地铁盾构隧道穿越高架桥梁基的力学行为分析

以兰州地铁盾构隧道穿越高架桥基础的实际工程为分析对象,通过数值方法模拟盾构开挖、衬砌施工过程,建立了地层结构及土性条件、高架桥及其基础的三维数值计算模型,开展了盾构隧道单向开挖及双向开挖完成的数值分析,得到了隧道上覆围岩地层沉降变形、衬砌结构应力、桥梁结构应力、桥基应力和变形变化规律。表明隧道上覆土层形成了沉降槽,其沉降曲线呈正态分布;开挖后桩身倾斜变形,桩身下部向洞内方向收敛变形,桩顶保持不变位;桩身的水平应力及轴力影响自上而下逐渐增大。为保证施工安全,对盾构开挖进行超前喷浆加固,对比结果表明注浆加固方法对减小不均匀沉降及盾构施工扰动具有明显效果。更多还原     

盾构隧道下穿高铁桥梁安全影响分析

以郑州地铁盾构隧道下穿郑西高铁桥梁工程实例，通过数值模拟分析，对左右线隧道分别下穿桥梁后，隧道施工对桥梁承台变形、承台内力及桩侧摩阻力变化、桥墩及上部结构的影响以及下穿桥梁前后桥梁结构设计控制参数的变化进行分析，根据规范沉降控制标准，对比已有下穿高铁桥梁经验及现场监测结果，分析表明:隧道左右线分开各穿一桥跨能较好的拉开空间距离，净距约在２倍洞径情况下，对承台变形影响较小，仅加强洞内注浆措施能满足隧道下穿引起的桥梁沉降控制要求；由于隧道开挖卸载的影响，桩侧摩阻力、桩身轴力、承台内力以及桥梁结构设计控制参数均会有一定影响，但变化较小。     

团九二期输水隧洞近距离下穿北京西郊线技术方案研究

随着市政基础设施建设和城市轨道交通的快速发展，新建隧洞与既有轨道交通线之间的交叉穿越愈发常见。新建工程穿越或并行既有轨道交叉施工，设计施工稍有不慎，不仅影响新建工程安全，还会引起既有轨道交通结构变形进而威胁运行安全。以团九二期输水隧洞施工一标盾构近距离穿越北京有轨电车西郊线为例，该段盾构施工区间土质疏松，地层结构复杂；输水隧洞与西郊线的位置关系由并行靠近到斜向下穿，盾构施工对西郊线的结构变形、运行安全都存在较大的影响。若变形超限，则可能引发车辆倾覆、线路停运等重大安全事故。因此，有必要通过采取一套有效的技术措施和监控手段，使盾构施工能够安全通过该区间段。采用地面复合锚杆隔离桩、盾构机同步注浆、克泥效减阻、洞内二次深孔注浆、地面实时监控量测等多种措施相结合的技术方案，并利用ANSYS有限元分析软件进行施工模拟分析计算，对设计方案和施工措施开展综合分析研究。模拟分析结果表明，采用选定的保护方案，盾构施工期间西郊线轨道的最大竖向位移为2.902 mm,最大横向位移为1.254 mm。通过施工过程中的实际监控量测结果可知，盾构施工期间西郊线轨道的实际最大竖向位移为1.5 mm,最大横向位移为0...     

盾构隧道侧穿建筑物对其桩基的影响分析——以武汉地铁8号线为例

以武汉地铁8号线区间盾构隧道近距离侧穿某建筑物桩基项目为背景,采用有限元数值模拟的方法,研究了盾构隧道侧穿建筑物时,在有无隔离桩保护的条件下,对建筑物桩基变形和内力的影响。结果表明：盾构近距离侧穿对该建筑物的桩基有较大影响;当采取钻孔灌注桩隔离措施后,在隔离桩的保护下,建筑物桩身的最大总位移和最大剪力与无隔离措施相比降低了60%左右,很好的反映了隔离桩措施的合理性和有效性。研究成果可为后续类似地铁工程的设计和施工提供参考。      

软土基坑被动区加固对邻近地铁隧道的变形控制效果分析

针对武汉市某全地埋式污水处理厂深基坑工程,采用三维有限元建立包含基坑支护结构、地下箱体结构、坑内工程桩以及邻近隧道的整体模型,模拟分析实际施工工况下基坑开挖对邻近隧道的影响,对比分析被动区加固空桩部分、实桩部分以及工程桩的作用对地铁隧道变形的控制效果。结果表明：被动区加固实桩、空桩及工程桩对地连墙的水平位移以及邻近隧道水平位移均有一定的控制效果,其中工程桩的影响最为显著;被动区加固空桩部分对地连墙及邻近隧道的竖向位移影响较小,而被动区加固实桩和工程桩虽抑制了坑底土体的隆起,却增大了地连墙及邻近隧道的竖向隆起。围护结构施工及基坑开挖引起隧道产生朝向基坑方向的水平位移及竖向隆起变形,主体结构施工对既有隧道的隆起具有明显的抑制作用,基坑施工全过程隧道变形量均能满足变形控制要求,表明基坑设计所采取的位移控制措施是切实有效的。     

近距离人工挖孔桩施工对盾构隧道的影响分析

采用有限元分析软件MIDAS/GTS进行模拟分析,模拟了近距离人工挖孔桩施工对盾构隧道的影响,得出了近距离人工挖孔桩施工导致盾构隧道周边地层应力发生一定程度的释放,从而诱发盾构隧道结构受力发生变化和变形,但人工挖孔桩施工对盾构隧道的结构受力和变形影响较小,其中盾构隧道最大变形量为1.1mm。     

桩基础和隔离桩在控制路堤对桥基影响中的应用研究

以苏通大桥为工程背景，针对路堤穿越既有桥梁的工况，采用有限元软件ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ建立三维模型，对比分析了路堤下设置桩基础和路堤边缘设置隔离桩两种措施对减小桥基影响的效果。结果表明:路堤下设置桩基础和路堤边缘设置隔离桩都可以减小因路堤穿越对桥基产生的影响，且在一定范围内桩长越长，控制效果就越好。当存在软弱土层时，宜选用桩基础，且桩底应落在较好的持力层中。在竖向沉降和桩身内力方面，桩基础的控制效果较好，而在桥基水平位移控制方面，隔离桩的控制效果较好，且隔离桩越靠近路堤边缘，效果就越好。     

新建墩承台施工对邻近既有高铁线路基的影响研究

轨道交通的发展使得轨道线路密度显著提高，靠近既有高铁线近距离施工情况增多。为了研究新建墩承台对邻近既有高铁线路基的影响，建立ＰＬＡＸＩＳ2Ｄ模型，计算不同施工工况下邻近既有高铁线路基土体、挡土墙以及桩基水平位移和沉降，并探究施工距离对路基位移的影响。研究结果表明:既有高铁线路基段土体和挡土墙有相似的位移趋势，位移最大值发生在路基靠近基坑一侧最上部顶点，向基坑方向水平移动并伴随着一定的沉降。在施工工况中，激活钻孔灌注桩、基坑降水开挖对水平位移和沉降影响较大；钢板桩插拔以及新建桥墩浇筑加载分别对水平位移和沉降也有明显影响。除此之外，墩承台施工距离越近，对既有高铁线的影响越大，尤其是距离在1．8ｍ以内时影响极大，60ｍ以外则几乎没有影响。     

复合地层土压平衡盾构施工技术研究

以苏州轨道交通3号线为工程实例,研究土压平衡(EPB)盾构在复合地层中的施工技术。苏州轨道交通3号线何山路站至苏州乐园站区间隧道通过108 m"上软(土)下硬(岩)"的复合地层,工程风险极大,需在设计和施工阶段采取必要的风险控制措施。在设计阶段:通过改变隧道纵坡,缩短复合地层段长度;通过改良TBM刀盘设计,优化机械运行参数,实现盾构机械参数和地层物理参数的匹配;通过对隧道上部松散土体静压注浆加固和在建筑物与隧道间安装隔离桩,控制地层变形和保护邻近建筑物;采用三维数值模拟预测隧道开挖引起的地层变形和建筑物沉降,为工程决策提供依据。在施工阶段:对于软土、复合地层和硬岩段采用不同盾构运行模式和掘进参数;掘进过程采用六个主要参数指标进行控制;采用在盾构机前方开挖竖井进行损坏刀箱、刀具的更换。施工监测显示:实测地表和建筑物沉降与三维有限元预测、Peck经验公式预测结果吻合良好,地表沉降控制在2. 0cm以内,邻近建筑物沉降控制在3 mm以内。工程的顺利实施为国内其他类似复合地层隧道盾构掘进工程提供有益借鉴。     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂。采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究。选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引起的地层及既有隧道的纵向位移变化规律。研究成果可为盾构近距离施工控制措施提供参考。     

列车振动作用对紧邻盾构隧道变形影响研究

针对新建盾构隧道近距离穿越既有运营隧道的超复杂施工工况,通过物理相似模型试验研究 了盾构施工和地铁列车移动耦合作用下既有运营隧道的变形规律,分别获得了不同穿越顺序下既有隧 道的纵向变形曲线,并就不同穿越顺序影响进行了对比分析,给出了多线叠交新建盾构隧道合理穿越顺 序。试验结果显示:“先下后上”施工将会引起既有隧道更大的纵向沉降变形;“先上后下”下穿阶段既 有隧道的沉降量在其沉降总量中的占比更大,沉降速率更快,且两种穿越顺序下,既有隧道的纵向变形 集中在下穿隧道中心线左右１．４倍隧道外径范围内;同等施工水平条件下,“先上后下”穿越方案更有利 于既有运营隧道的保护。     

浅埋盾构区间侧穿地下承重桩加固技术研究

济南市CBD预留轨道交通工程,为克服盾构侧穿历下广场站地下空间开发结构时遇到的浅埋、侧穿地下承重桩基距离较近等施工难题,确保地下承重桩沉降、位移在规范要求之内,通过分析区间的地质特性和施工工况,采取了钻孔灌注隔离桩保护承重桩、高压旋喷预加固地层、盾构掘进施工技术控制、沉降控制等施工方案.监测结果表明,采取以上措施后,盾构顺利侧穿地下构筑物桩基,并且各相关检测项目都符合相关设计要求.     

盾构穿越多条既有隧道施工环境扰动分析

新建盾构穿越多条既有隧道施工是近年不断出现的新型地下空间布置形式。穿越邻近既有隧道过程除了会使地表发生隆沉,还会对已有隧道产生扰动变形影响。建立了针对新建盾构垂直上、下穿现有隧道穿越施工形式的三维弹塑性有限元动力学模型,并进行了全过程仿真分析。并根据一些结果,提出了预测多线盾构隧道施工地表沉降的Peck修正公式。研究表明:当各隧道间的净距处于扰动影响范围内时,盾构掘进对地层产生二次扰动,将对既有隧道产生较大影响。盾构上穿现有隧道时,地面将发生较大变形,且均呈隆起趋势;而下穿现有隧道时,地面将发生较小的变形,现有隧道均呈下沉趋势。研究成果可为工程实际施工建设提供理论支持。     

隔离桩施工技术在西郊砂石坑蓄洪工程中的应用

地下穿越工程施工过程中对地面建筑物的沉降控制,一直是工程施工过程中的控制难点,西郊砂石坑蓄洪工程暗涵在穿越田村路西黄村桥的施工过程中,通过先期对桥桩与暗涵之间的地层进行隔离桩施工,减少了暗涵穿越桥区时的开挖对桥梁的影响,使桥梁的各项监控数据全部在要求的控制范围以内,取得了良好的施工效果,为以后的工程提供参考.     

基坑开挖对邻近既有下穿顶管隧道的变形影响分析

深基坑开挖引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对邻近隧道产生诸多的不利影响。采用有限差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ对基坑的开挖支护过程进行了三维动态模拟分析,在不影响顶管隧道安全使用的前提下,验证了基坑开挖采用桩锚支护结构的可行性,同时,基坑施工对顶管隧道的水平位移不均匀变形影响要强于竖向位移不均匀变形的影响,易使得顶管隧道在水平方向出现拉弯破坏,采取对基坑被动区土体进行旋喷桩加固的措施,可以减弱其对顶管隧道的影响。     

软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究

基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟,分别采用单因素分析法和多因素分析法,针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素,分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明：(1)基坑开挖影响下,既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大,隧道管片竖向位移方向表现为沉降,水平位移方向表现为向基坑方向产生位移,管片呈“横鸭蛋”状变形。(2)单因素和多因素分析方法结果表明,基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素,而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。     

盾构隧道下穿铁路施工诱发地层变形特征分析

<正>随着城市轨道交通工程的快速发展,盾构隧道施工不可避免的需要穿越既有建筑物,降低盾构穿越施工引起的地层响应,对维持既有建筑物的稳定至关重要。本文依托合肥地铁2号线I盾构隧道下穿淮南线与合宁绕行线铁路工程,采用MDAS-GTS有限元分析软件,分析了盾构隧道下穿铁路路基引起的地层变形特征,提出了相应的地表沉降控制方法,研究成果可为相关工程提供借鉴。随着我国城市建设水平的快速推进,城市轨道交通扮演着越来越重要的角色,而盾构法广泛应用于相关隧道工程的修建。随着地表建筑物数量日益增多,     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多.盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂.采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究.选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引...     

克泥效工法对盾构隧道地表变形的作用规律研究

软土地区盾构施工面临着严峻的地表变形问题,克泥效工法辅助盾构施工是缓解地表变形的重要控制措施。为探究克泥效工法对盾构隧道地表变形的影响规律,依托苏州轨道交通11号线玉-珠区间盾构工程,首先开展克泥效浆液压缩试验,得到浆液压缩变形规律;然后建立克泥效工法下盾构隧道双等代层有限元模型,模拟研究克泥效注浆工法对地表变形的影响规律。研究表明：克泥效浆液的压缩变形曲线近似符合线性关系,克泥效浆液性能受B液添加率影响明显,当B液添加率为4%时,克泥效浆液抵抗变形能力最强;建立的双等代层模型能够模拟克泥效工法对盾构隧道地表变形的影响特征,克泥效工法辅助盾构可减少约78%的地表最大沉降量;克泥效浆液填充率对地表沉降影响显著,填充率约150%时,对地表沉降的控制效果相对最好。研究结果可为克泥效工法在类似盾构隧道工程中的应用提供参考。