邻近铁路隧道爆破施工动力影响研究

文章针对新建隧道爆破施工对既有铁路隧道结构的动力影响问题,通过FLAC3D数值模拟分析了下穿隧道与既有铁路隧道相对位置不同时,新建隧道爆破施工引起既有铁路隧道的动力响应规律。结果表明:新建隧道施工至铁路隧道正中心时,既有铁路隧道底部最大振动速度为3.01 cm/s,未超过规范允许范围。因此,在下穿隧道爆破施工时,为保证既有铁路隧道的结构安全,可采用三台阶法爆破施工,从而减小最大段装药量,从本质上预防振动速度超限。     

新建轨道线区间隧道下穿既有线路变形影响分析

以武汉新建轨道交通12号线盾构区间下穿既有2号线长～汉盾构区间为工程背景,采用三维数值模拟分析新建线路施工对既有轨道交通变形的影响。研究结果表明：盾构掘进施工对既有结构及线路影响较小,盾构隧道贯通后区间结构最大竖向位移为–4.96 mm,最大水平位移为0.309 mm,2号线盾构区间累计最大沉降量为–2.86 mm,区间结构变形量和沉降量在相关规范控制范围内,满足区间安全运营要求。通过设计上加强管片配筋、增加注浆孔,隧道施工中加强掘进参数控制和及时同步注浆,加强二次注浆,同时对2号线长港路站—汉口火车站区间设置监测点,指导施工,保证地铁安全运营。     

公路隧道施工对既有接近高铁隧道影响分析

依托毕节七星大道竹园东至东关道路工程将军山隧道，采用数值模拟的方法，考虑爆破等因素，研究既有高铁隧道受公路隧道施工的影响。通过研究，得出以下结论：新建将军山隧道施工对成贵铁路将军山隧道无静力影响；当成贵铁路将军山隧道的振动速度控制标准取5 cm/s时，新建将军山隧道的进尺长度不超过6.3 m；若新建将军山隧道按进尺3 m，单段掏槽起爆在成贵铁路将军山隧道处的振动速度最大为4.3 cm/s，均小于控制标准5 cm/s。     

硬岩层暗挖斜井对既有运营隧道初支结构的变形影响分析

关于硬岩地层中既有隧道喷锚初支受邻近隧道施工影响产生的变形控制标准的研究很少,依托青岛地铁4号线人民会堂站斜井上跨3号线人汇区间工程为背景,采用MIDAS/GTS计算分析斜井施工对既有运营隧道的影响,并结合自动化监测实测数据进行研究,得到以下结论:①采用超前小导坑非爆破+后续爆破扩挖减振爆破方案,产生的爆破振动速度满足爆破控制标准0.5 cm/s;②硬岩地层初支结构变形控制标准建议为:竖向及水平收敛≤3 mm,爆破振速≤0.5 cm/s;③硬岩地层隧道施工的主要影响区≤0.5 H,次要影响区为(0.5～0.8)H。     

地面构筑物对区间隧道结构影响研究

针对地面构筑物施工对区间隧道结构影响问题,以重庆罗汉寺天桥施工对隧道六号线区间隧道结构影响为工程背景,采用MIDAS NX有限元数值模拟方法分析天桥不同施工阶段对地下结构隧道稳定性的影响。研究结果发现区间隧道在罗汉寺天桥建设实施过程中主要发生向上的垂直位移,最大位移发生在拱顶位置,最大变形量达6.8 mm;而在天桥施工直至使用过程中,区间隧道结构的水平及纵向变形均较小,均未超过1 mm。建议在施工过程中加强对隧道变形的监测,确保轨道交通结构及运营安全。     

地面构筑物对区间隧道结构影响研究

针对地面构筑物施工对区间隧道结构影响问题,以重庆罗汉寺天桥施工对隧道六号线区间隧道结构影响为工程背景,采用midas NX有限元数值模拟方法分析天桥不同施工阶段对地下结构隧道稳定性的影响。研究结果发现区间隧道在罗汉寺天桥建设实施过程中主要发生向上的垂直位移,最大位移发生在拱顶位置,最大变形量达6.8 mm;而在天桥施工直至使用过程中,区间隧道结构的水平及纵向变形均较小,均未超过1 mm。建议在施工过程中加强对隧道变形的监测,确保轨道交通结构及运营安全。     

浅埋区间隧道爆破振动对邻近建筑物的影响分析

在隧道爆破开挖施工过程中,邻近建/构筑物受爆破地震波作用会产生动力响应,使其产生变形开裂甚至破坏,影响结构物的正常安全使用。文章以重庆轨道交通十号线中央公园站-中央公园西站区间隧道为依托工程,利用数值模拟的方法,对回填土浅埋区间隧道分别在0.5 m和1 m开挖进尺时,中央公园框架桥桩基和隧道初期支护受爆破振动的响应规律进行研究。通过对计算结果进行分析,并与实际工程相结合,最终建议开挖循环进尺采用0.5 m,以确保邻近建筑物的安全。     

新建引水隧洞施工对既有铁路隧道稳定性影响

新建隧道施工会不可避免地对既有邻近铁路隧道产生不利影响。以攀枝花观音岩引水隧洞为研究背景,采用三维有限元方法研究新建隧洞施工对既有铁路隧道稳定性的影响。研究结果表明：引水隧洞近接施工对成昆铁路隧道的影响较小,开挖完成导致既有隧道顶部围岩出现拉应力;二衬最大竖向、水平位移均满足变形控制标准;二衬最大弯曲压应力为0.95 MPa,二衬最大弯曲拉应力为15.2 kPa,均小于混凝土容许应力。建议引水隧洞近接成昆铁路二坪子隧道段施工,距离隧道200 m范围内采用非爆破开挖,在距离隧道200～1000 m内,采用控制爆破,爆破震动速度不大于2 cm/s。     

赣龙铁路新龙门隧道临近既有隧道爆破安全影响研究

在采用钻爆法施工的近接隧道工程中,要求在新建隧道临近既有隧道施工时,除了要保证新建隧道的工程质量和进度外,还必须减少或消除对既有隧道的影响、确保既有隧道的结构安全和运营安全。本文以赣龙铁路新龙门隧道临近既有龙门隧道工程为依托,计算优化爆破参数,使两隧道间的距离“大于”爆破振动安全允许距离。选取5 cm/s 作为既有龙门隧道的爆破振速控制标准,当新建龙门隧道与既有龙门隧道净距为19.42～21.93 m时,新建龙门隧道爆破最大单段装药量宜小于11.41～16.43 kg,并建议在施工过程中根据实际爆破效果动态调整爆破参数。     

小净距交叉隧道爆破振动响应研究

新建隧道从既有公路隧道上方穿过,在空间上形成交叉隧道。上下隧道最小净距为8.1 m,为评价新建隧道爆破施工对既有公路隧道结构的影响,进行了数值模拟研究。结果表明:当新建隧道在距离隧道交叉点10 m以外位置以全断面法爆破施工时,下方既有公路隧道仅受到较小的影响;当其在距离交叉点10 m以内位置以全断面法爆破施工时,既有公路隧道二次衬砌振动速度超标,而采用台阶法爆破施工时,新建隧道可安全通过。     

区间隧道跨越既有病害隧道设计

轨道交通区间隧道近距离跨越既有病害隧道时,一方面由于区间隧道的开挖将引起病害隧道围岩与结构受力的重新分布,病害隧道受力状态将发生较大的变化;另一方面,轨道梁与车辆等荷载将作用于病害隧道上,使病害隧道承受外部荷载增大.同时,病害隧道本身的承载能力有限.因此,设计必须采取有效措施,避免运营荷载作用于病害隧道上,同时应加固跨越段病害隧道和尽量减少施工开挖对病害隧道的影响.文章介绍了重庆轨道交通三号线建新坡隧道上跨八一、向阳隧道的设计方案,对类似工程具有借鉴作用.     

紧邻重要结构物隧道施工力学分析与控制技术

以重庆轨道交通三号线华新街至观音桥区间隧道工程为背景,利用ANSYS有限元软件对隧道开挖时产生的影响进行了力学模拟,重点分析了地面建筑密集地段隧道双侧壁导坑法施工的稳定性,并以隧道施工安全为目标、控制沉降为基本条件,分析了开挖中产生应力、位移的原因,据此提出了安全的施工控制措施。     

硬岩地层暗挖斜井对下部既有运营喷锚隧道结构的影响分析

关于硬岩地层中既有隧道喷锚支护受邻近隧道施工影响产生的变形控制标准的研究很少,依托青岛地铁4号线人民会堂站斜井上跨3号线人汇区间工程为背景,采用MIDAS/GTS计算分析斜井施工对既有运营隧道的影响,并结合自动化监测实测数据进行研究,得到以下结论:采用超前小导坑非爆破+后续爆破扩挖减振爆破方案,产生的爆破振动速度满足爆破控制标准0.5cm/s;硬岩地层喷锚永久结构变形控制标准建议为:竖向及水平收敛≤3mm,爆破振速≤0.5cm/s;硬岩地层隧道施工的主要影响区≤0.5H,次要影响区为(0.5~0.8)H。     

城市小净距重叠隧道施工技术

结合工程实例,对重庆轨道交通六号线一期工程大龙山车站小净距重叠隧道的施工组织及施工方法进行了总结,在只利用一个施工通道的前提下,通过合理化组织及应用信息化技术,安全、优质、高效地进行施工,大大缩短了车站及隧道施工工期,减小了爆破震动对结构的影响,确保了重叠隧道防水、二衬的整体性及耐久性。     

暗挖过街通道上跨地铁隧道三维数值模拟分析

以西安市地铁3号线延平门站附属暗挖过街通道上跨地铁区间隧道为例,采用FLAC3D对新建暗挖通道开挖施工上跨既有地铁区间隧道建立三维有限差分数值分析模型,基于数值模拟分析结果分析了下伏地铁区间隧道变形的变化规律,所得结论对确定拟建隧道路线可行性方案及其施工控制安全策略的制定具有重要的指导意义。     

某铁路隧道下穿高速公路爆破振动研究

结合沪昆铁路某隧道下穿沪昆高速公路的实际工况,应用三维有限元软件MIDAS/GTS-NX模拟下穿隧道与既有高速公路相对位置不同时,新建隧道爆破施工引起既有高速公路挡墙和路基的动力响应规律。结果表明:在装药量保持不变情况下,新建隧道与既有高速公路相对位置发生变化,既有挡墙和路基振速响应峰值的出现部位不尽相同,当隧道位于挡墙正下方和左下方时,挡墙底部临空侧点的振速值最大,当隧道位于挡墙右下方时,挡墙底部内侧点的振速值(峰值为0.61 cm/s)略大于挡墙底部临空侧点的振速值(峰值为0.59 cm/s);对于路基,当隧道位于挡墙正下方和右下方时,左线路基底部右侧点的振速值最大,当隧道位于挡墙左下方时,左线路基底部左侧点的振速值最大。因此,在下穿隧道爆破施工时,为保证既有高速公路挡墙和路基的安全运营,应重点监测距爆心最近的挡墙底部临空侧和左线路基的振速响应,必要时可进行加固处理。此研究成果可为类似工程爆破开挖及振动控制提供参考。     

下穿施工影响下既有隧道和地层的位移解析解

在既有隧道下进行浅埋隧道开挖会引起地层产生位移,继而导致既有隧道变形。由于既有隧道与地层刚度差别巨大,常规的解析法无法计算存在不同刚度的地层位移场。基于镜像法,采用当层法对既有隧道刚度进行等效,建立综合考虑新建隧道-岩土体-既有隧道三者相互作用的计算模型。以北京地铁10号线国贸站-双井站区间下穿既有1号线区间工程为例,采用该计算方法,研究新建隧道下穿施工对地层及既有隧道的影响。研究表明,计算结果与实测变形吻合较好,解析解能很好的解释既有隧道对地层变形的阻隔和扩散作用。研究成果为下穿施工引起的既有隧道及地层沉降计算提供了一种新的解析方法。     

明挖区间隧道施工对临近明挖高铁隧道影响的研究

新建轨道交通隧道与既有高铁隧道平行,水平间距较小,隧道采用明挖施工,基坑支护采取灌注桩围护加钢支撑,以施工方法及现场监测数据为依据,通过MIDAS NX有限元软件,分析在轨道交通区间隧道采用明挖施工的情况下,基坑开挖过程中既有高铁隧道结构和基坑支护变形的发展规律。得到结论:基坑开挖过程对高铁隧道结构的影响主要集中在靠近基坑一侧边墙,且变形符合要求,基坑支护结构变形主要集中在基坑底部及其两侧;对于临近既有高铁隧道的明挖轨道交通隧道施工,采用灌注桩围护加钢支撑支护有效控制对临近既有高铁隧道结构的影响,保证施工安全。     

新建钻爆隧道上跨既有隧道的爆破方案评估与优化

为探究新建隧道钻爆过程中对既有隧道的振动影响程度,建立了三维数值模型,对既有爆破方案下既有隧道的动态响应进行了计算,研究结果表明,现有爆破方案下隧道最大振动速度可达40.78cm/s,不满足规范条件。在此基础上,对爆破方案进一步优化计算,结果表明在单段药量控制在3.2kg时,最大振动速度为15.94cm/s,可满足经济性与安全性的要求。     

空间交叉隧道爆破施工动力响应分析

针对新建引水隧洞爆破施工对既有铁路隧道的振动影响等问题,文章根据施工现场实际情况,通过查阅资料,理论分析和数值模拟分析等方法,计算了隧洞爆破对铁路路基和接触网钢筋混凝土支柱的振动影响;采用数值计算方法分别模拟了爆破振动在距离既有铁路隧道80 m、100 m和120 m三个典型工况的影响分析;结合施工现场实测数据,结果表明:爆破施工振动对衢宁铁路古田隧道的振动影响处于安全稳定状态。但隧洞爆破施工下穿至既有铁路隧道中心正下方时,产生的振动速度较大,会超过振动速度安全控制值3.0 cm/s,需要在施工阶段进一步减小最大段装药量和减小进尺来达到控制振动速度的目的。