盾构区间近接建筑物施工的沉降监测分析

文章通过对长沙地铁二号线梅溪湖东站～望城坡站区间隧道穿越和近接通过的12栋房屋沉降监测结果的分析,12栋房屋的沉降值和倾斜均未超过控制基准,房屋8号楼的最大沉降速率为-8.10mm/d,大于控制基准,应采取措施。房屋4号楼、7号楼、8号楼出现较大沉降主要是由于右线隧道开挖引起的。盾构施工过程中采取的措施对于控制建筑物沉降是可行的。     

盾构下穿房屋建筑结构对地表沉降的影响分析

文章针对广州市地铁八号线彩虹桥站～西村站区间下穿商住房区段中存在的难点和风险,采用FLAC3D有限差分软件对复杂地层和结构相互影响状况下地面沉降变形进行数值分析,结果表明,沉降影响范围约为2～3倍隧道直径,且最大沉降出现在在盾构入口处;隧道开挖后桩结构位移比较平均,对房屋影响并不大;地表沉降曲线大致呈现"U"型,并且在房屋正下方会出现反弹现象。     

孤石发育地层盾构下穿房屋关键技术研究

镇龙南站~镇龙站左线区间出镇龙南站之后下穿多栋房屋,房屋主要为2~5层砖混结构民宅。盾构下穿房屋段隧道范围地层以花岗岩残积土及全风化花岗岩为主,存在大量孤石,在掘进过程中存在刀盘损伤、掘进参数的波动、地面建筑不均匀沉降等风险,给施工带来一系列的挑战。针对房屋对变形敏感及孤石对掘进的不良影响,对土仓压力、刀盘扭矩、螺旋机输送速度、推力等掘进参数加以控制,辅以地面袖阀管注浆加固手段,保障土压平衡盾构机在孤石地层顺利下穿房屋,节约了大量成本。     

地铁穿越房屋桩基的可行性分析及监测

上海轨道交通M8线Ⅳ标段鞍山新村至四平路站区间隧道,在盾构推进过程中要穿越一砖混结构民房的桩基。为避免房屋发生不可控制的沉降,在预测了盾构机穿越过程中的沉降情况后,对盾构推进过程中的推进状态提出了相应建议。施工实施后,盾构机安全穿越房屋桩基础,实际监测数据与预测结果吻合较好。     

房屋刚度对隧道开挖引起的土体变形的影响

 隧道开挖对地面房屋影响的预测方法通常忽略房屋的刚度,假设房屋随原地面土体的变形而变形。对武汉地铁2号线某标段区间左线盾构隧道施工过程中数个地表沉降监测断面和多栋房屋的沉降情况进行系统的现场监测,揭示出房屋刚度对房屋自身变形有很大影响,不考虑房屋刚度得到的沉降预测结果可能与实际情况相差较大。同时,采用能够考虑土体小应变刚度特性的数值模拟,进一步揭示隧道开挖过程中房屋刚度对地表下方深层土体变形的影响,并讨论这种复杂的隧道开挖–土体–房屋相互作用的机制。研究结果表明,在分析隧道开挖对房屋自身及其下方桩基等结构物的影响时,有必要考虑房屋刚度的影响。     

注浆抬升在隧道穿越既有建筑物中的研究及应用

 厦门机场路一期工程浦南段暗挖隧道具有浅埋、大跨、围岩软弱、周边施工环境复杂等显著特点,在隧道下穿的楼房中,34#楼房是工程中重点保护对象。根据34#楼房结构、地基岩层及周边环境等情况,经过对各种房屋保护方案的可靠性和可操作性等方面进行系统分析,施工中采取地表跟踪注浆施工方法对房屋进行保护。根据104#,105#楼房注浆试验研究效果,确定34#楼房以过程控制和工后恢复为核心的注浆抬升方案,采用袖阀管注浆工艺。为实时掌握34#楼房沉降及裂缝的发展情况,及时指导施工,布置房屋沉降及裂缝发展监测点,监测结果表明：注浆抬升能够有效地抑制房屋的沉降和裂缝的发展,最终房屋的各测点累计沉降值控制在25 mm之内,差异沉降控制在1‰之内,隧道穿越34#楼房的过程中结构安全处于可控状态。注浆抬升对于保护隧道穿越既有建筑物具有重要工程意义,该研究成果为类似的隧道穿越工程提供一定的借鉴。     

地铁区间盾构下穿密集房屋群的三维有限元分析

通过对东莞地铁1号线某盾构法隧道在下穿密集房屋群处的掘进过程的计算模拟,分析研究了在不同掌子面掘进压力和不同盾尾注浆压力下地表和房屋位移变化规律,以及不同处理措施对洞内截桩房屋的沉降影响,得出以下结论:掌子面掘进压力对于控制地表和地面建筑沉降方面,效果显著大于盾尾同步注浆压力的作用;地面房屋的基础形式及与隧道的位置关系是影响其竖向位移的重要因素,应结合房屋不同情况采取针对性处理措施;地基加固比基础托换更利于控制房屋沉降,且两者同时采用的必要性不大。     

相邻施工影响下砌体结构基础变形控制参数的比较分析

针对高层建筑基坑及城市地铁隧道施工对相邻建筑物的影响,总结分析了基坑与隧道施工引起地基基础变形规律以及由此导致的房屋损伤特点,比较分析了现行规范和国内外学者提出的砌体结构基础变形控制参数及限值。结果表明,与砌体房屋损伤直接相关的基础沉降参数主要有相对弯曲和水平拉伸,我国现行规范关于砌体结构基础沉降控制参数的限值未与砌体房屋结构损伤直接相关,建议采用相对弯曲作为砌体房屋基础沉降控制参数,相关限值宜考虑建筑物重要性、结构整体性、受力状态、初始损伤等因素的影响。     

盾构施工引起地层和桩基础沉降特征研究

针对太原地铁2号线双塔西街站-大南门站区间隧道近距离侧穿太原公交公司住宅楼盾构施工存在的巨大安全隐患,运用MIDAS/GTS软件对左、右线隧道先后开挖贯通后,隧道周围地层变形情况及桩基础沉降、侧移进行了预测分析。结果表明:盾构隧道开挖贯通后地表沉降符合Peck沉降槽规律;隧道开挖引起土体变形进而使得桩基发生沉降,且桩基上下部分发生相反方向的侧移;模拟计算值与监测值较吻合,可采用该计算结果研究并指导施工。     

盾构切桩下穿复合地基对砌体房屋基础沉降影响数值模拟研究

盾构下穿切除复合地基部分桩体,导致复合地基中桩与土的荷载分担和传递规律发生变化,降低了复合地基承载力,诱发砌体房屋基础沉降和结构变形。依托郑州地铁5号线某盾构隧道工程现场监测案例,建立盾构切桩全过程三维数值分析模型,对盾构切桩下穿全过程中地层沉降特征进行了分析。研究结果表明:在盾构切桩下穿区段的地层沉降槽宽度要略大于非切桩和无桩区段;砌体房屋累计最大沉降位置和差异沉降最大位置均集中在盾构切桩下穿区段内盾构隧道轴线附近;随着盾构机开挖面位置的不断变化,砌体房屋的变形和受力状态以及最大应力点位置也随之改变;对房屋最大沉降量的影响因素比重排序为:切桩长度桩身刚度房屋结构刚度。研究成果对城市地铁隧道施工过程中受盾构切桩影响的砌体房屋保护有重要的参考价值。     

黄土地区PBA工法地铁车站施工方案比选与分析

黄土地区采用暗挖法施工地铁车站风险高、难度大。文中采用二维有限元数值分析方法,对比分析了三、四和六导洞PBA工法导洞开挖和扣拱施工后地表沉降及导洞初支位移情况。经过计算比选,四导洞方案工序转换减少、施工难度降低,对差异沉降和周边环境影响控制有利,适合黄土地区暗挖PBA工法车站。     

地铁施工方案对邻近桥基的沉降影响优化分析

针对国贸站西北和东北风道施工对近邻桥基沉降影响这一实际工程问题。运用ABAQUS软件,建立了两个风道施工过程中桩-土相互作用模型,在对施工过程进行动态模拟的同时,重点分析了不同施工方案对桥基绝对沉降和差异沉降的影响程度,并提出了优化的施工方案。研究表明,东北风道和西北风道不同的施工路径对桥基的沉降值影响不明显。但对桥基的差异沉降影响较为显著,从而表明,施工方案的优化是非常必要的。对该工程施工过程中为保障近邻桥基的安全提供了依据和指导作用。     

暗挖地铁车站围岩稳定性分析与支护优化

针对青岛地铁中山公园暗挖岩石车站开挖出现地表变形过大问题,结合现场施工监测动态信息,采用有限元方法模拟了车站在各施工开挖步后产生的地表沉降、洞室收敛变化情况。结果表明,原设计方案车站地表沉降达50 mm左右,洞室直墙处收敛值较大,车站整体有塌陷的可能,实际监测地表最大沉降为45 mm,与模拟值较为吻合。施工中掌子面穿过断面一定距离后,该断面地表沉降速率变小,表明支护结构的施作对地表沉降起到了一定的控制作用。提出了加强支护控制过大变形方案优化方法,对修改后的支护设计方案数值模拟表明,采用新设计方案的车站地表沉降量减少44%,最大地表沉降为28 mm,且中导洞开挖引起的位移沉降量占总沉降的60%左右,能保证地表变形控制在允许安全范围内。     

液氮冻结技术在地铁泵房排水管修复工程中的应用

以上海运营地铁某区间泵房排水管液氮修复工程为背景,详细介绍了液氮封水冻结帷幕形式和冻结孔布置参数的设计、液氮消耗量估计、施工流程、操作方法和测温系统布置。通过温度监测数据和工程实践,验证了开挖条件分析方法。由隧道沉降监测结果可知,小体积液氮局部冻结土体的融沉对隧道变形稳定性影响较小。     

浅埋暗挖隧道施工性态的数值模拟与分析

地铁隧道施工中,隧道开挖程序、施作的步骤对隧道稳定性及地表沉降影响显著。北京地铁10号线某标段浅埋单洞双层隧道,是出入口通道与车站中洞、旁边单层侧洞相接的暗挖部分,单、双层转换,初支结构形式和施工都很复杂。目前国内外对单洞双层隧道分析较少,与车站和通道相连接的这种单洞双层隧道比较短,对它的分析往往被忽视。对采用3层6导洞的CRD工法施工的这种浅埋单洞双层隧道的施工性态进行数值模拟,分析该区域隧道施工引起的地表沉降,探索一次性开挖成洞及隧道分步开挖引起的地表沉降槽的变化形态,拱顶沉降及拱顶主应力的变化规律。数值分析表明:施工工序不同使隧道的偏挖引起的沉降槽向未开挖一侧偏移,此过程中地层最大沉降并不发生在隧道中线处,而是完成全部开挖,地层变形稳定后,其累计沉降最大值位于隧道中线处。隧道开挖衬砌完全施作后,地表沉降变化不大,但是后续开挖步引起的结构内力应予以重视,尤其对于中隔壁支撑及拱底衬砌的支护,要及时施作拱底二次衬砌。研究结果为单洞双层隧道分步施工控制地表变形和洞周位移提供参考依据。     

单层导洞暗挖车站桩基差异沉降对结构内力影响分析

为研究单层导洞暗挖车站桩基差异沉降对结构内力的影响,以北京地铁16号线万泉河桥站工程为背景,通过建立车站平面有限元模型,分析桩基差异沉降加载方式和不同施工工况下桩基差异沉降值对车站结构内力影响.研究表明:两种不同的桩基差异沉降加载方式对结构内力影响差别不大,随着桩基差异沉降值的增加,车站结构内力不断增大.桩基差异沉降对...     

地铁区间隧道下穿某火车站设计与研究

以昆明地铁某区间盾构隧道为背景，对地铁盾构隧道下穿铁路施工中引起的地表沉降进行了二维及曼维的数值模拟，对计算结果结合实际施工进行了相关分析，阐述了盾构过铁路时对周边构筑物的影响及控制措施，以供同类工程参考。     

大断面隧道施工引起的上覆地铁隧道结构变形分析

北京地铁5号线崇文门站是在既有地铁隧道下方采用暗挖法施工的地铁车站,下穿段新建车站隧道断面宽24.2 m、高11.46 m,与既有地铁隧道结构间净距仅1.98 m。实测数据表明:施工引起的既有地铁隧道结构变形以沉降为主,沉降主要发生在导洞施工阶段;隧道结构呈刚体特征,沉降曲线近似线性,变形缝处隧道结构最大沉降31.26 mm,变形缝两侧最大差异沉降14.0 mm;道床则表现出一定的柔性特征,沉降曲线呈非线性;不协调沉降导致道床与隧道结构发生了脱开,最大脱开值12.7 mm,最大脱开范围7.0 m。采用灌浆加固对道床与隧道结构间的脱离区域进行了治理,并通过注浆对既有地铁隧道结构进行了抬升,最大提升值达16.0 mm,使既有地铁线路的高程损失得到了一定恢复,最终将既有地铁隧道结构沉降控制在16.75 mm内,确保了施工期间既有地铁线路的正常运营。     

Environmental risk management for a cross interchange subway station construction in China

Ground surface settlement induced by urban subway construction using shallow tunnelling method is inevitable and it may cause a series of negative impact to existing nearby structures and utilities. In order to guarantee environmental safety, a risk management methodology which aims at process control for ground settlement and existing nearby structures is proposed. It includes 5-stage technology-based steps: survey of existing conditions, designing control standards for key risk factors, analyzing environmental response under tunnel construction and designing process control standards, monitoring and taking proper process control measures during construction, and risk reassessment after construction. This methodology was put into practice in the Huangzhuang subway station construction which is the largest cross interchange subway station construction using shallow tunnelling method in China. According to site survey, nearby pipelines and existing buildings were determined to be the key risk factors. The risk control standards for nearby pipelines and existing buildings were made according to available standards in China and related literatures. Design of process control standards for ground surface settlement was assisted by numerical simulation, which aimed at controlling the key risk factors. During construction, monitoring was adopted for the nearby pipelines, existing buildings and ground surface. After the four drifts excavation of the double-deck part of Line 4, a series of risk control measures, which included treatment of the unfavorable geological bodies, installation of roof pipes, compensation grouting, full-face grouting and some other control measures, were taken. Due to these risk control measures, ground surface settlements, except at two measuring points of Line 4, were successfully controlled under the given process control standards for both Line 4 and Line 10. All the pipelines and buildings were under their normal service state during tunnel construction. The maximum deflection for the 6 pipelines above the station was controlled to be within 2 mm/m and the maximum settlement of all the monitoring points for the pipelines was less than 30 mm. For the four important existing buildings in close vicinity, the maximum deflection was less than 1 mm/m; the maximum settlement value was 6.8 mm and the maximum uplift value was 3.0 mm. The risk control system was shown to be effective in ensuring environment safety, structure safety and construction safety. These safety control methods, the methodology of designing these control standards and the measures taken in the construction can serve as a practical reference for other similar projects.     

地铁交叉隧道地层变形分析

以北京地铁五号线东单站近距离上穿既有线东单-王府井区间为例,采用FLAC3D非线性大变形程序对交叉隧道采用浅埋暗挖四步台阶法进行新隧道施工引起的地层变形进行了三维数值模拟,再现了土体随开挖位移及应力变化规律,对既有隧道开挖位移分布模式及受车站开挖变化规律、地表与拱顶沉降规律对比、各地层竖向沉降规律,并与现场试验断面的实测数据对比分析,验证了结果的可靠性.