类矩形盾构隧道施工对邻近地下管线的影响研究

简化地下管线的三维力学计算模型,利用随机介质理论推导的土体沉降计算公式,得到类矩形盾构隧道施工对垂直交叉地下管线变形、弯矩、应力和应变的计算公式,通过算例分析土质条件、管线埋深和管线直径以及管壁对管线所受极限弯矩的影响。研究结果表明:管线极限弯矩受土质条件的影响较大,砂土中管线所受的最大极限弯矩大于黏土,但黏土中极限弯矩的影响范围更广;随着管线埋深的增加,管隧间距变小,隧道施工对管线的影响变大,管线所受的极限弯矩随之变大;管径和管壁的改变对管线所受极限弯矩有较大影响,管径的缩小造成管线的抗弯刚度减小,导致管线极限弯矩减小。     

类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究

类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工,地下管线沉降、变形及地表沉降的规律变化。研究结果表明:管隧垂直工况时,管线竖向位移曲线呈高斯分布,竖线位移反弯点出现在隧道轴线附近处,管线弯矩呈"M"型分布,最大竖向位移及弯矩位于隧道轴线正上方;管隧斜交工况所受影响比管隧垂直工况影响更大;管线埋深越大,管线受影响程度越深;管线竖向位移随土体损失率减小相应降低,隧道轴线正上方管线竖向位移与管线最大正弯矩及两个较大负弯矩减小幅度较大,管线两端受影响程度较小;地表沉降受土体损失影响较大,沉降值比管线大。     

双洞盾构施工对邻近桩基础的影响研究

隧道开挖不可避免的会影响围岩的变形,从而对周围的既有基础及结构物产生复杂的影响,且多为不利影响。本文针对某市地铁区间盾构的设计及施工方案,运用有限元计算方法,分析了双洞盾构施工情况下,隧道开挖对邻近桩基础的影响规律,得到了桩基位移及内力变化的最不利时刻,进而寻找到在桩基最不利的位移及内力的变化特征,能够为类似的工程设计及施工提供参考。     

类矩形盾构隧道施工对邻近桩基附加荷载的研究

类矩形盾构在施工过程中会产生附加应力,根据源汇法理论,推导附加应力公式,修正了在土体损失和附加注浆压力作用下的土体附加应力公式。通过算例研究了邻近桩基附加荷载的分布规律。算例分析结果表明,开挖面前方桩基在类矩形盾构的掘进过程中受到挤压力作用,在盾构推进过程中,附加拉压应力的极值出现在轴线埋深处;在类矩形盾构推进过程中,其产生的正面附加推力对土体产生的荷载关于隧道轴线对称;桩基所受的最大附加荷载与离开挖面距离成反比,且衰减幅度减小,曲率变缓。     

盾构隧道穿越不同基础类型建筑物实测分析

为确保盾构隧道施工过程中周边建筑物的安全,文中以合肥市某轨道交通区间为背景,对盾构掘进过程中引起的建筑物沉降进行现场监测,并结合盾构掘进参数,研究盾构隧道掘进施工对不同基础类型建筑物的沉降影响规律。结果表明盾构开挖对桩基础建筑物沉降的影响较大,对独立基础建筑物沉降的影响较小,而对建筑物不均匀沉降的影响刚好相反。     

富水砂层盾构下穿对邻近建筑物的安全性分析

为研究富水砂层地区盾构下穿对村民楼的影响,以某实际工程为依托,利用midas GTS NX有限元软件模拟盾构下穿村民楼的全过程,分析盾构掘进对地表沉降和建筑物不均匀沉降的影响。研究结果表明：地表最大沉降量出现在左线隧道中心线的正上方,最大沉降值为11.24 mm,开挖面离建筑物越近,建筑物受到的影响就越大,建筑结构的最大沉降量为12.42 mm,发生在建筑中部,最小沉降量为10.10 mm,发生在建筑最右侧,差异沉降为2.32 mm,均在可控范围内。     

类矩形土压平衡盾构施工附加应力分析

 采用弹性力学Mindlin解,考虑刀盘正面附加推力和不均匀壳体摩阻力,分析类矩形盾构施工引起的土体附加应力。结果表明,类矩形盾构掘进引起的附加应力具有区域特征,刀盘前方土体受压,后部土体受拉。与双圆盾构、大直径圆形盾构相比,类矩形盾构掘进引起的附加应力较小,接近大直径圆形盾构,有利于土体扰动控制。研究结果可为类矩形盾构施工地下管线保护、地层扰动控制及“单洞双线”地铁隧道盾构选型等提供参考。     

类矩形盾构隧道施工时对周边建筑物的保护

为进一步完善类矩形盾构法隧道的施工保护技术,以宁波轨道交通4号线类矩形盾构区间为工程背景,开展了建筑物保护施工配合研究.经工程实践检验证明,类矩形盾构法隧道施工技术在沿途近距离侧穿老旧建筑的情况下,对周边的地层环境有较好的保护效果,验证了类矩形盾构法隧道工法在城市核心区、老旧城区地下空间诸多限制条件下修建隧道的优越性.     

类矩形盾构区间拆复桥梁设计

类矩形盾构由于其占地面积小,截面利用率高,在地铁建设中已经取得了成功。作为一种新的盾构施工方法,与之相对应的桥梁拆复设计也需要在实践中进行摸索。由于国内同类案例还比较少,该工程结合宁波市轨道交通4号线类矩形盾构区间,阐述了类矩形盾构区间的桥梁拆复方法,希望能为后续同类工程提供一些参考和借鉴。     

隧道盾构施工对地面建筑影响分析

文章结合某隧道施工工程,研究分析盾构施工对地面五层规则框架式老旧砖混建筑结构的受力与变形情况,利用ANSYS创建三维地面建筑结构、地层和隧道一体化模型,研究在单线盾构推进过程中地面砖混建筑结构的差异沉降以及墙、板的应力与沉降的变化规律。     

盾构掘进姿态对近接桩基的影响分析

盾构机在某地铁工程区段与立交桥桩基进行近接施工,近接距离最小仅为2.25 m,因此盾构掘进过程中要采取措施严格控制对近接桩基的影响,以保证盾构顺利施工和立交桥的安全。通过有限元软件分析了盾构在不同掘进姿态下对近接桩基的影响,其数值分析结论指出,盾构掘进姿态对近接结构物的影响十分显著,施工时应对盾构机的掘进姿态进行严格控制。     

隧道盾构开挖对邻近建筑物的变形影响分析

以南昌市地铁某盾构区间隧道近距离侧穿高层建筑物为依托,采用有限元计算和现场监测相结合的方法,对新建隧道侧穿邻近建筑物过程中所引起邻近建筑物沉降、倾斜以及桩基础变形进行了深入研究,分析了盾构施工扰动对建筑物及基础结构的影响规律。结果表明:盾构施工对建筑物的影响具有滞后效应,并且呈区域性,盾构侧穿建筑物过程中,建筑物测点变形在盾构开挖面到达20 m后达到最大,对建筑物影响范围约为建筑物前后30 m;桩基础变形与距盾构推进面的距离有关,距离盾构推进面越近的基础桩变形越大,而当距盾构推进面超过一定距离时,影响并不明显。该研究数值模拟与现场实测的规律基本一致,表明有限元模拟计算方法预测盾构施工对邻近建筑的影响具有指导意义。     

盾构法施工过程的有限元模拟

在综合考虑了现有的有限元模拟方法的基础上,对部分仿真模拟细节进行了改进,改进了水平荷载的施加方法,用"等代层"来模拟盾尾建筑空隙,用预设单元的刚度迁移来模拟盾构的推进过程。通过对某地铁隧道盾构施工过程的模拟,分析了盾构推进过程中地表土体的位移与变形,计算得到的隧道横断面和隧道纵向地面沉降分布曲线与实测数据比较接近,结果证明了模拟方法是可行的。     

盾构隧道施工对邻近混凝土框架结构的影响分析

基于盾构施工对地层影响规律和现场实测资料,对因隧道下穿混凝土框架结构的变形、受力及其抵抗差异变形的能力进行了分析。研究表明:框架结构基础沉降较大的柱体承受上部荷载会减小,甚至出现拉力状况,相邻柱的轴压力和弯矩增大,横梁弯矩增大;对于老旧建筑物,配筋较少,对差异变形敏感,抵抗差异变形能力差;通过数值模拟计算得出不同工况下差异沉降,当单柱总沉降小于2 mm,差异沉降率小于0.35 mm/m时,盾构施工对建筑物影响较小,安全风险可控,并以此为安全风险控制指标指导施工;工程现场实测单柱最大沉降1.14 mm,柱间差异沉降斜率为0.06~0.29 mm/m,二者均在风险控制指标范围内,地铁下穿过程中框架结构稳定性保持良好。     

盾构掘进穿越民用建筑的沉降影响研究

盾构法施工不可避免地会对隧道周围岩体产生扰动,引发不同程度的土体变形和地表沉降,对地表结构造成不利影响。因此,以郑州市轨道交通5号线12标段西站街站—建设路站区间隧道工程为背景,利用ABAQUS有限元软件,建立三维盾构开挖模型,在考虑了盾构单元、管片单元、等代层单元、土体单元的协同作用后,分析了现场沉降监测结果和数据模拟结果,发现模拟出的沉降结果曲线与实测结果曲线走势相似。该研究结果可为盾构左线施工提供一定的理论指导。     

软土地区盾构掘进对已建隧道影响的研究现状

软土地区盾构近距离穿越已建隧道的工程近年来不断增加,尤其是运营中的地铁隧道其结构安全保护要求很高。在地铁不停运过程中,相邻穿越施工中稍有不慎都可能引发巨大的安全事故。穿越施工对地层及相邻隧道结构扰动的因素众多,机理复杂。本文归纳了国内目前类似施工的控制指标,对该类工程的研究现状、变形机理及影响因素进行了探讨。     

盾构施工对邻近桩基础影响的简化分析方法

根据Loganathan和Poulos提出的估算盾构施工产生的土层位移的简易方法,假定已知土层损失,可预测隧道周边土层的水平位移。邻近盾构的桩基础也要随土层位移产生内力、位移变化,而成为被动桩。参照弹性地基梁法,建立由土体水平位移导致的桩-土共同作用方程,通过杆系有限单元法实现求解盾构施工产生的桩身内力和位移,计算中可考虑不同的桩顶约束条件和土层分布条件。根据桩身内力、位移控制要求,可确定盾构隧道施工时的土层损失控制要求。     

双圆盾构隧道施工的有限元模拟与分析

采用三维非线性有限元法模拟了广州地铁某双圆盾构隧道试验段的实际施工过程,计算得到了地表沉降、土体内部变形、地基应力等结果,分析后得到了一些有益的结论,为完善盾构施工技术提供了计算依据,亦可为探索和完善广东软土地层中盾构隧道技术提供参考。     

地铁盾构施工对邻近建（构）筑物桩基的影响

以广州地铁18号线盾构隧道下穿办公楼及商业裙楼桩基群为工程背景,针对盾构隧道掘进穿越过程对桩基的变形影响进行了研究。通过获取现场实时监测数据,重点研究了盾构隧道与桩基距离对桩基变形的影响,并结合三维数值模拟开展了深入分析。研究结果表明:隧道开挖会使桩基在水平方向上发生侧移以及倾斜,桩基的整体位移会向着靠近隧道侧以及隧道掘进的反方向发展,桩基的倾斜随盾构施工的进行不断增加;隧道穿越桩基群施工时,先建隧道对后建隧道产生的土体变形的传递起到阻隔作用。     

地铁深基坑开挖对紧邻建筑影响的有限元模拟与监测研究

以临近北京地铁朝阳门站深基坑某高层建筑为背景,采用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑位移场、渗流场情况下的深基坑开挖对临近高层建筑影响的三维数值模型,对工程降水、基坑开挖引起的高层建筑变形与沉降进行了分析计算,并结合实测数据探讨了基坑和高层建筑相对位置与开挖深度对地基基础的卸载或加载作用。结果表明:数值计算结果与实测结果比较接近,可为深基坑开挖对周边环境的影响分析及类似工程提供参考。