基坑开挖对下卧既有地铁隧道变形规律研究

研究基坑工程下卧既有地铁隧道的变形规律,可以为基坑安全施工、控制隧道变形、提高隧道运营的安全稳定提供参考依据。文章依托青岛梅岭东路地下通道工程,基于Mindlin解与弹性地基梁理论,推导了基坑工程开挖时隧道附加应力与变形量的计算公式,并采用有限差分软件,模拟基坑工程开挖对下卧既有地铁隧道的变形影响,对比分析了地表沉降和地层竖向变形的理论、实测和数值结果。结果表明：基坑开挖时,距钻孔灌注桩<20 m,围护桩后地表沉降与测点距围护桩距离成正相关;隧道衬砌结构竖向和水平位移分别与基坑开挖深度成正相关,至基坑开挖完成后,其竖向和水平最大位移分别为9.35和2.15 mm。     

下沉广场开挖对下卧地铁联络线隧道的影响

随着地铁等地下设施的完善,地铁或地铁联络线上方大面积深基坑开挖问题出现,评价和预测基坑开挖对其下卧地铁隧道的影响成为亟待解决的问题.针对地铁联络线隧道下穿下沉广场等施工条件,结合下沉广场基坑开挖工程,采用Boussinesq解和Mindlin解计算广场开挖卸载产生的附加应力,用分层总和法计算下卧联络线隧道的回弹位移.计算结果表明,Boussinesq解和Mindlin解的计算结果相差不大,Boussinesq解更安全一些,计算地铁联络线隧道顶部、底部中心线处最大回弹位移分别为13.8 mm和3.5 mm,满足轨道竖向变形要求,联络线隧道轨顶面回弹位移计算值与实测值较为吻合,证实了该计算方法的合理性.     

邻近工程施工卸载再加载对已建盾构隧道影响的风险分析

基坑开挖和上部结构施工引起的卸载和再加载会使邻近已建盾构隧道产生一定位移与变形.以上海已建地铁盾构隧道侧向和上方受基坑开挖和结构施工引起的卸载和再加载工况为背景,利用数值模拟方法,分析了隧道侧向和上方不同区域开挖和结构荷载施加过程中隧道的整体位移和隧道结构变形的发展规律.结果表明,隧道侧向与上方卸载,会使隧道位移与结构变形产生不同幅度的增加;而侧向与上方再加载,会减小因卸载而产生的隧道位移,但会增加部分隧道管片结构变形.因此只有综合分析隧道的位移与结构变形,才能合理预测分步卸载、再加载对已建盾构隧道的影响规律,减小因工程施工引发的已建盾构隧道结构安全风险.     

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.     

基坑开挖对下卧盾构隧道的影响风险分析

目的研究基坑开挖对邻近既有下卧盾构隧道结构产生的附加应力及不均匀变形,为施工阶段既有隧道的风险评估及控制措施提供参考.方法以哈大客专沈阳站房改造工程为背景,探讨了基坑开挖卸载对下卧盾构隧道造成的主要风险因素及盾构管片破坏的类型,针对土体力学参数的空间变异性及随机性引入蒙特卡洛模拟与三维有限元相结合的方法对衬砌结构的风险事故发生概率进行定量分析.结果基坑开挖卸载之后,隧道横向位移及管片最大压应力超出规定值的概率均为0;上抬变形量及管片最大拉应力超出规定值概率分别为39.8%、2.29%.多种因素下盾构管片总失效概率为41.18%.结论基坑开挖方法要遵循减少单次卸荷量及隧道穿越跨度的原则,并且开挖后应尽量减少基坑的放置时间.     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

随着城市化的发展,骑跨于邻近地铁隧道之上的基坑开挖工程越来越多,在基坑开挖过程中如何更好的控制对既有隧道变形的影响是一个亟待解决的问题。本文运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。     

新建排水工程基坑施工对既有地铁隧道的影响分析

地铁保护区范围内工程施工不可避免地涉及对既有城市轨道交通设施的影响与保护问题.以徐州市津浦东路排水工程基坑上跨地铁1号线盾构区间为背景,采用精细化的数值模拟方法,针对不同基坑开挖卸荷条件下既有盾构隧道的影响进行研究.研究结果表明:一次开挖卸荷20 m,引起隧道结构变位位移大于5 mm,不满足地铁安全保护变形控制值要求;优化后的分段开挖方案,盾构区间的各项变形指标均在安全控制要求范围内;基坑开挖卸荷对隧道结构的受力状态影响较小,经检算,隧道结构的受力状态基本未改变,隧道主要呈压弯受力.     

盾构隧道上卧基坑开挖的变形分析

结合上海地铁某区间盾构隧道上卧基坑工程实例,采用同济曙光GeoFBA()有限元程序建立该基坑工程的二维数值分析模型,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道变形的影响,并与施工监测结果进行了对比分析,为优化设计和安全施工提供了有益的参考.     

非对称基坑开挖对邻近地铁隧道变形性分析

以沈阳市金廊深基坑工程为例,利用MIDAS/GTS有限元软件建立三维数值分析模型,对基坑开挖引起的隧道区间和地铁车站位移情况进行分析,并通过现场实测进行验证。结果表明：基坑开挖深度与地铁隧道埋深相近时,随着基坑开挖卸荷隧道区间结构整体上浮,越靠近基坑中心,上浮变形趋势越明显,但水平和竖向位移不大。基坑开挖会造成车站出入口朝基坑处发生水平位移和整体下沉,出入口扶梯位置上下端位移不明显。     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。     

基坑开挖对邻近地铁区间隧道结构安全的影响分析

为研究基坑开挖卸荷对邻近地铁区间隧道所带来的附加变形及附加应力的变化规律,以青岛某邻近地铁基坑施工项目为例,对基坑开挖和主体结构施工工况进行模拟分析,得到不同施工步骤下地铁隧道的位移变化情况和受力状况.研究结果表明：既有区间隧道结构各向位移随基坑开挖深度的增加而增大,最大达2.14 mm,为水平侧向位移;主体结构施工后,由于外部荷载的及时补充,隧道结构各向变形得到抑制,减小至1.91 mm,满足规范控制要求.该基坑开挖期间施工工况不影响地铁的正常运营,但施工过程中应注意各施工步骤间的衔接.     

坑周土压力与土体变形关系的试验研究

用武汉地区具有代表性的粉质粘土,在等压固结条件下进行保持轴向应力1σ不变、卸载侧向应力3σ的排水试验,模拟基坑开挖过程中坑周土体的应力路径,探索应力-应变关系的变化规律.研究表明：侧向卸荷应力路径下,该土样轴向和侧向的应力-应变关系呈双曲线型,且轴向破坏应变大于侧向破坏应变;一般轴向切线变形模量大于其侧向切线变形模量值.     

地铁暗挖隧道下穿预混站相互影响评价分析

为了评估成都地铁6号线三期出入场线下穿预混站的安全性,采用数值计算方法,利用Midas软件建立三维有限元模型,对隧道开挖施工、预混站的加卸载和后期预混站的拆除进行了数值仿真分析,得出了隧道开挖对地面沉降、上部既有结构变形和内力的影响程度及规律,给出了预混站设计寿命中的各工况对地铁隧道的影响。结合分析,提出了工程实施中的主要监测项目和控制指标,并将相关工程监测数据和数值分析结果进行了对比分析,结果表明:隧道开挖工程中引起的土体扰动和应力重分布会对上部预混站桩基产生卸载效应;整体引起的既有预混站桩基轴力及弯矩变化较小,均在工程可接受的范围内。     

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.     

箱涵顶进施工对下卧既有隧道变形影响分析

以某箱涵顶进施工上穿既有隧道为工程背景,采用ABAQUS数值软件建模分析,重点分析了箱涵顶进施工过程中既有隧道的变形规律,得到以下结论:箱涵顶推施工过程中,左线隧道首先被扰动而发生变形,由于左线隧道一直承受上方箱涵卸载和顶推摩擦力影响,致使在开挖完成后左线隧道的变形量和变形影响范围均大于右线隧道;箱涵顶推过程中,各阶段...     

地铁隧道开挖过程三维物理模型动态试验研究

据相似材料大比尺三维概念物理模型理论,高仿真度制作了成型盾构隧道地铁站厅隧道开挖试验物理模型。模拟了双盾构隧道之间开挖站厅隧道的全过程,研究了站厅隧道、横通道开挖过程中模型地表沉降,土体的变形,盾构隧道及站厅隧道洞周特征点的位移。模拟并研究了混凝土加固桩对土体位移的影响,总结出土体的动态力学特征和变形规律,得出一些有益的认识和结论。对指导地铁施工、研究在已建成双隧道间拓展开挖站厅空间具有十分重要的意义。     

基于流固耦合效应隧道下穿施工围护桩变形研究

针对处于富水地层中的隧道下穿地下通道工程,采用流固耦合分析方法,研究在渗流场作用下下穿施工对地下通道围护桩沉降和轴力的扰动规律,同时还考虑壁后注浆加固对围护桩稳定性的影响.结果表明:隧道贯通后,桩体受到影响,发生了应力场与位移场的变化,沿桩深方向的竖向位移分布较为一致,并且首先掘进距桩体较近的隧道会对桩体造成更大的变形影响;沿桩身方向自上而下水平位移逐渐增大,增量幅度也在缓慢增加;隧道开挖不会对围护桩轴力分布产生显著的影响.     

基坑开挖对下方近距离隧道的保护

随着城市建设的高速发展,出现了不少在地铁隧道上方的基坑开挖,特别是相互间距离很小的情况,如何采取有效措施控制隧道的变形,是值得摸索和研究的课题.在已经完工的上海东方路下立交过程中,依靠有针对性的设计和施工措施,使距其基坑底下3 m的地铁2号线隧道得到了很好的保护.通过对这些工程措施的总结和分析,并对比基坑开挖过程中的"横向"时空效应,将施工中采取的这些措施很大程度上归结为基坑开挖"纵向"时空效应的体现.实践证明,通过充分发挥基坑开挖时的"纵向"时空效应,能有效控制基坑的"纵向"的变形.同时,文章中总结的工程措施对以后的类似工程起到相当的指导作用.     

基坑开挖卸荷对下部既有隧道影响数值模拟

基于某地铁隧道上基坑开挖工程,采用Plaxis 2D建立平面应变数值模型,分析不同开挖工序和方法对下部既有隧道变形的影响,并在此基础上进行土体参数等影响因素分析。结果表明：采用分层分区法开挖基坑能够有效控制基底土体的回弹和下卧隧道的竖向位移;土体物理参数中弹性模量E对隧道位移的影响最大,泊松比v影响比较明显,有效黏聚力c~′的影响较小;并提出双线隧道最大竖向位移与相对开挖长度的经验公式。     

隧道开挖引起地表变形及应力分布模拟分析

应用有限元法对某地铁车站隧道开挖引起的地表沉降和水平变形及隧道围岩的应力分布进行了模拟分析．结果表明,在隧道开挖过程中,采用边开挖边支护的方法可以有效减轻地表沉降及水平变形．