盾构隧道扩挖修建地铁车站对周边建筑影响分析

以北京地铁盾构隧道结合洞桩法修建地铁车站为背景,采用有限元模型,研究了盾构扩挖修建地铁车站对地表及周边环境的影响,研究表明,小导洞开挖和主洞开挖对地表沉降影响最大;车站扩挖施工对建(构)筑物的影响程度受到相对位置关系、建筑物与土体相对刚度等控制,现场监测和数值分析表明,打设隔离锚杆桩是临近建(构)筑物施工中控制建(构)筑物沉降变形的有效方法。     

大盾构扩挖车站受力转换及施工关键技术研究

北京地铁14号线将台站采用大直径土压平衡盾构先行通过,扩挖形成地铁车站。通过数值模拟进行受力转换计算并与实际监测数据进行对比分析认为:导洞开挖引起的地表沉降要大于大盾构施工引起的地表沉降,且最大沉降点逐步由导洞上方移动到盾构上方,体现出群垌效应;初支扣拱弯矩最大部位发生在初支与盾构K管片接触部位,是受力转换的关键;导洞开挖和初支扣拱阶段引起的地表沉降约占总沉降量的85%,是沉降控制关键环节。提出了扩挖施工关键技术:盾构管片拼装施工、初期支护、管片拆除、二衬施工。     

哈尔滨地铁人防改建工程施工监测技术研究

根据季节性冻土地区复杂环境下人防改建工程的监测成果,对影响施工安全的主要因素做了综合的分析和探讨。研究成果表明:隧道扩挖施工破坏了原有结构受力平衡,存在应力再次释放的过程,该应力重分布的过程对建筑物沉降和隧道围岩变形影响较小,对地表沉降有一定的影响;冻融现象对暗挖施工区间建筑物沉降和隧道变形基本无影响,但对处于交通要道处的地表沉降影响较大。     

盾构隧道扩建地铁车站地表沉降预测及分析

 广州市轨道交通6#线东山口站左线站台隧道采用盾构先行过站后扩挖方案修建,地面环境复杂,且建筑物桩基所处地层含水量高、孔隙比大,盾构隧道扩挖施工易引起较大地面沉降。应用数值模拟方法对扩挖施工诱发地层失水引起的地表沉降以及现场扩挖施工变形控制措施的实施效果进行预测,并且运用叠加原理将得到的最终地表沉降与实测数据进行对比分析。结果显示：地层失水沉降及扩挖施工沉降比例为2∶3;盾构隧道台阶法扩挖上台阶施工地表沉降量较大,两台阶两部与两台阶四部扩挖法地表沉降差别不大,盾构扩挖法修建左线站台隧道最大地表沉降为右线CRD法站台隧道的65%;拱部大管棚、袖阀管注浆复合超前预支护增加了地表沉降槽宽度,减小了地表沉降量及倾斜;盾构轴线偏移方案减小了围岩塑形区范围,更好地发挥拱部超前预支护的效果。     

基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究.结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小.此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈"W"形.下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用.     

富水砂层条件下盾构隧道扩挖联络线施工监测分析

郑州地铁2号线单线盾构隧道扩挖工程的地质条件为富水砂层,扩挖段上方建筑物密集,扩挖隧道内施工受力转换频繁且工序复杂,采用现场监测的方法对扩挖施工进行了分析,分析结果表明:(1)扩挖施工主要影响区域为扩挖隧道正上方,上导洞的开挖和临时支撑架设为施工控制的关键;(2)盾构隧道采用分步扩挖的方法可行,分步扩挖能够有效的控制施工沉降和提高施工安全。(3)在富水砂层条件下,采用大管棚和超前小导管注浆的预支护措施对富水砂层能够起到地层固结和加固的双重效果。     

临近既有深基础盾构施工地面沉降研究

地铁隧道施工的主要方法是盾构法,在地铁盾构施工过程中产生超挖,不可避免的会导致地面沉降。沉降过大会导致周边建构筑物产生不均匀沉降,地下管道差异沉降超过极限出现破坏,从而导致渗水、塌陷和线路中断等次生灾害产生。在地铁施工地表沉降监测中发现同一施工环境及条件下变形差异较大,在巡视中发现沉降异常的断面的一种情况是临近既有深基础的情况。目前的预测地面沉降的方法中都未考虑临近深基础的情形,经常使用的Peck公式不能预测该条件下的地表沉降值。文章通过理论分析,认为临近既有深基础是导致沉降异常的一种可能因素,通过理论推导给出了适用于临近既有深基础地面沉降的计算公式,对于盾构施工地表沉降控制具有一定帮助。     

基坑开挖地表沉降影响因素及关联度研究

城市地铁基坑工程开挖,打破了土体原始平衡,影响已建建筑物安全,地表沉降是反应施工影响的重要而又直观的因素。论文对基坑地表沉降的影响因素的作用机理进行了分析,在此基础上,应用灰色关联度分析理论,构建某地铁基坑工程地表沉降量与桩顶水平位移、深层位移、地下水位、支撑轴力、锚索拉力等监测项目之间的灰色关联度模型,得出地表沉降与各因素的关联度。结果表明:影响地表沉降的因素关联度大小顺序是桩顶水平位移、锚索拉力、地下水位、深层位移、支撑轴力。论文为以后研究地表沉降规律及类似工程监测方案优化提供理论依据。     

基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究。结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小。此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈“W”形。下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用。     

地铁车站盖挖联合管幕施工技术

针对广州某地铁车站施工中复杂的地上地下环境,提出盖挖联合管幕施工工法,充分利用管幕支承作用减少管线迁改、减少施工占地并保障施工安全。为验证方案的可靠性,采用ABAQUS有限元分析软件建立模型,分析地铁车站施工过程中的地表地层沉降规律及管幕受力变形规律。结果表明,管幕结构受力变形主要受其上覆土体荷载、右线顶板施工及地下2层土体挖除的影响,后续施工步对管幕的受力变形影响较小;施工引起的管幕上方地表沉降呈左缓右陡的沉降槽曲线;车站左线地下1层土体开挖引起的地表最大沉降可达最终沉降量的65%,右线顶板施工及地下2层土体开挖引起的地表最大沉降达最终沉降量的98. 6%,后续施工对地表沉降影响较小。     

地下通道开挖宽度对地表沉降的影响

根据深圳某地下通道的施工实践,浅埋地下通道开挖宽度对地表累计沉降值影响很大,基于此,文章主要依据对地表沉降、拱顶下沉、支护与土体接触压力、支护内力等施工监测资料的详细分析和有限元法计算,针对CD法施工中地表沉降的主要构成因素:开挖阶段的初支整体下沉和中隔墙拆除阶段的结构变形,从初支接触压力、支护整体刚度、支护结构受力、支护整体下沉等方面分析了开挖宽度对地表沉降的影响情况。分析表明,开挖宽度是影响地表累计沉降值的主要因素之一,随着开挖宽度增加,支护与土体接触应力增大,开挖阶段支护整体下沉量和拆撑阶段中隔墙受力的变大是导致地表沉降量值迅速增加的主要原因。     

地铁车站PBA法导洞施工诱发地表沉降规律研究

以长春地区土岩复合地层条件下地铁自由大路车站工程为依托,对地铁车站PBA法导洞施工引起地表沉降规律进行了分析。研究结果表明:(1)车站主体双层暗挖导洞施工引起的地表累计沉降量占车站施工最终沉降量的一半以上,约53.46%,地表沉降槽曲线为“单峰”形态,横向影响范围约50 m左右。(2)导洞施工诱发地表沉降分为初期沉降、快速沉降及沉降收敛3个阶段,初期阶段沉降4 mm左右,占14.81%,快速阶段沉降20 mm左右,占74.07%,收敛阶段沉降3 mm左右,占11.11%,隧道施工过程须重点监测掌子面靠近监测断面6 m与远离监测断面15 m的施工段。(3)开挖顺序与开挖进尺对地表沉降影响较大,选择先上后下,先边洞后中洞的开挖顺序最为合适,开挖进尺控制在0.1L~0.14L (L 为洞跨)为宜。     

广州市电视台新址项目基坑支护综合施工技术

广州市电视台新址项目基坑开挖面积达5.5万m2,开挖深度8.2m,主要采用“连续墙+预应力锚索”支护形式,文中详细介绍了大面积复杂土质基坑支护中的连续墙、预应力锚索等关键施工工艺,以及根据场地特点采用的土方挖运方式和施工监测等方面,结果证明基坑支护处于稳定状态,累计最大水平位移在设计允许范围内,保证了基坑工程的安全.     

西安富水砂层盾构施工Peck沉降预测公式改进

隧道开挖引起的地表沉降预测主要有公式法、数值法、解析法等,由于Peck公式法的合理、简便,被广泛应用于隧道开挖引起的地表沉降预测中。但由于Peck公式的局限性,在不同地层中预测隧道开挖引起的地表沉降时需要对其进行修正。本文以西安地铁某区间盾构穿越富水砂层为背景,通过现场实测数据、线性回归方法并引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β两个参数对原始Peck公式进行修正,得出α的取值范围为0.106 7~0.354 4、β的取值范围为0.539 0~0.681 9,将修正后的公式和现场数据对比发现拟合效果较好,参数取值合理。相关结论可供盾构在富水砂层中施工作为参考。     

软弱围岩小净距隧道动态施工力学行为分析

基于新奥法施工理念,结合某大跨度、小净距隧道工程浅埋段施工过程,根据采取的双侧壁施工方法,建立了数值模型,对其施工过程进行了三维有限元弹塑性模拟。分析了施工过程中随着各部的开挖,隧道周边各点竖向位移的变化;通过对开挖后地表沉降、支护受力和塑性区的模拟计算以及隧道拱顶沉降监测值与计算值的对比分析,进而对施工过程中隧道结构的安全性及围岩稳定性作出评价。数值计算结果表明,在软岩浅埋隧道中,超前小导管的设置可起到加固围岩和抑制隧道变形的作用,有效控制双线隧道开挖引起的反复扰动是小净距隧道施工成败的关键。     

深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析

以深圳平安金融中心基坑为研究背景,针对基坑围护结构特点,对其变形监测方案进行设计。结合基坑围护结构变形现场监测数据,重点分析基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律、基坑开挖钢支撑轴力随时间的变化规律,结果表明基坑围护结构设计是安全的。同时,结合基坑地表沉降监测数据,分析基坑开挖引起的地表沉降变化规律,得出基坑开挖地表沉降可分为沉降量线性增长阶段、沉降速率不断增加阶段、沉降速率递减阶段以及沉降趋于稳定4个阶段。在此基础上,针对沉降变形的变化规律,引入Usher沉降预测模型,建立基坑开挖地表沉降预测模型。实测数据与预测值吻合较好,表明该方法的可行性。     

施工环境对膨胀土基坑支护变形影响的模拟分析

膨胀土场地基坑工程变形控制是基坑工程设计和施工所关注的主要问题,其中基坑开挖过程中开挖卸荷、膨胀力作用、振动施工作业等环境条件对基坑支护结构变形影响程度尚缺少深入的研究。本文以经现场实测资料验证的模拟模型为基础,通过模拟计算与实测结果对比,分析了施工过程中开挖卸荷、降雨后膨胀力、锚索施工振动和重载车持续作业及其组合作用等工况对基坑支护桩水平位移的影响程度。结果表明,开挖卸荷的影响最小,占比约为15.45%;降雨后膨胀力和重载车辆持续作业的影响较小,占比分别约为23.81%和23.24%;锚索施工振动的影响最大,占比约为37.50%。     

黄土地区地铁开挖引起地表沉降试验分析

 城市修建地铁所引起的地表沉降已经成为重要的研究课题，为合理评价黄土地区不同施工方法对城市地铁开挖引起地表沉降的影响，依托西安地铁修建工程实际，对在黄土地层中开挖地铁隧道引起的地表沉降进行离心模型试验，模型试验比率为1∶60，模型箱尺寸为700 mm×500 mm×360 mm，试验对正台阶法、全断面法、双侧壁导坑法和中隔壁法4种不同的城市地铁施工方法的试验结果进行对比分析；结果表明，黄土地区地层开挖地铁隧道所引起的地表沉降以主固结沉降为主，全断面法是控制黄土地质地表沉降最有效的方法，试验结果为黄土地区城市地铁设计施工提供了可靠依据。     

膨胀土边坡物理模型试验研究

进行了一系列压实膨胀土的大型静力模型试验,对边坡土体吸湿后的含水率、膨胀变形等进行了实时监测。试验成果显示,膨胀土边坡浅层土体吸湿后其含水率场分布不均匀,干湿分界面处土体易由于不均匀膨胀变形而导致局部剪切错动,并随水分在坡体内的迁移,局部滑动面逐渐向边坡纵深扩展,在不同深度、不同部位形成多重剪切滑动面,最终导致边坡整体塌滑。针对静力模型试验进行了考虑膨胀性的非线性有限元计算,比较了边坡自重条件下和吸湿后应力场的变化,可知吸湿引起顺坡向正应力在干湿分界面处变化剧烈,剪应力明显增大,强度折减法得到的模型试验边坡安全系数仅0.92。研究成果表明：影响膨胀土边坡浅层稳定性的最根本原因并非膨胀土的超固结性或裂隙性,而是土的胀缩特性。