临近地铁隧道的基坑支护变形控制

对于地铁隧道施工作业而言,基坑开挖作业会导致原土层受力平衡状态改变,进而对地铁隧道结构产生一定的影响.如基坑开挖作业未按照规范要求进行合理操作,就很容易引发隧道结构位移变化以及不均匀沉降问题,甚至会对地铁正常运行造成不良影响.为减少地铁隧道周边基坑开挖作业对地铁隧道施工的不利影响,主要立足于临近地铁隧道基坑支护施工技术,对基坑支护变形控制要点问题进行研究分析,以期减少不良问题的出现.     

基坑开挖对邻近地铁变形的实时监测与数值分析

基坑开挖会使临近隧道产生位移与不可忽视的自身结构变形,影响隧道的运行安全.论文借助有限元方法与现场自动监测,对基坑开挖对临近已建隧道的影响展开研究,采用数值模型对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁隧道的影响.分析表明基坑开挖对隧道不仅产生了纵向上的沉降,也使隧道结构本身产生了一定的横向变形,现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律.可以为以后的工程提供参考.     

盾构隧道下穿变电站建筑物沉降数值模拟分析

变电站建筑物稳定性是电力设备可靠安全运行的关键,而变电站建筑结构附近的隧道开挖施工产生不均匀沉降造成建筑结构开裂破坏是影响变电站土建结构稳定性的重要原因。通过采用数值模拟方法,探讨了隧道开挖对既有变电站结构沉降的影响,研究了隧道埋深、隧道与变电站距离等影响因素下变电站及其下部土层的沉降特征。结果表明在没有变电站建筑物影响下,盾构隧道开挖引起的地表沉降基本呈现出正态分布,随着隧道埋深的增加,地表沉降影响范围逐渐增大,沉降值也逐渐增大,但增大的幅度有所收窄。当建筑物位于隧道轴线正上方时,土建结构沉降值较大但不均匀沉降差却可以忽略不计,呈现出整体下沉趋势;当建筑中心与隧道轴线相距1D(洞径)时,沉降大且不均匀明显;而当建筑中心相距4D时,变电站的沉降值和不均匀沉降均较小,更有利于变电站的保护。     

富水地层中重叠隧道施工引起土体变形研究

重叠隧道施工易产生隧道结构不稳定和地层变形等问题。重叠隧道富水地层施工时,土层开挖应力释放和地下水渗流共同作用使得地层和隧道变形问题显得更加突出,增加了施工难度。以深圳地铁5号线重叠隧道为背景,采用数值方法研究了开挖应力释放和渗流作用在重叠隧道施工不同阶段对隧道结构和土层变形的影响,得到富水地层重叠隧道施工土层变形规律,同时提出了控制地层变形措施。重叠隧道下洞施工时,采用设置超前注浆支护能有效控制开挖应力释放引起拱顶沉降,开挖完成后隧道拱顶在渗流作用下沉降稳定,而隧道上覆土层因失水固结产生较大工后沉降,同时地表沉降槽深度和半径在渗流作用下不断增大;为避免下洞隧道在渗流作用引起上洞隧道整体沉降,上洞在下洞施工引起土体变形稳定后进行施工。上洞开挖应力释放引起较大地层沉降,开挖应力释放引起较大地层沉降,渗流因素引起地层工后变形较小,地表沉降槽深度迅速增大而影响半径保持稳定。     

软土地层欠压状态下小净距叠交盾构隧道施工分析

为分析软土地层小净距叠交隧道施工影响,以无锡地铁3号线出入段线隧道倾斜穿越长机区间及电力隧道为工程背景,使用FLAC3D5.0软件进行施工模拟,分析土仓处于不同欠压状态下土体及管片的变形及受力规律。结果表明:开挖引起的地表沉降随支护应力比的降低而增大,随土层深度增加土体沉降槽系数变小且量值增大;由于隧道处于倾斜叠交状态,开挖产生的应力释放导致隧道洞周土层位移出现不均匀变化,同时不同隧道施工对地表沉降存在叠加效应。不同支护压力比下电力隧道结构变形量值保持在10mm左右,支护压力比为0.53时新建隧道管片结构的变形量达到29mm,接近规范限制,在施工中应控制支护压力比不低于0.53,既有长—机区间隧道受力呈现先不利、后有利的变化趋势,电力隧道受力呈不利状态,施工时需密切关注。     

地铁施工对地表及建筑物的影响

地表沉降是地铁施工过程中最大的环境问题,大的地层下沉会对周边建筑物造成危害。地下开挖造成的不均匀沉降会在结构内部产生次生内力以及不规则的变形,小到开裂,大到失稳倒塌,同时也减少了地基和基础的承载力。因此研究城市地铁隧道开挖引起的建筑物的损害以及建立相关的影响评价标准具有重要作用。     

基坑开挖对临近建筑的影响分析

基坑开挖过程中,基坑周边土体的原有的应力场的状态将会发生改变,周围土体将会产生局部变形和塑性破坏。其对临近建筑的影响主要表现在以下两个方面:一方面基坑开挖会引起坑外土体向坑内移动,使得坑外的建筑的基础产生附加位移和弯矩;另一方面基坑开挖会导致基坑周边产生不均匀沉降,从而引起建筑基础或墙体的开裂。本文以广州南沙某两层地下室基坑工程项目为例,结合有限元软件Midas GTS针对基坑开挖对临近建筑物的影响进行模拟分析,分析得出基坑支护结构的变形和受力情况及其对建筑物的变化影响。其分析成果对优化设计和指导施工具有一定的意义。     

盾构隧道下穿既有隧道施工影响的三维数值模拟

地铁隧道的交叉穿越是地下工程领域前沿研究课题之一。隧道开挖施工引起地层位移进而会引起附近既有隧道或其他各类结构的变形,甚至造成灾害。结合广州地铁交叉隧道工程实例,利用三维有限元方法对新建隧道盾构施工进行建模分析,研究了交叉隧道盾构施工对既有隧道位移的影响。结果表明,由于既有隧道的存在,新建隧道盾构施工引起既有隧道产生不均匀沉降和水平位移,分布曲线均符合正态分布。     

高填方土体中隧道开挖对地表市政设施的影响

为研究在高填方土体中开挖隧道对地表道路、挡墙和通道等市政设施的影响,采用ANSYS软件建立模型,对隧道开挖引起的土体变形进行模拟计算。结果显示,隧道开挖将导致地表不均匀沉降并形成负曲率,造成道路沉陷、开裂,挡墙墙体开裂、倾斜,通道沉降等危害,路面竖向位移达14.96~44.83 cm,挡墙在竖向和水平向的沉降差分别达到26 cm和7.35cm,通道沉降量达33 cm。隧道开挖后的长期变形预测表明,填土体仍会产生一定变形,道路、挡墙及通道仍会产生一定的沉降和变形,但其变形速率减缓,趋于稳定。在施工过程中应禁止爆破作业,加强监测,并视病害程度采取预加固措施。     

平行隧道施工对既有隧道不均匀沉降的影响分析

随着城市地铁的快速发展,区间平行盾构隧道施工实例越来越多,平行隧道修建对既有隧道不均匀沉降的影响一直是隧道工程研究的重点.采用大型通用有限元软件ANSYS建立三维数值模型,研究不同隧道埋深、隧道间距以及围岩类别条件下,后行平行盾构隧道盾构机项推力对既有隧道位移的影响.计算表明,平行盾构隧道修建将引起先行隧道结构产生不均匀位移,该不均匀位移受后行隧道盾构机顶推力的影响较大.研究有利于全面评价平行隧道施工对既有隧道不均匀沉降的影响程度,为类似工程提供指导意义.     

厦门机场路隧道施工对砌体结构建筑物的影响分析

 隧道施工必然会使地表产生变形,从而对地表建筑物产生不利影响。针对厦门机场路梧村山隧道施工实际,通过现场监测和有限元模拟计算,分析隧道施工对地表砌体结构建筑物的影响。研究表明：掌子面CRD1～4开挖期间对建筑物的沉降影响最大;施工紧凑时隧道开挖对建筑物的影响小,反之影响大;施工过程中应严格控制注浆压力和注浆量,注浆速度宜慢不宜快,以保证建筑物整体均匀抬升;不均匀沉降作用下建筑物底层反应最明显,且抵抗下凹变形的能力比抵抗上凸变形的强;裂缝主要分布于底层纵墙的门窗洞口处,且沿纵墙沉降较小侧向较大侧斜向上升,裂缝开展随不均匀沉降的增大而加剧,反之则减缓。     

非对称基坑开挖对浅埋下卧地铁隧道的影响

地铁隧道里程数越来越长,近接地面工程建设对其安全影响不可忽视。为了研究地面工程建设对下卧地铁隧道的影响,采用数值分析方法建立三维模型,以基坑未开挖作为初始状态,分析了基坑降水、非对称基坑开挖和桩基荷载施加等过程的地铁隧道空间位移特征及结构受力特征。结果表明:基坑降水过程对下卧地铁隧道位移影响不明显,非对称基坑开挖会导致下卧地铁隧道结构整体产生上浮及偏移,桩基荷载施加后隧道会产生相应的下沉现象,但仍有残余位移;隧道受力结果表明,基坑降水对隧道受力影响也不明显,基坑开挖过程隧道受力逐渐增大且整体受力均匀,桩基荷载施加后隧道顶部和底部受力进一步增大,两边墙受力变化相对较小,受力整体呈椭圆形。研究结果可为确保类似工程施工安全提供借鉴。     

台东交叠隧道施工过程数值分析

对青岛市台东站近距离交叠隧道分别采用眼镜法和三台阶法施工时引起的地表沉降和上下隧道交互影响进行了三维数值仿真模拟研究.比较分析了在两种不同的开挖方式下,后期1#线隧道开挖引起既有2#线隧道衬砌的位移场和应力场的变化规律;发现由于后期施工隧道的干扰,使上部已完成的隧道断面有扭转变形趋势,衬砌断面上出现不均匀的拉压应力;确定了隧道开挖过程中衬砌容易破坏的部位、地表沉降漏斗的基本形状及其特征参数.研究还表明眼睛法施工优于三台阶法施工.模拟得到的结果为该工程设计、施工和监测提供了理论依据和技术指导.     

隧道CRD法施工对地表不同结构形式建筑物影响的对比分析

隧道开挖施工必然会使地表产生沉降,从而对地表建筑物产生不利影响,且其影响随建筑物结构型式的不同而不同。本文针对厦门机场路梧村山隧道施工实际,对隧道上方框架结构和混合结构的建筑物变形及裂缝进行监测,分析隧道施工对地表不同结构型式、不同高度建筑物的影响。研究表明:连拱隧道CRD法施工中,掌子面CRD1~4开挖期间对混合结构沉降影响最大,掌子面CRD1~CRD5开挖期间对框架结构影响最大。框架结构抵御隧道施工引起环境变化的能力强于混合结构的;低层建筑抵御隧道施工引起环境变化的敏感度高于多层建筑的。     

砂卵地层下穿隧道开挖对近接铁路高架安全影响

针对成都市犀浦双铁站下穿隧道对邻近既有的成灌高铁桥墩基础影响难题,运用现场调查、理论分析和现场测试等方法,在结合工程地质与水文地质条件和近接高架空间结构展布进行分析的基础上,确定了合理的基坑开挖与支护方式,明确了桥墩监测方法与测点布置,获得了近邻施工路段SK3+820~SK3+920的三个桥墩(26#、27#和28#桥墩)开挖过程中对高铁桥墩竖向沉降影响曲线。结果表明,基坑开挖到一定深度时基坑外土体在不平衡土压力下产生侧向变形,必须及时架设支撑,否则会导致支护结构的变形而引起基坑支护结构后侧土体沉降变形;而对于成都强富水砂软地层,随着开挖深度的增加,基坑土体侧向变形较大且工程降水使周围土体移动变形,会对近邻的高架桥墩沉降造成较大影响。     

厦门第二西通道主线隧道下穿既有疏港路高架桥及匝道桥桥墩施工安全性数值分析

结合新建厦门第二西通道主线隧道下穿既有疏港路高架桥及匝道桥桥墩的工程实例,利用FLAC3D数值模拟软件分析主线隧道矿山法开挖对既有桥梁桥墩近接施工时的变形和位移的影响,计算分析结果表明:采用三台阶+控制爆破施工方案下穿Pa11,Pa12桥墩时,桥墩沉降、变形位移均可控。再通过采取加强超前支护、增加初期支护的刚度等工程措施后,隧道开挖引起的桥墩沉降最大4. 7mm,说明施工方案可行,风险受控。     

城市浅埋隧道施工过程变形规律

城市浅埋隧道的施工会扰动周围的土体,形成地面不均匀沉降和塌陷,特别是城市浅埋隧道的施工路径对由于隧道开挖所产生的沉降与塌陷具有明显的影响,干扰隧道上方的地面交通、建筑等。使用数值方法模拟不同隧道开挖顺序,研究其施工路径对地层变形的影响规律,有着十分积极重要的意义。以武汉某隧道为研究对象,应用ANSYS有限元分析程序,对不同施工开挖顺序所产生的土体扰动变形规律进行了分析。得出了一些有益的结论并提出了有益的建议。     

上软下硬地层隧道开挖三维有限元分析

上软下硬地层大断面隧道受力结构复杂,分步开挖对围岩扰动大、风险高。为分析大断面隧道开挖受力特性,探寻分步开挖变形规律,利用MIDAS/GTS NX岩土分析软件建立三维有限元模型,对隧道开挖过程中地表沉降、隧道收敛、锚杆轴力、初支应力受力特性进行研究。通过分析得出,上软下硬地层大断面隧道开挖地表沉降主要发生在上台阶施工阶段,上台阶开挖引起的地表沉降占总体沉降量的97%;硬岩地层大断面开挖台阶间距对地表沉降、隧道收敛、初支结构受力影响不大。研究成果可为上软下硬地层大断面隧道开挖提供借鉴和参考。     

深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析

随着城市地铁建设步伐的加快和高层建筑大量涌现,城市高层建筑施工中进行基坑开挖必然引起周围地层移动,从而造成临近地铁隧道纵向不均匀沉降,最终对地铁正常运营产生一定影响。本文结合广州地区的一个实际基坑工程,人工挖孔桩施工对紧邻地铁区间隧道的影响、深基坑施工对紧邻地铁区间隧道的影响、水位下降对区间隧道二衬结构受力和变形的影响三个方面进行了分析。研究结果表明在现有的设计方案下,基坑施工不会对地铁隧道的结构安全和地铁的正常运营造成影响。研究成果为基坑的设计、施工及地铁的正常使用提供了依据。     

数值模拟盾构不同角度穿越砌体结构房屋

盾构法隧道施工会对周围土体产生扰动,进而引起地面沉降,导致邻近建筑物倾斜、开裂乃至坍塌等一系列问题. 对于如杭州这样的建筑方位不规整城市,在地铁施工中经常会遇到隧道以一定角度从建筑物下方或邻近穿越的工况,将引起建筑物的永久性扭曲变形[1] ,产生较大危害. 本文采用三维MIDAS/GTS软件,模拟盾构隧道以0°、22.5 °、45 °、67.5 °、90 °穿越引起的建筑物附加沉降及墙体受力,分析盾构不同角度穿越砌体结构房屋规律.