新建地铁隧道下穿既有洞室的施工安全控制

以重庆主城区地铁区间隧道下穿既有洞室为例,采用理论分析和有限元数值模拟计算方法,对新建地铁隧道是否采用施工控制措施以及采取措施后的施工影响范围进行了分析论证.结果表明:新建地铁隧道下穿既有洞室,当二者净距接近或小于新建隧道开挖的围岩塑性区时,应采取相应工程措施;超前注浆加固措施能有效控制围岩变形,增强施工安全性;既有洞室的存在对地铁隧道开挖过程中的围岩变形有一定影响,越靠近洞室,地铁隧道围岩变形值越大;下穿地铁隧道开挖可导致上方既有洞室结构发生变形,越靠近地铁隧道,其变形值越大;新建隧道超前注浆长度取2～2.5倍洞径较为合理.     

深埋矿山法地铁隧道下穿既有铁路隧道影响研究

以厦门某矿山法地铁隧道下穿既有铁路隧道为工程背景,运用数值模拟隧道开挖过程,并结合现场监测,研究新建深埋地铁隧道下穿既有铁路隧道结构沉降变形情况,以及新建地铁隧道在下穿过程中隧道拱顶沉降、净空收敛的变化规律。数值模拟结果表明,既有铁路隧道结构最大沉降量为1. 15mm,沉降值较小;新建地铁隧道在Ⅳ围岩下变形最大,且随着围岩强度提高,变形越小。监控量测结果表明,既有铁路隧道与新建地铁隧道的变形趋势与数值模拟吻合,进一步验证了模拟的准确性。因此,深埋地铁隧道开挖过程,新建隧道变形与围岩强度相关,围岩强度越高变形越小;深埋地铁隧道在Ⅱ级～Ⅳ级围岩强度下对上部既有铁路隧道的影响较小。     

新建隧道开挖对既有线稳定性影响的数值分析

针对复线工程施工对既有隧道稳定性影响较大的问题,本文采用ANSYS有限元软件建立了下穿隧道的二维数值模型,分析了新建隧道开挖对既有线的影响作用。通过对新建隧道开挖前、后既有隧道的围岩应力、位移变化进行对比分析,论证了新建隧道施工方案的可行性。     

新建隧道与既有隧道交叉施工分析

文章以某段新建平顶隧道开挖为例,采用Midas GTS三维有限元方法对此段新建隧道的施工过程进行数值模拟。开挖过程中,新建隧道与既有的隧道接近90°交叉,两隧道垂直距离约1.2m,新建隧道的开挖势必对既有隧道的变形及受力产生影响,与此同时,既有隧道也会对新建隧道的结构产生影响。文章对新建隧道——既有隧道互相影响进行分析,为施工提出合理建议,也为类似工程施工提供一定参考。     

黄土地区下穿既有线暗挖隧道对既有线位移影响分析

在黄土地区既有铁路结构下方进行新建隧道开挖存在相互影响的沉降问题,新隧道开挖过程中产生的卸载效应又会使既有铁路产生沉降,影响运营安全。因此,控制新隧道开挖时产生的沉降是穿越既有铁路结构施工的主要技术难题。基于有限元理论,利用ANSYS计算分析软件,运用修正土体参数对实际工程进行模拟,计算分析新建隧道开挖过程中既有铁路与新建隧道的相互影响。     

铁路立体交叉隧道相互影响阈值

针对铁路双线立体交叉隧道结构,通过数值模拟和回归分析等方法对不同围岩级别条件下既有隧道受新建隧道施工的影响情况进行了研究。运用数值模拟方法建立了多种净距、多种围岩条件和上跨及下穿既有隧道的工序下的力学模型,通过对48种工况下既有隧道底板变形计算结果的回归分析,得出了既有隧道围岩与道床变形预测公式,根据现有高速铁路运营期间允许的道床变形标准,对既有隧道运营不受影响的最小净距给出了建议值。同时对既有隧道围岩压力受新建隧道施工影响的变化情况进行了分析,以围岩压力变化幅度为评价准则,对铁路双线立交隧道间相互影响的净距临界值给出了推荐值。研究发现,新建隧道上跨的修建形式与下穿相比,对既有隧道影响略小。     

安家庄隧道施工对相邻已营运隧道安全性的评估

新建隧道的开挖会导致临线既有隧道中围岩应力的重分布,对既有隧道衬砌产生不利影响。山西通昌能源有限公司兴县铁路安家庄隧道紧邻瓦日铁路和肖家洼铁路,距肖家洼铁路隧道最近仅1.1m,距瓦日铁路隧道最近为19.7m。安家庄隧道的开挖对两侧既有隧道的安全性构成了严重威胁。针对该问题,首先详细介绍了隧道线路布置、工程地质条件及隧道结构形式等工程条件;然后,采用数值方法,计算了安家庄隧道开挖后两侧既有隧道衬砌的受力情况;并在此基础上,选取两侧既有隧道衬砌的最不利受力位置,依据铁路规范对安家庄隧道开挖后临线既有隧道衬砌的安全性进行了定量评估。研究成果为安家庄隧道的设计和施工提供了重要指导。     

砂土中隧道施工引起近接隧道位移的试验研究

新建隧道施工对近接隧道的影响,一直是隧道设计和施工中必须考虑的问题,但现阶段对此还没有一致的认识。为了进一步研究新建隧道施工对近接隧道影响机理,设计了能够模拟隧道分步开挖的室内模型试验装置,并用该试验装置进行了砂土地层中新建隧道施工引起近接水平平行隧道位移的试验研究。试验重点研究了两平行隧道间净距、埋深对既有隧道位移的影响。通过对试验结果分析,得到了既有隧道拱顶和靠近新建隧道一侧拱腰部位的位移发展规律。试验结果分析表明,新建隧道开挖会对既有平行隧道结构产生侧向挤压效应,隧道埋深和净距对既有隧道的位移都有影响,但隧道间净距变化对位移量的影响更大。当隧道间净距大于2倍隧道直径时,新建隧道开挖对既有水平平行隧道位移的影响非常小。研究成果可为砂土地层中近距离平行隧道设计和施工提供参考。     

隧道斜交下穿施工引起既有线的沉降变形分析

针对某新建隧道斜交下穿既有高速铁路客运专线隧道,提出预留开挖区内先进行预支护,再进行开挖的施工方案。通过模拟不同工况下既有隧道的沉降变形,并与经验公式法及实测既有隧道沉降变形作比较,研究新建隧道下穿施工对既有隧道同一横断面不同监测位置的影响,结果表明新建隧道采用锚杆加超前小导管进行预支护能将沉降值控制在许可范围内;既有隧道结构横断面上会产生扭转变形,建议对既有隧道进行注浆加固。     

城市地铁隧道施工对上部既有隧道的影响分析

为研究新旧隧道斜交情况下新建隧道施工过程中对既有隧道结构与其周围岩体产生的扰动程度以及新建地铁隧道掘进中地面的沉降规律,依托实际工程,基于有限元数值模拟软件,通过建立三维隧道施工模型,分析了下部新建地铁隧道施工推进过程中各施工阶段对既有结构、地层变形、地面沉降的影响.实际工况模型计算分析结果表明:新建地铁隧道开挖产生的...     

考虑上浮效应的盾构下穿对既有隧道影响研究

新建盾构隧道下穿会对上部既有隧道产生扰动,并可能使隧道产生结构病害。由于盾构管片重量远小于相应开挖土体重量,新建隧道的上浮效应会对既有隧道产生影响。基于两阶段分析法提出考虑新建盾构隧道上浮影响的隧道下穿引发既有隧道纵向变形计算模型,并利用现场实测数据进行验证。结果表明：考虑上浮效应的理论计算结果与实测数据较为吻合;控制新建隧道上浮量或减小新建隧道直径可有效减小由于上浮效应造成的既有隧道隆起变形。研究成果可为全面合理评估隧道下穿对既有隧道的影响提供依据。     

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。     

新建隧道爆破对既有隧道人员心理影响测试与分析

以新岭隧道拓宽工程爆破开挖为背景,运用现场监测等方法,分析新建隧道爆破施工对既有运营隧道驾乘人员的影响,确保既有隧道运营的安全性,并对新建隧道爆破方案进行优化。结果表明:新建隧道爆破施工控制标准应考虑爆破对驾乘人员的心理影响;高龄驾乘人员更容易受到爆破施工的影响;随着单段药量的增加,爆破施工对驾乘人员的影响亦随之增大。     

单洞双线隧道平行近接施工时效性研究

以福平铁路单洞双线隧道近接施工为背景,探讨考虑围岩流变情况下近接隧道施工对既有隧道的时效性影响,通过建立数值计算模型,分析新建隧道开挖一定时间后既有隧道的位移、二次衬砌受力、塑性区的变化。结果表明:单洞双线隧道平行近接施工时,对既有隧道左右边墙的影响要大于对拱顶、仰拱的影响,右边墙最大位移达到0.148 5 mm,其中仰拱、左右边墙位移稳定后,拱顶位移180 d后仍在发展;近接隧道施工后,二次衬砌受力状态得到改善,所受压应力减小,随着时间的发展二次衬砌依然能保持稳定;新建隧道的开挖不会引起既有隧道塑性区的变化,结合新建隧道塑性区演化规律,建议在第29 d左右施作新建隧道的二次衬砌。     

新建地铁隧道下穿既有隧道的结构影响分析

新建地铁隧道下穿既有运营地铁隧道会对隧道结构内力产生影响,通过对隧道开挖过程进行模拟,得到2者之间的影响范围和内力分布规律,可以为隧道的施工和设计提供有益参考。     

新建引水隧洞施工对既有铁路隧道稳定性影响

新建隧道施工会不可避免地对既有邻近铁路隧道产生不利影响.以攀枝花观音岩引水隧洞为研究背景,采用三维有限元方法研究新建隧洞施工对既有铁路隧道稳定性的影响.研究结果表明:引水隧洞近接施工对成昆铁路隧道的影响较小,开挖完成导致既有隧道顶部围岩出现拉应力;二衬最大竖向、水平位移均满足变形控制标准;二衬最大弯曲压应力为0.95 ...     

流变岩体中既有隧道与新建平行隧道相互影响的理论解

在流变岩体中进行隧道施工时,既有隧道与新建隧道的相互作用将使围岩应力、位移分布与单隧道问题有明显不同,且与时间相关。针对黏弹性岩体中深埋双圆形隧洞考虑施工顺序问题,用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系导出两隧道周边开挖增量位移和应力场的求解方法和理论解答,并与有限元解进行了比对。根据解答分析了既有和新建隧道孔边增量位移与全应力分布特点;隧道周边增量位移随时间的变化;周边位移随隧道间距的变化规律。可用于黏弹性岩体中双圆形隧道顺序开挖的施工分析。相比数值方法,理论解可更方便地进行参数分析和初步设计。     

通道不同开挖方式对既有隧道结构的影响研究及处理建议

文中通过典型项目,分析了新增地铁出入口通道施工对车站和区间轨道结构的影响,以及新增通道开挖过程中对既有隧道结构最不利位置断面结构的影响。发现明挖基坑开挖对已有轨道结构变形影响最大,开挖结束时为区间最不利状态。暗挖过程对既有轨道结构影响主要在拱顶斜向45°及墙脚位置,应注意结构纵向剪切变形。为保护既有隧道结构及围岩稳定,在通道开挖过程中,应及时进行支护。     

新建公路隧道上跨施工对既有铁路隧道的影响研究

文章结合巴中至万源高速公路新建羊子岭隧道上跨既有襄渝铁路二线羊子岭隧道的工程实际,采用三维数值计算模拟分析了新建隧道上跨既有铁路隧道施工时围岩与隧道结构变形及内力变化规律。研究结果表明:新建隧道施工过程中既有铁路隧道结构安全;新建公路隧道技术方案合理可行。研究结果可为类似工程的设计与施工提供借鉴及参考。     

不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究

研究不同开挖方式对近距离交叠隧道的地层和围岩的影响,揭示不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变变化规律,为近距离交叠地下工程的变形控制、支护设计和开挖优化设计提供理论依据。通过FLAC3D数值模拟,研究在台阶法、眼镜法、CRD法3种不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变发展规律、交叠区围岩塑性破坏规律,研究结果如下：(1) 不同开挖方式对交叠隧道施工过程中不同位置的影响程度不同,揭示既有隧道衬砌变形机制演变过程和衬砌破坏的危险点;(2) 根据围岩塑性区发展和隧道衬砌变形量,开挖下部新线隧道时CRD法优于眼镜法和台阶法,CRD法开挖下部隧道时对变形控制效果最好;(3) 新建隧道穿越既有隧道时,比较理想的施工方案为台阶法→CRD法→台阶法;(4) 任何开挖施工方法都会使已建隧道衬砌的4个部位(拱顶、拱脚、直墙边及拱底)承受拉应力,且拱脚处的最大、最小主应力最大,最易发生破坏。