够保证已建隧道的安全,同时说明在基坑开挖前对其对邻近的地下建筑物的影响进行预研是十分必要的。     

地铁盾构隧道小净距穿越高架桥桩基数值模拟分析

针对南京地铁3号线部分路段小净距穿越高架桥桩基问题,适当简化后建立了隧道、管片及桩基的三维数值模型。模拟结果表明,地铁盾构小净距穿越高架桥对地表和桩基的受力和变形将会带来影响,地表最大变形量大于桩基顶部变形量,隧道右帮下侧管片出现应力集中。通过与现场监测结果对比,现场监测值与数值模拟结果吻合,建议今后施工时控制好施工参数,加强跟踪监测,必要时进行跟踪注浆加固。研究结果为本工程的顺利实施提供了参考。     

徐州地铁1号线施工安全监测与分析

监测工作对保证地铁主体施工和周边构建筑物的安全有着重要的意义.为了监测地面沉降对周边建筑物及施工现场的影响,结合徐州地铁1号线监测项目,在对地铁施工监测控制网进行稳定性分析的基础上,结合监测数据,对地铁施工现场及周边建筑物进行了相应的安全分析.     

兰州某地铁深基坑智能监测及数值模拟研究

依托兰州地铁某深基坑工程,依据基坑变形要求,制定了合理监测方案,实现了桩体位移等的智能监测.同时运用模拟软件对该基坑开挖进行模拟,研究了基坑的变形规律.通过对人工监测与数值模拟结果进行分析,得出在这两种情况下基坑变形规律与变形量基本一致,可见将数值模拟结果作为基坑设计与施工的依据具有一定的可行性.     

盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基影响现场试验

由于我国高铁线路日益密集,城市地铁线路亦高速发展,地铁隧道的施工不可避免的需要穿越高铁线路,因此对高铁桥梁桩基存在巨大施工风险,而且对高铁桥梁的结构及运行的列车构成极大的安全隐患.文中通过有限元模拟进行工前风险评估及变形预测分析,并在侧穿段布设监测点进行盾构掘进动态监测,由数值模拟结果结合现场试验监测数据进行掘进参数优化,保证施工时高铁桥梁的安全.通过优化掘进参数和实时监测,控制盾构隧道侧穿施工对高速铁路桥梁桩基的变形影响,保证桥梁及上部高铁列车的安全.     

富水粉砂层中盾构穿越建筑物沉降控制技术研究

以天津地铁6号线渌水道站—双港站区间盾构法施工为背景,以控制富水砂层中盾构连续穿越建筑物导致的不均匀沉降为目的,采用有限差分软件进行数值模拟,分析盾构侧穿或下穿建筑物时产生不均匀沉降的受力情况,为施工提供理论指导;结合盾构穿越后一段时期地表和建筑物的沉降监测值,分析确定下穿该段建筑物的盾构掘进参数的准确取值范围。经数值模拟和实际监测数据分析,盾构下穿建筑物会产生不均匀沉降,但经过采取合理的施工措施未造成建筑物较大破损;在监测数据支持下,为控制沉降保证建筑物安全需要对建筑物及区间隧道薄弱部位进行地表、洞内、双液稳定性注浆加固,并提出了各项注浆加固参数。     

地铁列车运行诱发地面邻近建筑振动的数值模拟研究

为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律,以地铁沿线邻近建筑为研究对象,参数取值参考实际工程量值范围,建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型,重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响应的传递分布规律和频谱特性。结果表明：地铁运行对建筑的振动激励以中低频1~50 Hz为主;房间面积越大,楼板自振频率位于激励荷载优势频段范围越多,越易引起楼板共振;楼板跨中点的振动强度通常大于边角点的振动强度,角点的振动会在低频段1.25~2.0 Hz超过楼板跨中点;随着楼层的升高,三向振动加速度响应均呈波动性变化。通过多工况的计算,分析了运行车速、隧道埋深和振中距对邻近地铁建筑物振动响应的影响规律。     

地下铁道桩基托换及其微振动控制爆破施工技术

基础托换是城市地铁穿越建筑物时为保护建筑物所采取的最经济、快捷和安全的施工方法。在广州市轨道交通三号线广州东站及站后折返线施工中开发的动载桩基托换的施工技术,以及托换开挖工作中微振动控制爆破施工技术的实施,有效避免了对既有建筑物的危害和保证了既有线的正常运营。     

基床系数室外试验方法综述——以在广州地铁某线路中的应用为例

地铁一般多建于地下,被地下岩土体包围,其建（构）筑物对变形的要求严格,因此基床系数在地铁设计中的作用可想而知。本文介绍了在地铁勘察中获取基床系数的几种现场试验方法,并进行了应用对比,验证了几种试验方法的有效性,对于几种方法在地铁勘察中的应用提供一点借鉴。     

某邻近地铁隧道深基坑施工监测分析

基坑开挖中的土体卸荷效应会引起支护结构及周围地层的变位,从而对周边环境产生不利影响.对某邻近地铁区间隧道的深基坑施工进行了全过程跟踪监测,及时反映不同工况下基坑围护结构变形、支撑轴力及立柱回弹的变化特征,分析了基坑施工对周边环境特别是对邻近地铁隧道的影响.监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖阶段,开挖至坑底后变形趋于稳定;围护结构变形与支撑轴力具有关联性,围护结构的侧向变形越大,相应位置支撑的轴力也越大;坑底土体卸荷隆起带动立柱回弹,基坑中部回弹较大,基坑边角和施工栈桥附近回弹较小;开挖卸荷引起基坑附近一定范围内地表沉降和深层土体隆起,带动相邻地铁隧道上抬;基坑施工对邻近地铁隧道竖向变形的影响比对水平变形的影响更明显.     

城市地铁TBM隧道掘进诱发既有建筑物变形的空间属性效应

针对城市地铁全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)隧道掘进诱发既有建筑物沉降变形的问题,考虑隧道下穿城市建筑物群实际工况的复杂性,以青岛地铁1号线小北区间段硬岩地层TBM隧道掘进下穿既有建筑物群为实际工程背景,采用数值计算分析方法,建立TBM隧道掘进连续下穿多座既有建筑物的三维力学计...     

基坑开挖对临近基坑地铁高架结构变形的影响

以苏南地区临近城市轨道交通结构的基坑工程为例,通过三维有限元模拟施工过程,反演适宜模拟该基坑施工过程的计算参数,并在此基础上研究不同开挖距离、基坑规模、开挖深度、基坑数量和施工工序的基坑施工对临近地铁高架结构的影响。结果表明：基坑与结构水平间距小于2H（H为基坑深度）时,结构横向变形发展大于竖向,水平间距为1H时,桥墩水平位移和沉降达到最大;地铁高架桥桥墩附加变形伴随着基坑宽度的增大而迅速增大,当基坑宽度大于8H时,影响迅速减小;基坑开挖深度对基坑中线4H范围内的桥墩影响最大,尤其是开挖深度超过10 m后;多个基坑施工引起的结构变形表现出明显的非线性叠加效应;多基坑施工工序对结构总变形略有影响。     

城市地铁施工沉降的数值模拟研究

地下工程施工,会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移,从而影响到隧道和地表建筑物的正常使用和安全运营。以某一地铁施工为依托,运用PLAXIS有限元软件对施工进行动态开挖模拟,分析其沉降因素,正确估计特定地区可能发生的地面变形沉降,将模拟结果与现场监测的资料进行了对比分析,模拟结果可信度高。该研究对城市地铁隧道工程的设计与施工具有重要的指导意义。     

桩梁式托换技术有限元分析

地铁施工穿越既有建筑物桩基础时,可采用桩梁式托换技术支撑上部结构和截除下方桩基础。运用ANSYS有限元程序中的“单元生死”技术,可对托换前、托换后和截桩三个托换工况下桩和框架柱的轴力变化以及变形特性进行数值分析。研究结果表明：被动托换是在桩截除时,托换荷载通过托换梁传递到托换桩,托换梁跨中的下挠会引起被托换框架柱轴力减少和邻近框架柱轴力增大;主动托换是在千斤顶的顶升过程中,托换荷载通过托换梁传递到托换桩,顶升过程中被托换处的各层框架柱轴力值增加,而邻近框架柱轴力减少;当顶升至被托换桩轴力为零再进行截桩,可保证截桩前后的托换体系轴力、变形不发生变化。主动托换桩顶沉降差与被动托换相比小得多。     

地铁深基坑钢支撑结构受力变形分析

地铁换乘节点深基坑施工中需要使用超长以及斜钢支撑作为支护结构,其受力变形复杂,设计中若考虑不周,易出现压杆失稳而诱发工程事故。以实际工程为例,将三维设计技术应用于地铁深基坑斜长钢支撑设计过程中,利用三维仿真软件Inventor进行单层钢支撑结构模拟仿真,分析了基坑下挖过程中钢支撑内力与变形特征,为地铁深基坑支护过程中优化钢支撑结构的设计与施工提供技术依据。     

道路施工对下部地铁隧道影响的有限元分析

在总结国内地铁变形控制标准的基础上,结合杭州地铁1号线某区段周边市政道路工程,运用三维有限元软件从路槽开挖和道路堆载两方面分析了道路施工对下部地铁隧道的影响,提出了道路施工控制措施．研究表明道路堆栽比路槽开挖更加容易引起地铁的竖向变形,研究成果对类似工程具有参考借鉴价值．