盾构隧道近距离下穿既有隧道的数值分析

通过对武汉市轨道交通3号线盾构隧道下穿2号线既有隧道工程实例的分析,结合类似地层工程经验提出了盾构隧道近距离下穿既有隧道的工程措施,并运用数值分析的方法,得到了盾构下穿过程中既有隧道的竖向位移与盾构机顶推力、土层加固、盾构机掘进位置的关系,验证了工程措施的可行性,提出了相关建议。     

大直径盾构下穿运营地铁变形控制研究

基于直径15 m级泥水盾构穿越轨道交通运营地铁施工,针对上海地区软土地层土体力学性质较差、地层成拱能力较低的特点,研究大直径盾构下穿运营地铁变形控制,为今后类似工程的设计与施工提供参考。在国内外学者研究成果的基础上,依托具体的工程实例,综合考虑在建隧道与既有隧道之间的动态相互作用,从盾构正面泥水平衡压力、泥水质量、推进速度、管片拼装、同步注浆和盾构姿态控制等方面综合考虑,对大直径盾构下穿运营地铁变形控制进行研究。     

大直径盾构近距离下穿既有地铁站施工关键技术

本文针对北京某项目大直径泥水盾构近距离下穿既有运营地铁站的施工进行介绍、分析和研究,总结得出了大直径盾构近距离穿越建(构)筑物的施工关键技术,希望对类似工程有所借鉴。     

大直径盾构隧道下穿既有地铁隧道影响分析及控制

城市更新建设周期下既有密集区复杂约束下的盾构隧道建设规模不断攀升,大直径盾构隧道下穿既有地铁运营隧道始终是城市路网、地铁更新建设的典型难题,其施工工艺复杂、施工控制要求高,目前普遍缺少准确定量的分析方法以满足施工参数精细化控制要求及周边环境保护目的。依托上海北横通道下穿轨交10号线项目的实际工程,其最近下穿距离仅为7.5 m,斜交角度约为76°,首先建立三维精细化数值模型分析了新建大直径盾构隧道施工斜交下穿既有运营地铁区间隧道的影响,通过与实测数据进行了对比分析,表现为较好的一致性;其次根据分析结果、实测数据及现场实际施工参数控制措施等,总结了盾构穿越前、中、后的经验,给出了大直径盾构下穿运营地铁线路施工过程中施工控制措施,可为类似施工提供经验参考。     

盾构下穿引起的既有地铁隧道变形分析

北京地铁某区间盾构下穿既有地铁隧道工程,在开工前期,运用MIDAS/GTS三维有限元分析软件,对盾构下穿施工可能引起的既有地铁隧道结构变形进行了三维模拟分析,并评估了既有地铁隧道结构的安全性,提出了盾构下穿既有地铁隧道结构变形控制标准;施工期间对既有地铁隧道结构进行了现场监测,结合数值分析结果综合分析了既有地铁隧道结构变形情况,并根据实际监测数据,对比分析了预测结果与实际监测结果的差异,验证了模拟预测的可靠性。     

近距离叠交盾构隧道施工技术研究

盾构法施工技术在国内外地铁建设中已经得到了广泛的应用,但是近距离叠交隧道的施工容易面临新建隧道对既有隧道结构的影响和地表沉降量过大等问题。文中以杭州地铁3号线盾构施工为工程背景,分析了工程施工难点,介绍了具体控制既有隧道变形及地表沉降的施工技术和控制措施,并对相应变形监测结果进行了研究。     

北京地铁盾构近距离下穿地铁运营盾构隧道施工

新建北京地铁14号线盾构隧道下穿运营的地铁15号线区间竖向净距仅1.9 m,施工中采取了加强地面监测、划分区段、及时补浆和封堵洞门、使用改进型管片、设聚氨酯隔离环等优化措施。监测结果表明,盾构机穿越时上方隧道沉降曲线稳定。     

地铁盾构隧道近距离下穿既有铁路隧道安全性分析

针对南宁地铁4号线盾构隧道近下穿既有南环线铁路隧道工程,采用三维有限元数值计算方法,分析了新建盾构隧道近距离下穿施工对地表和既有隧道结构及轨道的影响。数值计算结果表明,通过对下穿段一定范围内的盾构周边土体进行注浆加固可以有效控制盾构隧道施工对地表和上方铁路隧道的影响,能够将地表沉降、既有隧道衬砌变形及结构安全、轨道变形控制在安全范围内,为工程施工提供重要参考依据。     

盾构下穿北京地下国铁直径线分阶段变形响应分析

盾构穿越既有隧道的施工风险控制一直是城市地铁建设面临的难题也是研究的热点。针对盾构下穿既有大直径隧道工程施工风险控制难题,以北京地铁8号线王府井站—前门站区间盾构下穿国铁直径线为工程背景,建立了三维数值模型,采用FLAC3D有限元差分软件进行计算,并将既有隧道的变形分为5个阶段,对每个阶段的沉降影响进行了评估,最后将模拟数据与实测数据进行对比分析,以此验证该模型的有效性。研究结果表明:不同下穿阶段中,阶段3对既有隧道变形影响最为显著,受刀盘开挖、盾体通过、盾尾脱出三重因素的影响,该阶段内既有隧道的沉降占比最大;竖直方向上,既有隧道拱顶呈“V”型沉降槽,拱底呈“W”型沉降槽;水平方向上,下穿段正上方既有隧道发生向隧道内侧收敛的现象,并距新建隧道轴线越远,收敛现象逐渐减弱。     

盾构下穿越已运营隧道施工监测与技术分析

通过对上海M4线张扬路至浦电路区间隧道近距离下穿越已运营M2线工程施工过程的监测,分析对比了盾构两次近距离下穿越施工的过程和特点,讨论了M2线周围地层土体的沉降变形和规律。同时,针对盾构近距离穿越施工技术难题,较系统探讨了近距离下穿越施工技术方案,分析了施工技术控制要领,为今后类似工程提供了借鉴。     

地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响

以广州地铁三号线大塘一沥浯区间盾构隧道穿越的地层条件为背景,针对盾构隧道结构的特点,引入横向和纵向不等的刚度折减系数,采用室内相似模型试验和三维有限元数值计算相结合的手段,对地铁盾构隧道重叠下穿施工所引起的上方已建隧道纵向变位、纵向附加轴力和弯矩、横向变形、横向附加轴力和弯矩进行了深入研究,探讨和揭示了围岩条件、隧道净距、顶推力等因素作用下盾构隧道重叠下穿施工所引起的已建隧道的变形和附加内力分布变化的影响规律.研究结果表明,新建盾构隧道施工所引起的已建隧道最大隆起点位于掌子面前方约2D (2倍直径) 附近,不均匀沉降主要出现在约掌子面前方3D到后方2D的范围内,顶推施工将引起已建隧道在掌子面前方产生较大附加内力,而对后方影响较小,具体视隧道埋深、间距、围岩和施工因素而定.     

Monitoring for close proximity tunneling effects on an existing tunnel using principal component analysis technique with limited sensor data

A realistic field monitoring application to evaluate close proximity tunneling effects of a new tunnel on an existing tunnel is presented. A Principal Component Analysis (PCA)-based monitoring framework was developed using sensor data collected from the existing tunnel while the new tunnel was excavated. The developed monitoring framework is particularly useful to analyze underdetermined systems due to insufficient sensor data for explicit relations between force and deformation as the system input and output, respectively. The analysis results show that the eigen-parameters obtained from the correlation matrix of raw sensor data can be used as excellent indicators to assess the tunnel structural behaviors during the excavation with powerful visualization capability of tunnel lining deformation. Since the presented methodology is data-driven and not limited to a specific sensor type, it can be employed in various proximity excavation monitoring applications.     

盾构隧道侧穿既有桥梁工程技术研究

盾构隧道侧穿既有桥梁施工过程中,隧道开挖扰动四周岩体引发地层变化,对相近的桥桩及地表产生影响。以呼和浩特2号线某标段工程为例,对盾构隧道侧穿既有桥梁引起的工程风险进行研究,通过Midas-GTS NX有限元软件进行数值模拟,结果表明:通过注浆加固等控制措施能有效保证桥梁变形在合理范围内。     

盾构隧道小近距下穿既有隧道施工技术研究

在盾构隧道小净距下穿既有隧道,未对既有隧道内及周边进行加固的情况下,利用FLAC3D有限差分程序模拟计算了地表、既有隧道的沉降变形及二者间的土层最大主应力,参考数值计算的结果优化了盾构施工参数,当施工进入盾构隧道对既有隧道的影响范围内时对既有隧道进行自动化监测,根据监测结果进一步调整盾构推进参数,使得盾构隧道安全、快速通过了既有隧道,取得了良好的社会和经济效益。     

顶管隧道近距离穿越既有地铁盾构区间设计

结合成都市犀浦镇龙梓万片区电力隧道工程实例,针对顶管隧道施工力学进行了研究,分析了工程设计要点和施工技术控制要领,并对既有地铁盾构区间进行了受力模拟计算和安全性分析,为类似工程积累了一定经验。     

大直径盾构管片裂纹成因分析

针对盾构隧道大直径管片施工技术的重、难点,结合在武汉长江隧道盾构管片施工过程中的实际经验,介绍了大体积盾构管片施工过程中不同裂纹类型、形成原因及控制重、难点,对关键工序及关键工艺进行重点介绍,并简要介绍了常见问题及其对策。     

既有桩基对盾构施工参数的影响研究

盾构隧道施工邻近桥梁桩基已成为目前研究的热点问题。针对盾构施工参数取值在工程中的应用价值,利用三维弹塑性有限元分析了桩基引起地层的竖向附加应力,反推出了Geedes式中的桩端阻力、桩侧阻力分担桩顶荷载的比例系数与桩长的数学表达式,并将Geedes竖向附加应力影响范围与Randolph提出的影响半径对比分析后,给出了桩基影响区域和非影响区域的界定半径;基于支护压力、注浆压力的理论取值范围及单位长度上土体损失量等于沉降槽面积的条件,利用三维弹塑性有限元进行计算分析,给出了支护压力、注浆压力在桩基非影响区域内的建议取值和土体损失的计算表达式;基于桩基非影响区域内盾构施工参数的建议取值及桩基对地层产生的附加应力,给出了桩基影响区域内盾构施工参数建议取值的数学表达式。研究结果表明:工作面的土压力阻力选取工作面静止土压力合力,注浆压力选取1.1倍的隧道埋深处水土压力时,对地层的扰动较小。     

盾构隧道下穿既有隧道地面变形分析

以郑州地铁工程为背景,研究盾构隧道下穿既有隧道引起的地表变形。基于地层沉降经验公式——Peck公式的预测结果,结合施工现场监测数据分析结果,将两者进行对比,从而得到地表沉降监测断面的累计沉降曲线,与Peck经验公式计算得到的沉降槽曲线变化规律相同,符合地表沉降变形规律,即微小沉降阶段、急剧沉降阶段、缓慢沉降阶段、沉降稳定阶段。可以通过该理论预测更好地控制隧道沉降和收敛变形,保持均衡、连续的盾构推进,减少因盾构停顿造成的地面、隧道沉降。