隧道施工公路路面沉降规律和控制标准研究

新建铁路大量出现下穿既有公路的交叉工程,隧道施工沉降将影响公路行车安全,急需建立下穿公路隧道施工沉降控制标准.本文根据公路运营安全平整度要求,揭示了公路维修标准平整度与隧道施工路面最大沉降值的关系;应用正交数值试验方法,提出了不同等级公路路面允许的隧道施工沉降值及沉降速率.     

泥水盾构施工引起的地面固结沉降实例研究

通过对杭州钱塘江隧道泥水盾构施工的分析,研究了泥水盾构施工引起的地面固结沉降的特点,提出划分地层损失沉降和固结沉降的实用方法,总结了盾构施工引起扰动土体固结沉降的机理、影响因素及控制措施.分析表明：无论是地层损失沉降还是长期沉降,均可用Peck公式较好地拟合;横向地面固结沉降曲线不符合高斯曲线形式,一般隧道轴线或附近地面固结沉降最大,向两侧递减;扰动土体固结使得横向沉降槽不断拓宽;软土地区盾构隧道施工,可取地面沉降曲线或沉降速度曲线的转折点作为地层损失沉降和固结沉降的界限;通过优化泥水盾构掘进参数,可减少施工扰动,从而降低固结沉降量和固结沉降时间.     

高速铁路隧道下穿高速公路地表沉降影响分析

针对京沪高铁金牛山隧道下穿既有公路的地表沉降影响,运用有限元软件ANSYS对隧道下穿既有公路进行数值模拟,考虑台阶法、双侧壁导坑法和CD法3种开挖方式,得出地表沉降的规律,并通过对比高速公路路面沉降控制基准值,对高速铁路隧道下穿高速公路的安全性进行了评价,结果表明,以变形控制为基准的最优开挖方式为双侧壁导坑法.     

地铁双线盾构隧道下穿高速铁路路基沉降分析

以某地铁双圆盾构隧道下穿高速铁路路基工程为依托,根据天津软土地层条件,采用FLAC3D数值模拟软件,考虑CFG桩复合地基等效、列车荷载、盾构隧道施工壁后同步注浆效果、注浆压力、掌子面土舱压力、施工错距、地下水的影响等因素,模拟了盾构穿越路基的全过程,对路基顶面横向沉降槽形态进行分析研究.研究表明:路基顶面最大沉降量为6.88mm,最大沉降坡度为0.29‰;沉降槽较平坦,形态为单峰,先行隧道施工引起的路基顶面沉降值大于后行隧道引起的路基顶面沉降值.     

新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降分析

相比直线线路盾构施工,新建曲线盾构下穿施工引起既有隧道沉降规律更为复杂,且相关研究较少。基于两阶段分析法研究新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降。第1阶段,结合镜像法、修正Loganathan法和Mindlin解,考虑曲线盾构转弯过程中的转弯超挖间隙和弯道内外侧不平衡施工参数的影响,计算新建曲线盾构施工引起土体竖向位移的3维解;第2阶段,将土体竖向位移视为位移荷载,施加在既有隧道上,基于Pasternak地基理论和Timoshenko梁理论,构建能够同时考虑土体剪切效应和既有隧道剪切效应的既有隧道沉降控制方程,运用有限差分法对方程降阶并求解。最后,与工程实例对比验证理论和控制方程的正确性,并对影响既有隧道沉降的关键参数进行分析。结果表明：新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降槽曲线具有非对称性,最大沉降位置位于弯道内侧1～2 m处,与未考虑曲线影响的计算结果相差较大。减小掘进路线的转弯半径R₀会增加既有隧道沉降,弯道内侧沉降增速大于弯道外侧,一般要求R₀不小于300 m;当R₀大于600 m时,可视作直线隧道下穿。增大刀盘直径D′会增加既有隧道沉降,沉降增加速度也随D′的增大而增大,但增大D′对沉降槽曲线的偏移程度影响较小。增大新建隧道与既有隧道竖向间距Z_c会减少既有隧道沉降。     

下穿公路隧道大型三维有限元静力仿真研究

针对公路隧道近距离穿越既有公路、铁路等构筑物和建筑物的工程,研究当前施工工法和支护方案下隧道围岩变形范围和上方既有公路受影响程度,并对既有公路的安全性进行评估,采用大型三维数值模拟方法开展甸头隧道近距离穿越既有公路段的分析,得出采用三台阶掘进能有效控制既有公路的沉降变形,且隧道轴向方向变形差异较小,围岩基本处于受压状态,塑性区集中于两腰部及以下,但衬砌在开挖后受拉应力较大易破坏的结论。     

公路隧道下穿古长城施工优化研究

依托银川滨河新区长河大街延伸项目隧道工程,采用ABAQUS对不同开挖方法(两台阶法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法)及支护方案展开数值模拟研究,通过计算得到结构应力、古长城沉降值,并与监测数据进行对比分析.结果表明:采用双侧壁导坑法开挖和支护方案二得到古长城的沉降值为2.809 mm,较两台阶法、单侧壁导坑法分别减小了 119.47％和64.15％,表明双侧壁导坑法对保证古长城的安全更为有效.相关结论可为隧道下穿古建筑类似工程提供借鉴.