某浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律研究

基于有限元仿真计算和现场实测两种方式,对某隧道开挖过程中地表沉降的变形规律进行研究。研究结果表明:有限元计算结果和现场实测沉降变化规律相同,两者误差较小,曲线形状均与Peck沉降槽曲线高度吻合;当掌子面距离监测断面1倍左右隧道洞径时,地表沉降变形增速,变形量较大;左右两侧隧道沉降曲线形状相似,且与地表总沉降曲线类似,不同之处在于沉降曲线对称轴不同。     

探析地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降

采用盾构法进行地铁隧道施工,很难避免施工过程中引起地表沉降。若地表沉降程度过大,将会导致地质结构、地面建筑以及施工发生重大安全事故。本文以某地铁线区间隧道施工为案例,对使用盾构法施工所产生地表沉降数据进行分析,根据研究结果探究盾构施工与地表沉降之间的规律,为以后同类工程提供工程指导。     

地铁明挖车站施工过程中对周围既有高架桥的影响分析

某地铁车站采用明挖法施工,车站主体结构外墙与高架桥桥桩外边距的净距离仅为2.78m,在车站开挖过程中会对高架桥产生较大影响。基于有限元软件FLAC 3D对明挖车站施工过程中对既有高架桥的影响进行了仿真研究,分析了车站开挖过程中桥桩位移、围护桩位移、最大主应力和地层位移等参数。基于有限元分析结果,利用正交设计方法,分析了岩石的泊松比、弹性模量、内摩擦角、粘聚力等因素对桥墩倾斜、支撑轴力、桩体倾斜、桥墩沉降和地表沉降的影响,得到了敏感性排序。     

地铁车站超浅埋大跨度暗挖隧道的施工技术研究

简述超浅埋大跨度暗挖隧道开挖工程的施工特点和地铁车站工程概况,阐述了超浅埋大跨度暗挖隧道开挖在施工准备、超前支护、分层开挖等方面的施工技术,通过测量地表沉降值和隧道围岩水平位移值检验暗挖隧道的施工效果,得出本文所述超浅埋大跨度暗挖隧道施工的地表沉降值和隧道围岩水平位移值,均符合相关规范规定的质量要求。     

隧道软弱夹层段开挖变形与围岩应力分析

通过数值模拟研究隧道建设推进过程中，软弱夹层地表的变形规律和围岩应力变化规律，结果表明：地表横向沉降位移变化呈“W”形状，每个阶段右线地表沉降小于左线，其中阶段Ⅲ掌子面支撑作用降低；地表纵向沉降位移为最终沉降值的30%左右，当监测点与掌子面的距离增加至洞宽的1.5倍，地表沉降会趋于稳定；模型隧道在开挖后，隧道拱顶应力释放，中夹岩最大主应力和最小主应力应力集中；拱腰和拱脚的最大和最小主应力右侧均大于左测。     

小净距隧道爆破振动及结构响应数值模拟分析

对实际工程案例建立小净距隧道FLAC 3D数值分析模型,分析后施工隧道爆破对先施工隧道结构的影响。研究结果表明:后施工隧道爆破对先施工隧道衬砌结构主要影响部位,为拱顶与临爆面侧墙与底板交接处,使先施工隧道衬砌结构应力最大增大1.61MP a;平行截面监测点中,隧道掌子面前方10m位置处的V P P值最大,右边墙、右拱腰相较于拱顶、左边墙、左拱腰的VPP值较大;先施工隧道截面中,距离掌子面中心距离越远VPP值越小,地表位置处的VPP值处于安全范围内。     

时速100公里级地铁车辆通过隧道时引起的活塞风仿真研究

地铁车辆通过隧道时,会诱导隧道内气体流动,对隧道内通风、基础设备运行以及人员安全造成安全隐患.为确保隧道内设备正常运行与人员安全,针对地铁车通过隧道时引起的气体流动进行研究.本文使用仿真计算的方法,基于滑动网络技术数值模拟某一地铁车辆通过隧道的动态过程,监测地铁车辆通过隧道时引起的隧道内气体流动.结果 表明:隧道内活塞风纵向分量和总流量变化基本一致,隧道内的活塞风主要是纵向流;距离车体或地面越远,列车风流速最大值越小;车底与车顶处活塞风沿垂向距离降低缓慢,车体中部活塞风流速沿垂向迅速降低;隧道内活塞风流速最大值出现在距离入口750 m处.     

复合式土压平衡盾构机开挖面稳定作业机构

在使用盾构机进行隧道施工过程中,稳定的开挖面可防止由于开挖引起地下土层失稳、地表隆起或地面塌陷等现象,是实现隧道安全高效掘进的关键要素和主要控制目标。ZTE6250型复合式土压平衡盾构机针对复合地层设计,具有良好的地层适应性,能够快速有效地完成隧道掘进任务。     

新建地铁隧道近距离下穿既有地铁车站的施工方法研究

为了研究新建地铁隧道下穿对既有地铁车站的影响,基于有限元软件FLAC3D,分别研究了3种不同开挖方法(预留核心土法+CRD法、预留核心土法和全断面法)、3种不同的开挖进尺(0.5m、1.0m和1.5m)和3种不同的加固范围(不加固、加固范围为隧道开挖轮廓线外1.5m和3m)工况下,新建地铁隧道和既有地铁车站的变形和应力。以隧道位移和既有车站的应力应变为控制标准,综合考虑施工效率和施工成本等因素,最终推荐的施工方案为:开挖进尺为1.5m、加固范围为隧道开挖轮廓线外1.5m的预留核心土法和CRD法相结合的开挖方法。     

大断面矩形顶管施工对地表垂直变形影响分析

基于随机介质理论和弹性力学Mindlin解,利用有限元软件构建模拟顶管法施工流程模型,分析大截面矩形顶管工序对地层扰动规律,探究其对地表垂直变形的影响。对比有限元模拟数据和现场监查结果,发现模型较准确的模拟出施工过程产生的应力波动,说明参数取值和解析解的正确性与合理性。实际工程监测显示,由于大截面矩形顶管施工,导致现场地表隆起达到28mm,超过10mm的安全控制标准值。通过监测过程分析发现,地表变形分为缓慢隆起、快速隆起、明显沉降和趋于稳定等4个阶段。其地表变形源于注浆压力、地层损失、顶管机摩擦力、后续管节摩擦力和开挖面推力的共同作用,最主要原因是注浆减摩效果不佳,引起施工机械与土体摩擦力过大,进而产生“上拱”应力。     

既有盾构隧道结构上覆土开挖的影响分析

随着盾构法隧道越来越多的应用于城市地铁工程,地表结构施工尤其是隧道结构上覆土基坑开挖的案例也时而出现。对基本规范标准中关于隧道结构控制要求进行分析、讨论,并对软土地层实际工程实例,运用有限软件进行模拟计算,通过计算分析施工过程中的风险点,提出相关建议。     

地铁车站洞桩法暗挖施工对周边环境的影响

以北京地铁17号线永安里站地铁车站隧洞开挖为工程背景,通过有限元软件,构建模型模拟暗挖洞桩法施工对既有建筑物的变形和地表沉降影响,并结合现场监测数据进行对比分析验证。得到研究结论如下：地铁车站开挖引起的地表变形量受空间位置和工程地质等因素的影响产生阶段性差异,基于变形增量可划分为4个阶段：初始变形、缓慢变形、急剧变形和变形趋缓;地铁车站建设对已有地下管线沉降分布有差异性影响,对管线的横断面沉降受力影响微弱,但会引起管线沿纵向出现显著沉降;初支扣拱阶段为地层变形的高发期,因此地层变形控制,要注意支护刚度和初期支护施作时机的合理选取。     

深基坑开挖对紧邻既有地铁隧道结构形变数值模拟分析

以杭州地铁5号线建国路车站基坑开挖工程为例,利用有限元数值模拟分析的方法,分析基坑不同开挖工况下对既有地铁车站的影响。数值计算结果显示,按照既定基坑开挖方案施工,对既有地铁车站结构变形影响较小,可满足相关规范的变形限值要求。在此基础上,通过现场监测数据对比表明,数值模拟计算结果与实测值变形趋势相一致,偏差较小,说明在数值模拟基础上指导施工,切实可行,满足现场施工要求。     

地铁暗挖车站施工过程力学特征分析

地铁车站的施工通常有着开挖尺寸大、围岩受力情况复杂等特点，故容易出现塌方。为了进一步掌握地铁车站施工时围岩的受力变形情况，做好支护措施，保证施工的顺利和安全，通过数值分析和现场监测的方式对隧道围岩、支护结构的受力情况进行分析。研究结果表明：施工过程中，监测面围岩主应力的变化趋势为先快速提高并超过初始应力，达到最大值后逐渐降低，最后基本保持不变。(1)部导洞开挖对拱部围岩应力的变化影响较大，(2)、(3)部施工对其影响可忽略不计。拱部各测点K值的变化规律为先降低至最低值，各位置开挖并安装初期支护后K值开始提高，再逐渐降低后保持稳定。开挖(5)a位置并安装初期支护后，边墙测点K值减小至极限状态附近，之后有小幅度提升，最终趋于稳定。边墙与其他部位相比K值较低，支护措施需要加强。与(2)、(3)部位相比，(1)位置施工后沉降值占最终沉降比值较大，是隧道沉降控制的核心部分。     

盾构隧道穿越高架桩基础的支撑方案研究

桩基托换技术可以有限避免地铁建设中地铁线路与桥梁桩基之间的位置冲突问题。本文中的研究对象为北京地铁17号线某区间隧道。首先,基于有限元模拟的方法对整个隧道施工过程（包括桩基托换）进行了模拟。其次,基于模拟结果研究托换结构的变形规律。最后,验证了本文所提出的桩基托换施工设计方案的正确性。研究结果如下：（1）托换结构呈现整体沉降趋势。桩体的水平位移以弓形形式出现。最大变形发生在托换梁和桩顶部处。（2）托换梁外土体表面影响面积约4m,托换体系变形值满足施工要求。（3）得到了较为合理的施工步骤。（4）本文提出了有针对性的风险管理措施。例如,隧道两侧应设置隔离桩。     

地铁隧道施工对地表沉降影响的优化控制探究

为将地铁隧道施工操作对地表沉降形成的影响降至最低,确保地铁项目施工活动顺利推进,本文在分析地表沉降机理的基础上,编制了地铁隧道工程地表沉降最优控制策略及流程。结合具体隧道工程案例,从理论上探究了地表沉降问题的相关控制策略,希望能和同行分享经验与方法,为相同或相似工程顺利施工提供较可靠的依据。     

基于现场监测的暗挖隧道施工力学特性研究

为研究暗挖隧道施工时的力学特性，依托看丹站至榆树庄站区间地铁项目，通过现场监测，对矿山法暗挖施工时导洞收敛变形、地表沉降变形、围岩压力、钢筋应力以及孔隙水压力等进行了分析。研究结果表明：地表沉降变化趋势呈现出明显的阶段性。导洞施工期间产生的沉降约占总沉降的70%左右。导洞收敛最大值约为9.8mm，满足规范规定的位移控制值和最大变形收敛速率要求。在实际工程中，应遵循“短进尺、早封闭”的施工方针，以有效避免围岩压力突变的发生。     

基坑复合变形模式下对邻近不同位置既有地铁车站的影响研究

以深基坑邻近既有地铁车站为工程依托,利用有限元软件建立了考虑土体小应变的数值模型,通过将现场实测结果与数值模拟结果对比分析,从而对数值模型进行了验证,并详细的描述了既有地铁车站的变形和内力响应规律。基于验证的数值模型,针对坑外不同位置处既有地铁车站的变形和弯矩进行了参数分析。研究表明：在基坑开挖过程中,由于横撑的控制效果,围护结构的变形较小,并呈现出复合型变形模式;受基坑开挖的影响,既有车站在靠近基坑侧墙上部发生最大水平变形量为1.73mm,在顶板处发生最大的沉降变形量为-0.657mm;既有车站位于围护结构水平变形最大位置附近时,既有车站受基坑的开挖影响较大,且既有车站变形较大处往往弯矩的增幅也较大。在实际施工过程中,应对车站变形较大处进行重点监测。     

地铁车站施工对周边环境的影响研究

基坑开挖过程中,周围环境易受土体卸荷不均匀沉降的影响。通过分析某地铁车站工程现场监测结果,研究开挖地铁车站基坑对支护结构墙顶水平位移、支护墙顶竖向位移以及基坑周边建筑物沉降的影响,主要得到以下成果：支护结构墙顶距离基坑中心越近的挡墙,墙顶水平位移值越小,且最大水平位移值为5.0mm,小于水平位移控制指标值;各监测点的竖向位移值的变化趋势基本相同,均表现为先增大后减小的变化趋势,在开挖施工完成基本保持稳定,最大竖向位移为7.6mm,小于竖向位移控制指标值,最大沉降为4.80mm,不会产生不均匀沉降破坏;建筑物沉降表现为监测点距离基坑间距越远,沉降值越小,最大沉降值为10.5mm,小于建筑物沉降控制指标值,最大不均匀沉降为11.1mm,建筑物不会发生不均匀沉降。     

顺层隧道开挖稳定性及现场监测研究

顺层隧道由于其特殊的地质构造与一般隧道开挖呈现出不同的围岩力学特征及破坏模式,需要重点加以关注。以软岩夹硬岩顺层隧道为研究对象,通过数值模拟分析开挖稳定性,并经过现场监测数据分析,对此类顺层隧道提出一定的防护措施建议。研究表明：隧道开挖后洞室周围压应力数值较小,拱顶两侧部分区域压应力较大,隧道周围的最大主应力出现在顺层理面;在隧道掌子面前方约1倍洞径范围内,产生了先行位移。在施工过程中,要加强掌子面前方1倍洞径左右范围内加强监控量测,确保施工安全。