临近箱涵施工对地铁车站影响的数值模拟分析

以嫩江路框架箱涵上跨常州地铁一号线旅游学校站工程为背景,采用有限元软件ABAQUS建立了"地铁站结构—桩基—箱涵"的三维计算模型,分析了从桩基施工、箱涵开挖、箱涵浇筑、道路施工及交通荷载施加各个施工阶段的地层及车站变形情况。研究表明:箱涵施工的各个阶段均会引起地铁车站结构发生位移,地铁车站及隧道结构位移最大区域位于箱涵下方,总体呈现随离箱涵距离的增加而减少的趋势。地铁车站结构变形以竖向变形为主,最大上浮量为2. 3 mm,变化在允许范围,车站结构安全。     

盾构区间上方河道箱涵改扩建方案数值模拟对比分析

为了研究河道箱涵改扩建对其下方区间隧道的影响,采用数值分析方法分析了明挖法和顶管法两种方案对区间隧道的影响,根据分析结果推荐采用顶管法方案,对地铁区间和周边环境的影响较小.为确保结构安全、降低运营风险,建议对该段区间隧道的管片配筋进行适当加强,并在管片上增设洞内二次注浆预留孔,对隧道与顶管之间的夹持土层进行预加固;同时要求顶管施工过程中,对地铁区间隧道采取自动化监测,以信息化数据动态指导施工.     

贵阳市轨道交通1号线地下通道开挖对轻轨1号线区间隧道影响分析

随着城市化进程的发展,越来越多的城市开始兴建地铁项目,但在施工过程中常有一些近接施工的情况。为了研究在贵阳市轨道交通1号线地下通道开挖施工对轻轨1号线区间隧道影响,文章采用FLAC软件对现场的开挖情况进行数值模拟,得出开挖过程中隧道的力学特性。结果表明,开挖过程中区间隧道的衬砌结构的最大主应力主要集中在左右线的墙脚位置,最小主应力主要集中在左右拱脚区域,区间隧道结构的最大竖向位移主要在开挖区域处的拱顶处。同时通过分析隧道的弯矩与轴力,得出地下通道施工对隧道衬砌结构的施工扰动较小,轨道交通1号线隧道结构安全的结论。     

双侧基坑开挖对地铁结构影响分析

相对于单侧开挖,在地铁结构双侧进行基坑开挖,其影响机理十分复杂。文中以某基坑工程为背景,建立了地铁基坑双侧开挖的三维有限元分析模型,分析了不同模拟施工步下地铁结构位移变化规律。通过研究说明,地铁结构主要发生面向基坑一侧的水平位移;车站、出入口及区间隧道三向位移均小于控制标准,结构处于安全状态;由于相对位置关系,车站、出入口受北侧地块基坑开挖影响更为明显,南侧地块基坑开挖对区间隧道影响稍大于北侧地块基坑开挖。研究结论可为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

基坑开挖对邻近地铁区间影响的数值模拟分析

临近基坑的地铁轨道会因为基坑的开挖而产生位移和变形,这将影响到轨道交通的运营安全。以长沙某深基坑工程为背景,通过划分不同的施工阶段,用PLAXIS软件模拟分析了在该项目的基坑开挖过程中,邻近地铁区间的土体位移和管片变形的发展规律。结果表明:随着开挖的进行,地层最大竖向位移发生在基坑底部,最大水平位移发生在基坑顶部,地铁隧道处的地层位移变化较小;地铁管片离基坑越近,变形越大。     

某新建住宅小区对长沙地铁4号线区间隧道的影响分析

针对在地铁隧道上方新建住宅小区,进行了住宅基坑开挖及回筑阶段对既有地铁隧道影响的数值模拟并对住宅建成后下方隧道管片的受力进行计算,得到了地铁隧道的变形值和管片受力情况,可作为判断是否能在地铁隧道上方修建该住宅的依据。     

双地铁车站间复杂内支撑体系下深大基坑设计要点与分析

以深圳地区某南北双向紧贴地铁站的深大基坑工程为实例,针对该工程周边环境复杂,基坑开挖面积超大,开挖深度超深,基坑内支撑体系复杂等特点,在设计阶段运用MIDAS/GTS建立基坑-地铁车站-区间隧道的三维有限元数值分析模型,通过施工阶段分析,模拟了施工过程中开挖卸载引起的支护结构及相邻土体的位移,分析验证了支护结构体系的安全性,并评估了基坑开挖过程对地铁车站及区间隧道的影响。通过数值分析找出支护结构及周边地铁设施的薄弱环节,并提出针对性的设计加强措施,确保支护与紧邻地铁设施的安全。实测数据表明,基坑支护结构在基坑开挖施工、运营期间处于稳定状态。     

盾构施工同步注浆效果模拟研究

文章结合深圳地铁五号线区间隧道百鸽笼站—布吉站区间隧道的具体情况,进行三维数值模拟,分析管片安装前后拱顶的位移情况和管片的内力,以及模拟施工过程中应力释放对拱顶、边墙和仰拱处位移和管片内力大小的影响程度。     

既有公路山岭隧道扩建技术及数值模拟研究

依托芜合高速公路试刀山隧道改扩建工程,介绍了改扩建施工方案。通过建立有限元模型模拟开挖过程,分析隧道改扩建过程中围岩的变形,扩挖完成后的拱顶沉降、周边位移的特征,初支的应力变化规律。结果表明,隧道扩挖完成后最大竖向位移12.7mm,初期支护最大弯矩116.2kN·m,中隔撑的最大弯矩为119.2kN·m;采用加中隔撑的扩挖方案可保证施工安全。隧道扩挖施工后隧道开挖量较大的一侧围岩产生的竖向位移大,初期支护弯矩、轴力、剪力均表现出不对称性,扩挖过程中应及时支护、加强监控量测。     

基坑开挖对邻近既有地铁隧道的影响研究

文章以合肥市某临近地铁1号线区间隧道的深基坑为工程背景,探究基坑施工对轨道交通结构的影响,基坑东侧临近地铁线路,采用排桩+斜撑支护方案。采用有限元数值模拟分析和动态监测相结合的方法,对包括区间隧道水平位移及收敛、区间道床竖向位移、管缝和裂缝、轨道几何形态等在内的主要指标进行评估分析。数值模拟结果与监测结果表明,以上主要指标均在标准要求的控制值范围之内。因此,该基坑的施工活动能够确保临近地铁区间隧道的安全。     

盾构隧道近距离侧穿高层建筑的影响研究

 以北京地铁盾构区间隧道近距离侧穿高层建筑为背景,采用有限元计算和现场监测相结合的方法,对新建隧道施工所引起的邻近高层建筑物的结构沉降、基础倾斜进行深入研究,分析盾构到达建筑物之前、侧穿过程及离开后3个阶段建筑物的沉降、倾斜变化规律。计算结果表明,模型的竖向位移等值线在建筑物附近有一定的突变现象,而在距离建筑物一定的距离范围外,位移等值线又逐渐过渡为平滑曲线。现场实测结果表明,在盾构到达建筑物之前的临近影响区域内,建筑物向远离隧道方向一侧倾斜;盾构侧穿过程中,建筑物向邻近隧道方向一侧发生一定程度的倾斜,直至后期稳定。盾构到达监测断面前10 m,测点的上浮量达到了最大;盾构离开监测断面约60 m后,各测点的沉降速率明显减小,并开始趋于稳定。从数值模拟计算结果与现场监测情况来看,两者所反映的规律是相一致的,为今后类似工程提供借鉴。     

双线盾构长距离穿越深基坑底部对基坑围护侧移及内力的影响

海地铁10号线同济大学站-国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑,穿越距离为630m,隧道与下立交基坑围护净距约2.0 m,施工现场环境复杂,盾构施工可能导致下立交深基坑围护结构发生侧向位移并产生附加内力。采用三维数值方法,模拟分析在基坑底板浇筑与未浇筑等情况下盾构施工对基坑围护结构侧移及内力影响的规律。分析表明:在底板施工后进行盾构施工,盾构施工引起基坑开挖面以上的围护侧移量较少,但底部侧移量变化非常明显;随着围护结构插入深度的增大,盾构施工引起基坑围护底部的弯矩值有增加的趋势;在底板施工完成的情况下,双线盾构穿越下立交基坑将致靠近基坑底板位置处的弯矩值由正弯矩逐渐变为负弯矩。数值计算较好的指导了实际工程的施工。     

盾构隧道施工对已建平行隧道变形和附加内力的影响研究

以盾构隧道装配式衬砌结构为研究对象,引入各向刚度不等的连续材料模型,按变形等效原则对不连续的隧道结构横向和纵向的刚度分别进行了等效折减,采用室内相似模型试验和三维有限元数值分析相结合的手段,以广州地铁三号线大沥区间盾构隧道工程为背景,对新建隧道施工所引起的已建平行隧道纵向变位、纵向附加轴力和弯矩、横向变形、横向附加轴力和弯矩进行深入研究,探讨和揭示围岩条件,隧道净距,顶推力等因素对已建平行隧道的变形和附加内力分布变化规律的影响.研究结果表明,新建盾构隧道施工所引起的已建隧道的影响主要集中于邻近新建隧道侧的拱腰附近,在软弱地层保持一定的隧道净距是必要的,盾构顶推力需控制在一定范围内,具体视围岩、净距以及可能造成的位移、相对变形和附加内力情况而定.     

新建隧道盾构施工引起邻近地铁隧道沉降分析

以广深港客运专线隧道盾构施工、下穿深圳地铁3号线既有隧道为工程背景,利用FLAC3D软件进行施工过程模拟。探讨了施工过程中新建隧道周边地层位移、既有隧道地面、底部沉降的分布性状以及新建与既有隧道的安全。结果表明,最大沉降点都位于新建与既有隧道的中心线上,沉降分布以各自中心线为对称轴呈左右对称性状,在本地质条件和特定盾构推力情况下,地面沉降和隆起满足要求,既有隧道结构底板沉降满足运营要求。     

软土地层并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响

为了研究并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响,以横琴杧洲隧道工程为依托,建立了并行曲线隧道三维有限元数值模型。在此基础上,研究了不同施工顺序和曲率半径r(r=500,800 m)下新建曲线盾构隧道开挖对既有隧道变形的影响。结果表明:施工顺序对既有隧道位移影响较小,曲率半径对既有隧道位移影响相对较大; 随着曲率半径(r=500～800 m)的增加,既有隧道位移增加约15%; 既有隧道的位移主要在盾构开挖面前方2D(D为隧道外径)、后方1D范围内产生; 施工顺序对既有隧道内力的影响与曲率半径有关; 隧道曲率半径为500 m时,施工顺序对既有隧道内力变化影响规律相似,即离盾构开挖面最近的既有隧道剖面产生的弯矩最大,且最大弯矩和最小弯矩均出现在靠近新隧道一侧; 内侧隧道先开挖时,既有隧道的弯矩(绝对值)更小,此时对于并行曲线隧道施工,内侧隧道先开挖更安全; 在盾构开挖面前方一定距离内既有隧道产生的轴力最大; 隧道曲率半径为800 m时,双线隧道近似于平行隧道,施工顺序对既有隧道内力变化和大小影响较小。     

大跨度地铁车站顶板临时支撑设计与安装

赤岗地铁车站为地下两层的钢筋混凝土结构,车站顶板横向净跨距16.3 m,设计给定的顶板允许荷载为40 kN/m~2,隧道施工期间施工荷载达50～60 kN/m~2。为满足施工要求,在车站顶板下架设了临时钢管支撑加固。文中介绍了钢管支撑的受力计算方法及安装方法。     

盾构上下夹穿运营地铁的变形控制与实测分析

结合上海地铁某区间隧道上下夹穿运营地铁的工程实例,首先采用数值模拟的方法,对先上后下和先下后上两种不同穿越次序引起的地铁隧道变形及地层扰动影响进行了比较分析。计算结果表明：近距离夹穿情况下盾构扰动引起的地层位移场分布呈现较为复杂的变化。然后,通过进一步分析对比这种复杂变化导致的风险,得出先下后上的穿越次序对隧道的变形及周边环境的的控制更为有利的结论,并制订了针对性的变形控制措施。最后,结合现场实测数据,验证了理论预测及施工措施的合理性,为类似穿越情形的盾构施工控制提供了参考。     

地下水对软土盾构隧道施工的影响规律分析

潜水和承压水是地铁软土区间盾构隧道施工过程中的主要危险源,为研究潜水水位变化和承压水水压变化对区间隧道施工的影响,采用FLAC3D软件,选用修正剑桥模型,对不同潜水水位和承压水头作用下盾构隧道的地表沉降、衬砌内力等进行分析。研究结果表明,当隧道洞身全部位于地下水中时:(1)潜水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约50%;盾构隧道最大地表沉降与潜水水位呈线性关系;(2)承压水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约10%,盾构隧道最大地表沉降与承压水头不成线性关系,随着承压水头的增大,地表最大沉降的增长速率越来越大;(3)潜水水位从-6.8 m变化到-2.8 m及承压水头从8 m变化到12 m的过程中,隧道衬砌管片弯矩和轴力随着潜水水位的升高或承压水头的增大而逐渐减小。     

北京地铁小间距浅覆土平行盾构隧道施工技术

《地铁设计规范》GB50157—2003规定盾构法区间隧道覆土厚度一般≥1.0D(隧道外廓直径),平行隧道净距一般≥1D,不能满足要求时应进行特别分析。北京地铁亦庄线宋家庄—肖村区间有200m区段最小覆土厚度4.1m(0.68D),最小隧道水平净距仅3.0m(0.5D)。通过对工程地质情况和周边环境进行分析,在工程经验基础上结合数值模拟,对地层和隧道结构的受力变形特征进行了研究,确定了盾构施工参数和掘进控制技术。信息化施工保障在未进行地层加固的情况下通过了此风险源。沉降监测结果揭示了北京地区小间距浅覆土盾构隧道沉降规律。