热力管线盾构隧道下穿铁路区地表沉降影响研究

盾构隧道下穿既有铁路掘进施工会引起地基变形及轨道不均匀沉降问题,影响隧道施工和铁路安全运营。为研究盾构隧道掘进过程中对地表变形的影响,依托热力管线下穿京铁路线工程开展研究,采用离心机试验模拟了盾构隧道施工过程中对地表变形的影响。研究结果表明,盾构施工对路基的影响主要集中于25 m范围内,超出该范围的影响可忽略不计;盾构施工过程中,下穿铁路前,路基沉降占整个施工过程引起沉降变形的36%左右,下穿后约占64%;以盾构下穿铁路铁线15 m为界,15 m之前,掘进方向左侧路基沉降大于右侧;15 m之后,掘进方向右侧路基变形大于左侧。研究可为相关工程提供科学依据。     

盾构掘进参数对铁路路基沉降变形的影响

依托某地铁区间下穿铁路路基工程,采用数值模拟计算方法,研究包括注浆压力、注浆层弹性模量、注浆层厚度和盾构推力在内的盾构掘进参数对铁路路基沉降变形的影响。通过对各影响因素进行正交试验设计和极差分析,得出各因素的影响程度。研究结果表明,不同掘进参数引起的路基沉降曲线近似呈正态分布,距被穿越中心线越近沉降越大,反之沉降越小;在一定范围内,随着注浆压力、注浆层弹性模量、注浆层厚度及盾构推力的增大,路基沉降减小;各掘进参数对路基沉降变形的影响重要性程度排序为注浆层厚度、注浆压力、盾构推力、注浆层弹性模量。     

地铁区间盾构隧道掘进下穿对既有铁路路基变形影响分析

本文以区间下穿既有铁路为实际工程经验,通过Plaxis3D有限元软件,模拟分析了在盾构隧道掘进下穿既有铁路路基时,对其纵向路基沉降、路基沉降速率、轨道几何状态、轨道几何不平顺最不利值等进行分析,并对比了洞内注浆加固的影响效果,对工程实施具有一定的指导意义。     

武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析

对武汉地铁2号线盾构掘进施工过程中地表沉降监测数据统计,并根据Peek理论进行拟合对比分析,得到盾构施工引起纵横断面地表沉降的特点:纵向上,盾构机切口前30m以内和后50m以内为影响区域,其中又以切口后50m为显著影响区,盾构通过该区域产生的沉降占总沉降量的80%～90%,盾构对某断面上影响范围在沿盾构中心轴线向左右两侧延伸10～18m;对武汉粉质黏土夹粉土粉砂层,盾构掘进引起的地表沉降数据累计变化控制指标宜为-40mm,盾构机切口通过监测断面6～20m范围内单次平均变化速率控制值宜为-15mm/d.     

某地区地铁盾构施工地表沉降规律分析

通过对武汉地区某一地铁线盾构掘进施工过程中监测数据统计,根据Peck理论,得到汉口地区盾构施工引起纵横断面地表沉降的特点:纵向上,盾构机切口前30m以内和后50m以内为影响区域,其中又以切口后50m为显著影响区,盾构对某断面上影响范围在沿盾构中心轴线10~18m;盾构掘进引起的地表沉降数据累计变化控制指标宜为-40mm,盾构机切口通过监测断面6~20m范围内单次平均变化速率控制值宜为-15mm/d。     

轨道交通盾构区间下穿有轨电车路基沉降控制研究与实践

以成都某轨道交通盾构区间下穿有轨电车为例,结合成都砂卵石地层特点,通过MIDAS GTS数值模拟软件,对盾构区间下穿有轨电车路基的沉降影响进行综合分析研究。结果表明:盾构隧道下穿有轨电车路基时,不考虑地基加固,最大沉降量为12.3 mm;考虑采用CFG桩复合地基加固时,最大沉降量为7.5 mm。完全满足有轨电车无砟轨道平顺性及沉降要求,为工程实施提供设计参考。     

三维数值模拟盾构开挖对运营高铁沉降变形的研究

以福州地铁2号线上鼓区间穿越温福高铁为背景,通过三维数值模拟研究盾构开挖对铁路路基及轨道变形展开研究分析,结果表明:盾构隧道下穿铁路路基施工引起铁路变形沉降曲线较符合正态分布曲线形式。隧道埋深越大、双隧道轴间距越大、土层加固效果越好,则铁路变形值越小;在一定范围内,随着注浆压力、注浆层弹模、注浆层厚度及盾构推力增大,铁路变形值迅速减少。穿越角度对路基沉降和轨道高低偏差影响较小,而对轨道水平偏差影响显著。上述成果可为类似工程的的设计和施工提供参考借鉴。     

富水软弱地层盾构掘进引起邻近砌体建筑物沉降研究

以苏州地铁4号线某区间隧道下穿一砌体结构建筑物为研究对象,对右线隧道(先掘进)、左线隧道(后掘进)地表和建筑物测点历时沉降及建筑物倾斜进行分析,得出富水软弱地层盾构施工对邻近砌体结构建筑物的影响规律。结果表明:盾构刀盘距测点约18~5m时,测点会有超前沉降约-2mm,距测点约5~0m时测点上隆约0.5~1mm,盾构到达并通过测点时沉降发展较快,盾构通过后1~2天沉降趋于稳定;富水软弱土体经扰动后沉降更不易控制;盾构停机会导致地表和建筑物沉降增加;砌体结构建筑物整体性差,盾构下穿砌体结构建筑物易产生较大的不均匀沉降,且侧穿引起建筑物倾斜较正下穿大。     

黏土地层盾构掘进速度对地表沉降影响研究

对盾构掘进速度的控制是盾构施工控制的重要环节,但针对盾构掘进速度与地表沉降关系的研究较少,文章以常州地铁2号线盾构区间施工为背景,分析了常州黏土地层下盾构掘进速度对表沉降的影响特点。通过对其地表监测数据的整理分析,结合盾构掘进施工日志,提出一种可对同步注浆、二次注浆、土舱压力、盾构掘进速度等进行定量分析的数值模拟方法,设计模拟工况对盾构全过程进行模拟研究,得到STEP计算步数与盾构掘进速度之间的对应关系,建立常州黏土地层下盾构掘进施工的掘进速度造成地表沉降预测曲线。研究结果表明:掘进速度较快时其造成的地表沉降更小,且当掘进速度在20～50mm/min时利用数值模拟得到黏土地层下掘进速度v—地表沉降h关系的预测曲线:h=6.5/{1+86.2[(v-19.5)/27842.7]^0.464},其预测效果较好。     

客运专线路桥过渡段施工工艺研究

路基与桥涵连接处一直是铁路路基的薄弱环节。桥梁(涵洞)与路基过渡段,因刚度、沉降等差异常引起线路的不平顺,影响高速列车的平稳运行,因此客运专线铁路设计中对桥(涵)路过渡段进行特殊设计,通过设置一定长度的过渡段,减少由于路基与桥涵的沉降不均匀而引起的轨道不平顺。     

盾构穿越既有线铁路变形控制技术

武汉某地铁区间隧道施工过程中须穿越既有线铁路路基及铁路站场,在土压平衡盾构的施工中,既有线铁路轨道沉降及位移难以控制,盾构穿越既有线时若保护措施不到位,极易导致轨道沉降、变形、脱轨等风险,造成既有线停运。针对盾构在该地区该地层穿越既有线铁路的掘进参数、沉降控制观测资料进行分析,总结在该地层城市轨道交通盾构法施工条件下既有线铁路位移及变形规律,提出对土仓压力、掘进速度、总推力、出渣量、刀盘转速和扭矩、注浆压力和注浆量、渣土改良效果7个管理指标进行掘进控制管理,有效地控制地表沉降,保证既有线铁路地安全运行,为盾构掘进过程中穿越既有线铁路施工积累了宝贵的经验。     

黏土地层盾构掘进速度对地表沉降影响研究

对盾构掘进速度的控制是盾构施工控制的重要环节,但针对盾构掘进速度与地表沉降关系的研究较少,文章以常州地铁2号线盾构区间施工为背景,分析了常州黏土地层下盾构掘进速度对表沉降的影响特点。通过对其地表监测数据的整理分析,结合盾构掘进施工日志,提出一种可对同步注浆、二次注浆、土舱压力、盾构掘进速度等进行定量分析的数值模拟方法,设计模拟工况对盾构全过程进行模拟研究,得到STEP计算步数与盾构掘进速度之间的对应关系,建立常州黏土地层下盾构掘进施工的掘进速度造成地表沉降预测曲线。研究结果表明：掘进速度较快时其造成的地表沉降更小,且当掘进速度在20～50mm/min时利用数值模拟得到黏土地层下掘进速度v—地表沉降h关系的预测曲线：h=6.5/{1+86.2［(v-19.5)/27842.7］0.464},其预测效果较好。     

盾构区间下穿既有铁路有限元数值模拟分析

通过对某城市盾构区间下穿胶济铁路路基段和高架段的设计,利用数值模拟手段对盾构施工引起的上部铁路路基和桥桩结构的位移变形进行预判,根据预判值调整及优化设计。数值模拟结果与保护要求参数对比可知,区间下穿胶济铁路高架桥段,地表沉降和桩基位移满足15mm沉降保护要求,对路基段上覆土层进行超前加固后盾构区间施工满足铁路变形要求,并针对盾构施工提出合理的施工措施和建议。     

地铁盾构隧道下穿城市道路路基沉降特征分析

为了研究地铁盾构下穿对既有城市道路的影响,以天津地铁7号线下穿既有道路为例,利用Midas GTS有限元软件模拟分析盾构下穿道路路基过程中的沉降特征,结果表明:沿隧道掘进方向,沉降呈抛物线分布,越靠近路基中心沉降越小;垂直于隧道掘进方向会出现80m左右的U形沉降槽,穿越期间产生的累计沉降占路基总沉降值的80％左右;最终...     

盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

地铁盾构隧道下穿客专涵洞的影响分析及处理措施

西安地铁4号线元朔路—北客站站区间盾构隧道下穿正在运营的西宝客专涵洞,涵洞底部采用CFG复合地基加固。CFG桩与左线盾构隧道的竖向净距为10.75~11.19 m,与右线盾构隧道的竖向净距为10.91~11.48 m,该客专涵洞为I级环境风险源。为保证盾构的安全掘进和施工期间列车的安全运行,提出了涵洞结构以及铁路设施的沉降控制标准,施工时采取管片背后环箍注浆,严格控制盾构掘进的各项参数,加强同步注浆和二次注浆,对地表、涵洞及铁路设施进行自动化监测等针对性的控制措施。通过对列车荷载、CFG桩、涵洞结构等特点建立有限元模型,模拟盾构施工引起的地表和涵洞结构沉降,数值计算及监测结果表明,地表和涵洞结构沉降、沉降速率均未达到报警值,盾构隧道施工不影响西宝客专的正常运行。     

临近既有线盾构隧道施工技术及安全影响研究

以宁波轨道交通3号线下穿杭深线工程为背景,通过数值模拟的方法,对盾构隧道下穿既有铁路的施工技术和安全性影响进行了分析,研究结果表明,在盾构推进期间,将地层损失率控制在0.8%及以下的情况时,由沉降导致的轨道不平顺没有超过限值,施工中可以不采用主动加固措施,但需采取其他防护措施以确保铁路行车安全。     

车辆行车荷载对铁路路基加速度响应情况分析

路基工程作为铁路建设中最重要的一个组成部分,其稳定性直接影响列车运行的安全问题.鉴于此,以陇海线某段沉降路基为例,通过对列车通行时的加速度响应情况现场检测,分析得出如下结论:列车行车荷载对铁路路基加速度的响应情况随着测点离线路变远而逐渐减弱,此外,当线路上有列车通行时,列车荷载产生的振动叠加作用会对整个线路造成扰动;当...     

盾构下穿高速铁路高架桥沉降变形控制技术

以北京某地铁盾构区间下穿京沪高铁工程为背景,采用ANSYS建立三维地层结构模型,分别对盾构施工时不采取防护方案和采取防护方案两种情况进行沉降变形分析。并在下穿前进行4个试验段掘进,通过分析掘进参数和地面沉降,确定盾构下穿施工参数。最后在下穿施工过程中对桥梁墩台沉降和隔离桩水平变形规律进行监测分析。综合得出:1采用隔离桩防护方案,盾构下穿施工引起的变形量1mm,满足设计要求;2通过试验确定上土仓压力、出土量、浆液配合比、注浆量及注浆压力等施工参数能够有效控制地表沉降;3在盾构施工阶段,桥梁墩台最大沉降值为0.8mm,施工结束后变形均趋于稳定;盾构施工时隔离桩朝隧道方向变形,在隧道埋深处变形较大,最大水平位移为3.15mm。     

盾构穿越铁路施工控制措施分析

盾构穿越铁路施工过程中对土体产生扰动引起铁路沉降变形,文章以某区间穿越沪宁城际铁路及京沪普速铁路为例,结合盾构穿越过程中的掘进参数、变形数据分析,总结出盾构穿越铁路过程中的施工控制措施,可为类似工程提供借鉴,保证盾构穿越铁路施工安全。