盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

盾构下穿高速铁路高架桥沉降变形控制技术

以北京某地铁盾构区间下穿京沪高铁工程为背景,采用ANSYS建立三维地层结构模型,分别对盾构施工时不采取防护方案和采取防护方案两种情况进行沉降变形分析。并在下穿前进行4个试验段掘进,通过分析掘进参数和地面沉降,确定盾构下穿施工参数。最后在下穿施工过程中对桥梁墩台沉降和隔离桩水平变形规律进行监测分析。综合得出:1采用隔离桩防护方案,盾构下穿施工引起的变形量1mm,满足设计要求;2通过试验确定上土仓压力、出土量、浆液配合比、注浆量及注浆压力等施工参数能够有效控制地表沉降;3在盾构施工阶段,桥梁墩台最大沉降值为0.8mm,施工结束后变形均趋于稳定;盾构施工时隔离桩朝隧道方向变形,在隧道埋深处变形较大,最大水平位移为3.15mm。     

热力管线盾构隧道下穿铁路区地表沉降影响研究

盾构隧道下穿既有铁路掘进施工会引起地基变形及轨道不均匀沉降问题,影响隧道施工和铁路安全运营。为研究盾构隧道掘进过程中对地表变形的影响,依托热力管线下穿京铁路线工程开展研究,采用离心机试验模拟了盾构隧道施工过程中对地表变形的影响。研究结果表明,盾构施工对路基的影响主要集中于25 m范围内,超出该范围的影响可忽略不计;盾构施工过程中,下穿铁路前,路基沉降占整个施工过程引起沉降变形的36%左右,下穿后约占64%;以盾构下穿铁路铁线15 m为界,15 m之前,掘进方向左侧路基沉降大于右侧;15 m之后,掘进方向右侧路基变形大于左侧。研究可为相关工程提供科学依据。     

地铁盾构隧道下穿客专涵洞的影响分析及处理措施

西安地铁4号线元朔路—北客站站区间盾构隧道下穿正在运营的西宝客专涵洞,涵洞底部采用CFG复合地基加固。CFG桩与左线盾构隧道的竖向净距为10.75~11.19 m,与右线盾构隧道的竖向净距为10.91~11.48 m,该客专涵洞为I级环境风险源。为保证盾构的安全掘进和施工期间列车的安全运行,提出了涵洞结构以及铁路设施的沉降控制标准,施工时采取管片背后环箍注浆,严格控制盾构掘进的各项参数,加强同步注浆和二次注浆,对地表、涵洞及铁路设施进行自动化监测等针对性的控制措施。通过对列车荷载、CFG桩、涵洞结构等特点建立有限元模型,模拟盾构施工引起的地表和涵洞结构沉降,数值计算及监测结果表明,地表和涵洞结构沉降、沉降速率均未达到报警值,盾构隧道施工不影响西宝客专的正常运行。     

盾构隧道小净距交叠下穿高铁桥控制技术研究

以济南轨道交通1号线、2号线盾构隧道小净距、交叠下穿京沪高铁桥为工程依托,制订了折线型隔离桩+桩间旋喷止水的控制技术,通过数值模拟分析了下穿施工过程高铁桥桩基的变形规律和内力分布。结果表明：多区间交叠隧道最佳施工顺序为交叠隧道按自下而上顺序施工,同一平面按与既有隧道由远而近顺序施工;随各条盾构隧道的掘进,高铁桥桩基变形逐渐增大,桩基最大水平变形达到2.87 mm,最大竖向变形达到0.34 mm;现场实测表明盾构下穿施工引起的桥墩最大沉降值为0.41 mm,满足变形控制要求。     

盾构法施工对地表及桥梁桩基的影响分析

盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用,由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题,以深圳地铁5号线洪浪～兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托,运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖的全过程,对施工产生的地表沉降及桥梁桩基的侧向变形进行了预测分析。计算结果表明,地表沉降最大值为7.32 mm,桥梁桩基变形以水平变形为主,最大水平变形为2.58 mm。在X方向,桥梁桩基下半部分朝背离隧道方向位移;上半部分朝相反方向位移,即桩基发生倾斜,且该倾斜随着盾构机的掘进将越来越大,隧道贯通时达到最大值。     

砂卵石地层盾构隧道下穿铁路桥施工影响分析

文章以成都地铁9号线某盾构区间下穿既有铁路桥工程为例,利用三维有限元方法模拟左线、右线盾构施工全过程,分析盾构施工引起的地表沉降、桥墩和桩基竖向及水平位移。分析表明:(1)当左、右线区间隧道盾构施工完成后,地表出现了较为明显的沉降,最大沉降位于两区间隧道中部地表;(2)桩基础在竖直方向发生整体向下变形,继左线后,右线施工完成使得桩基及桥墩进一步沉降,在桩顶位置发生最大竖向向下变为3.78 mm,在控制标准范围内;(3)左、右线盾构施工引起桩基的最大水平位移都出现在两区间隧道中间范围,水平位移方向背离隧道,且距离隧道越近,水平位移越大,两线掘进通过后,桩基最大水平位移值为2.0 mm,小于单桩水平允许位移6 mm。     

叠线盾构隧道并行下穿燃气管线影响分析

以郑州某区间叠线盾构施工下穿并行燃气管线为研究背景,用数值模拟还原现场施工与控制,如掘进动态参数、施工加固和克泥效填充等。在三维有限元模型,对盾构土仓压力、同步注浆量、掌子面压力、千斤顶反力等直接指导盾构施工参数模拟,并结合现场测量分析施工过程中燃气管线的变形受力特征。结果表明:叠线盾构隧道呈现出深V型的地表沉降槽,最大沉降值为22.31 mm;左线施工完成之后管线最大沉降值约为1.68 mm;右线施工完成之后管线最大沉降约9.74 mm。先行左线单独施工时管线沉降量较小,各测点基本处于3 mm内,并且部分测点开始时出现隆起,随着右线掘进开始,管线出现持续性沉降增加;管线变形受叠线盾构施工二次扰动的影响明显,克泥效能明显改善管线整体变形。     

盾构近距离下穿矩形顶管隧道施工变形规律研究

呼和浩特地铁2号线盾构隧道下穿海亮广场人行过街通道是全国首个盾构下穿矩形顶管隧道的工程案例,没有相关工程经验可以借鉴,下穿引起的矩形顶管隧道纵向变形等理论问题尚不清楚,有待进一步研究。为此,本文以该工程为背景,通过现场监控量测和数值模拟,对盾构隧道近距离下穿施工引起的矩形顶管隧道纵向变形规律进行研究。主要得到以下成果:新建盾构隧道施工引起的既有矩形顶管隧道结构沉降,单一隧道穿越后,用Peck公式拟合得到的沉降槽曲线符合高斯分布,两条隧道穿越后,用双Peck公式拟合得到的沉降槽曲线接近"W"型;矩形顶管隧道结构最大沉降值为17.02 mm,最大沉降点的位置位于盾构隧道正上方;对矩形顶管隧道管节错台影响最大的部位是盾构下穿位置,距离盾构隧道越近,错台量越大;管节张开主要发生于沉降槽曲线的反弯点与最大沉降点,在"W"型沉降槽曲线中存在多处张开量较大的情况,因此,在新建盾构隧道施工过程中应准确确定既有结构沉降槽曲线的反弯点和极值点,并进行及时加固处理,确保既有矩形顶管隧道结构安全。     

新建轨道线区间隧道下穿既有线路变形影响分析

以武汉新建轨道交通12号线盾构区间下穿既有2号线长～汉盾构区间为工程背景,采用三维数值模拟分析新建线路施工对既有轨道交通变形的影响。研究结果表明：盾构掘进施工对既有结构及线路影响较小,盾构隧道贯通后区间结构最大竖向位移为–4.96 mm,最大水平位移为0.309 mm,2号线盾构区间累计最大沉降量为–2.86 mm,区间结构变形量和沉降量在相关规范控制范围内,满足区间安全运营要求。通过设计上加强管片配筋、增加注浆孔,隧道施工中加强掘进参数控制和及时同步注浆,加强二次注浆,同时对2号线长港路站—汉口火车站区间设置监测点,指导施工,保证地铁安全运营。