临近地铁隧道的软土深基坑开挖三维数值模拟

针对地铁临近区域的工程活动对隧道产生的影响,以杭州某临近地铁隧道的软土深基坑工程为例,采用有限元方法建立了三维数值模型,分析了基坑开挖引起的土体变形及对临近地铁隧道的影响,并对不加固和坑底加固+槽壁加固2种方案进行对比分析。分析结果表明,未加固时基坑开挖引起的隧道最大水平变形为8.7mm,影响隧道正常运营与安全,需增加控制措施;坑底加固及槽壁加固能明显控制基坑开挖对地铁隧道的影响,在B基坑开挖步最为明显;地铁车站围护结构以及基底抗拔桩对车站结构变形的影响有一定抑制作用,基坑开挖引起地铁车站的变形远小于控制标准和隧道变形;在基坑支撑位置处,隧道变形较小,实际施工中要保证支撑刚度,及时架设支撑,并保证先支撑再开挖,充分利用基坑的时空效应。该研究为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

软土深基坑分区开挖顺序对支护桩及城轨隧道影响的数值分析

为研究软土地区深基坑分区开挖及其施工顺序对自身和邻近城轨隧道的影响,以珠海某基坑工程为背景,运用有限元软件建立该工程的三维数值模型并模拟其施工过程,分析了基坑开挖方式和开挖顺序对基坑支护桩和邻近隧道的影响。结果表明:对于超大深基坑,分区开挖施工相比于整体开挖更好地利用了时空效应,有效控制基坑变形和减小对邻近隧道的影响;在分区方式相同的前提下,采用不同开挖顺序也会改变基坑的卸荷路径,最终导致同一基坑产生不同的隧道变形特性。由此得出,针对软土深基坑在施工方法上不仅要采用大化小的分区开挖方式,而且还应优先选择开挖释放量大的区域并搭配合理的支护加固方式,从而减少对基坑和邻近隧道的影响。     

南宁地铁深基坑开挖风险影响技术研究

临近地铁轨道的深基坑受开挖影响而产生位移和变形,这将影响到轨道交通的运营安全.以南宁地铁某深基坑为背景,结合数值模拟等分析手段,通过建立三维模型,预测基坑的开挖对地铁联络线区间造成的影响以及危害,从而为指导基坑工程的设计、施工以及施工过程中的加固和监测提供参考.结果表明,深基坑大规模开挖情况下,产生的卸荷效应明显,会对已经运营的地铁区间产生一定的影响,引起隧道的水平与竖向变形,但在采取有针对性的支撑方案的情况下,可以将变形降低至安全限值以下.     

下穿地铁深基坑开挖影响的监测分析

临近地铁隧道的软土深基坑开挖时,若不能严格控制基坑施工效应,既有盾构隧道易出现损坏.在杭州市萧山区彩虹大道(工人路-市心路)B标段深基坑工程开挖过程中,对基坑下穿地铁隧道受影响范围内的隧道位移、收敛等进行监测,同时开展基坑地下连续墙与土体深层水平位移、地下水位、支撑轴力、地表和周边建筑物沉降、基坑围护墙顶与立柱沉降的监测工作.数据分析结果表明:基坑开挖对下穿隧道的影响以竖向位移为主,对水平位移和收敛变形影响较小;地下连续墙深层墙体水平位移与深层土体水平位移有明显的相关性,可用墙体水平位移代替土体水平位移;基坑地下水位的变化趋势与周边建筑物沉降变化趋势相同,开挖期间需密切关注地下水位的变化;基坑隆起是导致支撑轴力出现负值的主要原因,当支撑轴力出现负值时应高度关注坑底隆起和地表下陷.     

深基坑开挖支护结构对下穿既有隧道的影响

以徐州市某深基坑下穿砂姜黏土地层既有隧道为工程背景,应用数值模拟有限元软件MIDAS/GTS建立三维模型,对比分析深基坑开挖过程中对深基坑周边土体与既有隧道的影响。在基坑开挖完成后,地连墙结构对于地表沉降与隧道变形都有不可忽视的影响,立柱的影响次之;地连墙可削减隧道变形的23%左右,立柱则可削减隧道变形的7.9%。考虑支护方案对隧道与整体土体的影响,基于安全性与经济性两方面原因选择由立柱与地连墙结构组成的支护方案。     

软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变

软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力,引起周边土体的位移,对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响,并且可能危及临近地铁隧道的安全.对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法.基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解,隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析.隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析,并且考虑隧道与土体的相互作用.通过引入软土的非线性流变模型,考虑了软土变形的时间效应,因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析.还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论,通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析,隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性.     

考虑基坑降水开挖影响的运营隧道变形分析

以上海大型深基坑在建工程为依托,采用有限元数值模拟方法,研究了基坑降水及加固等施工措施对基坑开挖过程中地下连续墙水平侧移、坑外地层以及隧道变形的影响规律,计算结果与现场实测数据有较好的一致性.研究表明:地下连续墙两侧SMW工法加固以及坑内土体加固可有效控制周边地层以及临近隧道的扰动变形,在采取加固措施后上行线仰拱测点的沉降量降低43.2%;相对于跨层降水,采取逐层降水方案时,坑外地表沉降、地下墙水平侧移以及运营隧道水平和竖向变形的最大值分别减小4.8%,4.2%,12.3%和12.7%,通过优化降水方案控制临近隧道变形的效果较为明显.     

隧道明挖施工对临近地铁安全稳定性分析研究

针对徐州某市政重点工程明挖开挖对下穿的既有地铁项目为研究背景,探讨两个存在交叉点的临近工程施工影响规律,选取典型工程断面,通过数值模拟计算了明挖隧道开挖、支护、回填过程中,既有地铁隧道典型位置的位移变化.计算结果表明:随着地铁隧道深度的减小,明挖隧道基坑开挖对其下方地铁隧道的影响敏感性逐渐增大,应做好工程施工全过程的监控措施.研究结果对类似工程提供了设计和施工依据.     

分区开挖顺序对深基坑支护结构变形影响情况分析

为探究分区开挖顺序对软土区深基坑钢筋混凝土支护结构变形的影响,选择某省软土地区的实际深基坑开挖工程作为研究对象,详细分析基坑土层的特征,确定物理性能指标和力学性能指标;设计支护结构变形数值模拟方法、支护的受力条件和边界荷载,构建数值模拟几何模型,并对支护结构变形进行模拟和分析。结果表明：以邻近隧道的基坑作为监测对象,在水平和竖向位移模拟中得到的数据值与实测值变化趋势一致。该模型可以有效分析分区开挖顺序对深基坑支护结构变形影响,具有验证和预测分析的作用。     

盾构开挖对邻近桩基影响的试验研究

邻近桩基础受到盾构开挖扰动时,桩身会产生附加的应力和位移,从而对桩基承载力造成不利的影响.针对盾构开挖对临近桩基受力影响的研究,可为地下工程的安全稳定施工提供参考依据.文章采用室内模型试验的研究方法,分析了在隧道与桩基相对位置和桩体长度不同情况下桩顶的竖向位移和桩身内力,研究了盾构开挖对邻近桩基的影响.结果表明:隧道开...     

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...     

临近地铁深大基坑支护技术的探析

地铁隧道内设备众多,空间狭窄,列车运行速度快,对地铁线路的变形有严格要求.当地铁周边有深大基坑工程时,必然会引起地铁隧道、车站产生不均匀沉降和水平位移,从而对地铁正常运营产生影响.以紧临深圳地铁2号线的某基坑工程为例,在基坑设计中,为了避免基坑开挖对临近地铁的正常运行产生影响,开展了变形影响因素分析,确定了关键风险点,采取了有针对性的支护结构型式与施工开挖方法.设计计算与施工监测结果表明:临近的地铁线路、车站的变形控制值均在规范允许范围内.     

隔离桩对盾构掘进引起邻近高铁桩基水平位移的影响分析

在城市建设过程中,盾构隧道开挖对邻近既有高铁桩基产生较大威胁,在隧道和高铁桩基之间打入隔离桩可以有效减小盾构掘进对高铁桩基的影响。在研究桩土相互作用领域中,Winkler地基模型和Pasternak地基模型得到了广泛的运用。基于这两种地基模型,采用差分法,利用Maple数学运算软件对某实际工程案例分析,将计算结果与已有工程监测数据进行对比验证,并深入分析隔离桩各项参数对高铁桩水平位移的影响。结果表明,当隔离桩弹性模量较小时,Pasternak地基模型计算结果比Winkler地基模型更加精准;随着隔离桩桩径的增大,高铁桩基水平位移显著减小;在隔离桩桩体参数不变的条件下,缩短隔离桩与隧道中心线的水平距离能减小高铁桩基的水平位移。     

盾构隧道下穿既有城市隧道施工力学分析

针对合肥地铁1号线盾构下穿南一环下穿隧道工程存在的安全风险,运用 FLAC3D实现了隧道盾构开挖的模拟,分析了盾构推进过程中下穿隧道结构以及在建隧道应力应变分布规律。研究表明：盾构机在监测断面前后20m范围内掘进对下穿结构竖向位移和拱顶沉降影响最大,处于盾构隧道上方及中心线上的监测点沉降变形较大;下穿隧道的底板南北侧出现拉应力,拉应力最大值达到1.088MPa。开挖结束,盾构隧洞周围土体最大隆起位移为6.22mm,最大沉降为4.96mm;最终两个隧洞周围土体位移分布规律基本一致。拱顶沉降随开挖的变化规律与监测点相似。根据模拟结果提出的施工防护措施有效,沉降实测值均在预警值以下,模拟结果与实测结果规律基本一致,模拟效果较好。     

基坑开挖对临近建筑物CFG桩复合地基的影响分析

随着土木工程建设的发展,建筑不断向高层或者地下发展,施工中基坑开挖对周边建筑的影响逐渐引起人们的关注。开发商为了商业营销的需要,大多先建造主体建筑再建造地下车库,这给主体建筑安全留下了隐患,类似的安全事故时有发生。本文将结合实际工程利用有限元分析软件ABAQUS进行模拟,分析了基坑开挖各阶段临近主体建筑CFG桩桩身侧位移的变化情况。根据计算结果得出基坑开挖对临近主体建筑CFG桩基的影响因素并为类似的工程施工提供一些建议。     

膨胀土地层浅埋暗挖法施工方案比选分析

本文以合肥市轨道交通二号线过渡段浅埋暗挖工程为背景,对CRD法、CD法及台阶法三种施工方案进行了数值模拟。对比分析了横向地表沉降和拱顶沉降以及开挖对掌子面附近隧道变形的时空效应。并结合三种施工的现场施工方案,对三种施工方法的技术难度以及经济成本进行简要分析。研究结果表明,合肥轨道交通二号线过渡段暗挖工程采用台阶法施工技术可行,经济合理。     

An analytic study on the deflection of subway tunnel due to adjacent excavation of foundation pit

Predicting and estimating the response of subway tunnel to adjacent excavation of foundation pit is a research focus in the field of underground engineering. Based on the principle of two-stage method and incremental method, an analytic approach is suggested in this paper to solve this problem in an accurate and rapid way, and the upheavals of tunnel due to adjacent excavation are solved by analytic method. Besides, the presented method is used in the practical engineering case of Shenzhen Metro Line 11 and verified by numerical simulation and in situ measurement. Finally, a parametric analysis is performed to investigate the influence of different factors on tunnel’s deflection. Some useful conclusions have been drawn from the research as below: The deflection results of tunnel obtained from analytic method are nearly consistent with the results getting from numerical analysis and measured data, which verified the accuracy and rationality of presented method. The excavation size has a significant impact on both the displacement values and influenced range of tunnel. However, the relative distance only impacts the displacement values of tunnel, but not the influenced range of tunnel. It may provide certain reference to analyze the deflection of subway tunnel influenced by adjacent excavation.

     

铁路客运专线明挖大断面隧道施工监测分析

通过对海南东环铁路美兰机场明挖隧道试验段施工跟踪监测,获得了围护结构变形与内力变化的一些规律.监测表明:1)围护结构水平位移随工期的延续而增加,基坑开挖完成后逐渐趋于稳定,最大位移值大约出现在开挖深度的三分之一处;2)锚索拉力随基坑施工工况不同而变化,基坑开挖中漏水、涌砂等情况对锚索拉力也有较大影响;3)钢支撑轴力控制标准较为严格,承载能力还有一定潜力,轴力变化平稳,略有波动.     

变质岩区隧道开挖作用下围岩应力场变化及其稳定性分析

为研究复杂工程地质条件下的隧道围岩在施工过程中的力学特征,以陕西省石泉县喜河—后柳改建公路的拟建隧道为研究对象,以有限元为研究方法,基于其地形地貌、地层岩性、水文地质等工程地质特征数据,形成模型相关参数,以此建立隧道三维地质数值分析模型,利用隧道钝化模拟单向全断面开挖的施工工况,探讨其应力分布特征及变化规律。结果表明:开挖的隧道会表现出显著的应力集中现象,其对隧道顶部围岩稳定性影响最大;在本模型中,隧道开挖未支护时,天然应力处于临界状态的中风化绿泥石石英片岩和断层带整体处于破坏的应力状态,而开挖前相当稳定的微风化绿泥石石英片岩、微风化石灰岩、微风化闪长岩在开挖时大部分处于稳定状态,只有局部处于破坏状态,而微风化碳质石英片岩稳定性不受影响;在参考监测数据中,中风化绿泥石石英片岩开挖后失稳,其他岩层处于稳定状态。     

盾构施工对临近桩基影响的数值模拟及参数分析

采用数值模拟软件对盾构隧道施工近距离下穿桩基进行三维仿真模拟,研究双线盾构动态掘进时桩基位移的变化.数值模拟实现了盾构施工时的步步掘进,考虑了土仓压力、注浆压力、盾构与土体摩擦力等施工参数的影响;利用PLAXIS 3D的固结计算,考虑盾构机自重对土体的固结作用引起的地层沉降,并由此考虑开挖速度对桩基位移的影响.计算结果...