西安地铁盾构施工引起地表沉降的预测

以西安地铁二号线南门城墙段盾构施工为例,利用FLAC 3D模拟隧道施工过程,对土体抗剪强度参数、隧道埋深及上部城墙等因素的变化引起的地表沉降作量化分析和规律性研究,并提出了预测公式,能较好的反映盾构施工引起的地表沉降,具有一定的工程意义和实用价值。     

盾构隧道下穿桥梁引起桩基变位的数值分析

依托某地铁盾构隧道下穿既有桥梁桩基工程,考虑实际的工程地质水文地质条件、上部桥梁结构传递到承台顶的荷载、盾构设计及施工参数等因素的影响,建立FLAC3D数值计算模型,模拟盾构隧道顺桥向穿越桥梁桩基的全过程,对两种不同的桩基加固方案条件下地表沉降和桩身变形规律进行了分析。研究结果表明:隧道开挖引起桩的挠曲,桩身的水平位移随桩洞距离增大而减小;后开挖侧的桩身位移比先开挖侧大;桩和承台约束了地表的沉降。     

地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究

城市繁华地区地铁盾构隧道施工常需从建筑基础下穿越,如何确保上部建筑与隧道结构安全是施工中的难题。基于沉降预测理论及FLAC3D进行了地铁施工诱发地层环境损伤评估与控制设计STEAD系统的开发,以广州地铁区间隧道下穿某7层框架结构建筑为例,采用数值模拟研究了地铁盾构隧道穿越建筑基础诱发地层变形的空间效应问题,考虑了不同工况下隧道施工引起地层沉降对该建筑物的影响,采用本研究建议,盾构隧道成功穿越该建筑物,实测证实了变形空间效应研究的科学性与有效性。     

基于FLAC 3D地铁盾构施工地层竖向变形研究

盾构隧道施工会对周围土体产生扰动,当土体沉降和变形过大时,会对邻近地下管线产生危害。采用统一土体移动模型解计算盾构隧道施工引起的土体自由位移场,通过能量方法建立变分控制方程,得到盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法。为了预测盾构施工地铁隧道时隧道地层变形情况,采用FLAC3D岩土模拟软件对地铁穿越富水砂卵石地层进行模拟分析,可对类似工程有所助益。     

基坑开挖对既有地铁区间隧道影响研究

为研究后续基坑工程对临近既有地铁区间隧道造成的影响,以厦门轨道交通某线站区间基坑支护工程及配套项目上部主体结构工程为例,通过有限元结构分析软件MIDAS GTS进行数值模拟分析,建立有限元模型来研究基坑二次开挖和上部结构建筑对盾构区间隧道产生的影响,验算围护结构及盾构隧道的变形位移,并结合现场监测数据对计算结果进行了比较分析,探究了一种基于有限元理论有效解决基坑开挖对既有地铁区间隧道可靠性的分析方法,现场监测结果表明,基坑施工对既有地铁区间隧道的影响计算结果和实际监测结果比较接近,基坑开挖对隧道的影响符合规范沉降限值要求。     

盾构施工不同中线问距对地表沉降的影响

以成都地铁一号线桐梓林站至火车南站区间段为背景，采用FLAC3D数值模拟的手段，对成都市特有地质条件下双线盾构隧道施工不同中线间距引起的地表沉降进行了研究，得出了一些具有指导意义的结论。     

新建隧道盾构施工引起邻近地铁隧道沉降分析

以广深港客运专线隧道盾构施工、下穿深圳地铁3号线既有隧道为工程背景,利用FLAC3D软件进行施工过程模拟。探讨了施工过程中新建隧道周边地层位移、既有隧道地面、底部沉降的分布性状以及新建与既有隧道的安全。结果表明,最大沉降点都位于新建与既有隧道的中心线上,沉降分布以各自中心线为对称轴呈左右对称性状,在本地质条件和特定盾构推力情况下,地面沉降和隆起满足要求,既有隧道结构底板沉降满足运营要求。     

盾构施工对既有建筑物影响分析及安全控制技术

依据昆明地铁四号线某区间侧穿多层建筑物的工程案例,利用岩土工程领域最为通用的有限差分程序FLAC3D对地铁盾构施工过程进行数值模拟分析,并对盾构掘进造成隧道周围土体移动及地表沉降规律作出一定的分析。采取相应的加固措施可以保证盾构施工过程中既有建筑物的安全性和稳定性。现场的监测数据表明,盾构侧穿村舍时采用的减灾加固措施是合理有效的。     

基于HSS模型的双线地铁隧道下穿高压燃气管道的影响分析

以北京某地铁盾构施工区间为研究对象,基于土体HSS本构模型,在砂土地层中,利用Plaxis 3D有限元软件,通过模拟结果与监测数据的对比分析,分析了双线隧道地表沉降变形规律以及开挖过程对管道的影响。结果表明,土体HSS本构模型在北京区域比较适用;后线隧道的开挖对先行隧道有较大影响,地表最大沉降出现在先行隧道上方;管道处沉降受双线盾构施工二次扰动的影响较其他部位地表大,施工时应格外关注。     

新建地铁隧道下穿对既有车站的影响

通过对新建地铁隧道下穿既有车站的情况进行分析,得出了下穿隧道对上部既有车站的影响规律。采用FLAC3D 4.0有限差分软件进行三维数值模拟,对CRD法施工对既有上部既有车站造成的沉降进行研究,得出了既有车站的沉降量最大值以及沉降速率最大值的位置。对工程的施工具有指导意义。     

土-岩复合地层盾构掘进对桥梁变形影响分析

依托深圳地铁11号线宝安—碧海湾区间盾构穿越桥梁桩基工程,采用FLAC3D有限差分软件研究土-岩复合地层盾构近距离掘进对桥梁桩基础、桥面的变形影响规律及影响范围,并与实测结果进行对比。结果表明:隧道施工对周围地层的影响可划分为塑性破坏区、弹性区和无影响区3个区域;盾构隧道掘进引起的桥面沉降较大,盾构对桥面变形的影响范围为盾构掘进面距桥面为-5D~4D;位于2条隧道之间的桥梁桩基受到2条隧道的影响,桩身竖向位移较大,且最大竖向位移位于桩顶;位于隧道侧方的桩基,盾构施工引起的X方向水平位移值较大,且施工对其影响范围也更大,具有一定的滞后性。     

深圳地铁2号线盾构过富水砂层流-固耦合模拟计算

运用FLAC3D三维非线性有限差分程序,对盾构通过深圳地铁2号线富水砂层地段进行流-固耦合数值模拟计算,得出了盾构推进过程中地表沉降与孔隙水压力的变化规律,计算方法和得出的结论可供类似隧道工程参考。     

地铁隧道穿越砂-黏地层沉降控制技术研究

依托广州地铁区间隧道下穿条形浅基础密集民居建筑群工程,通过渣土改良试验,明确各改良参数对渣土力学性能的改良效果及其合理范围。利用FLAC3D软件模拟盾构穿越松散富水砾砂、粉质黏土和风化花岗岩复合地层的施工过程,探究可有效控制地层沉降变形的盾构施工参数范围。研究表明:基于室内渣土改良试验用发泡剂浓度为3%的泡沫剂进行渣土改良,控制渣土含水率在16.95%、20.95%左右,泡沫剂掺入比分别为21%~46%、71%~92%,可将渣土塌落度、渗透性等力学性能改良至理想状态;根据盾构实况,应调整土仓压力大于原应力平衡体系静水土仓压力;通过增大注浆压力,最大化密实地层空隙与盾尾脱空间隔,提高加固层弹性模量,控制地层不均匀沉降;对比分析试验段、下穿段和危害建筑物的沉降监测数据,施工过程中采取渣土改良措施与设定优化的盾构参数,可将地层与危害建筑物的变形控制在规定的安全范围内。为类似盾构隧道提供技术指导。     

广州地铁五号线员科区间建筑物加固设计

广州地铁五号线员科区间隧道采用盾构法施工,员村站东端隧道两侧建筑物较多,盾构机掘进前需要对区间隧道上方的建筑物进行加固处理,根据建筑物的基础型式选择了袖阀管注浆加固,并提出在盾构机通过建筑物时为减少建筑物内部的差异沉降,根据现场实时监测结果及时对建筑物注入双液浆进行加固,以确保建筑物的沉降差在控制范围内。     

预应力连续箱梁顶升及桩基沉降加固

针对某高速公路预应力箱梁在拆架后测量发现桥墩有较大不均匀沉降的情况,通过对桩基下沉原因进行分析,利用钢管支架顶升箱梁及采用嵌岩桩对桩基加固的处理方法,达到了预期的效果,为避免同类事故及处理措施提供借鉴。     

大直径土压平衡盾构掘进引起的地表沉降分析

为研究大直径土压平衡盾构掘进对地表沉降的影响,以迎宾三路隧道新建工程为背景,基于ANSYS与FLAC3D软件,建立了大直径土压平衡盾构穿越地层的三维模型。数值模拟结果表明,大直径土压平衡盾构施工会引起较明显的地表位移;数值模拟结果与经验公式及实测数据相吻合,证明了该数值模拟结果的可靠性以及等代层在本模型中的适用性;土仓压力取值过大或者过小会破坏土体极限平衡,造成过大的地表位移;当土仓压力在适当的范围内取值时,其大小变化对地表沉降基本无影响。     

A case history of shield tunnel crossing through group pile foundation of a road bridge with pile underpinning technologies in Shanghai

According to the planning of Shanghai metro line 10, the interval tunnel from Liyang Road station to Quyang Road station has to cross through the group pile foundation of Shajinggang Bridge on Siping Road. Therefore, how to guarantee the normal traffic function and the safety of bridge structure during the tunneling process becomes a challenge to engineers and technicians. To solve this problem, the pile underpinning technology was recommended for this project. This specific scheme mainly comprises following steps, i.e. ground improvement behind abutment, foundation pit excavation under bridge deck, underpinning pile with raft and cutting pile with shield machine directly, etc. In order to verify the feasibility of this scheme, a series of theoretical analysis and numerical simulation were carried out on the entire construction process to explore the load transfer mechanism of bridge structure. The calculation results show that both the bridge static loads and traffic live loads can be successfully transferred from pile foundation to raft after pile underpinning, and the removal of obstructed piles during tunneling has very limited influence on bridge structure. Furthermore, real-time field monitoring activities, including settlement of bridge deck surface, deformation of surrounding buildings and pipelines, etc. were also conducted to ensure smooth construction. The monitored results agree well with the numerical calculation ones, which prove again that the proposed scheme is reasonable and the calculation results are reliable.     

软弱地层盾构穿越老旧民居变形规律分析

老旧浅基础民居安全性较低,盾构穿越会对其造成不利影响。本文以杭州某出入线段盾构穿越老旧民居为背景,分析盾构穿越民居变形规律,探讨盾构穿越民居掘进参数最优区间。结果表明,出入线段无论先下穿后侧穿或先侧穿后下穿,民居竖向位移曲线较一致,且第一次穿越前后变形较小,第二次穿越时变形迅速增大,主要表现为沉降;盾构埋深、注浆参数等对老旧民居变形、倾斜影响较大;地表沉降曲线大致呈漏斗形,出线段施工对地表变形影响较小,入线段施工对出线段地表变形影响较大,对自身上部土体变形影响较小。