地铁浅埋暗挖法穿越既有桥梁施工变形控制

地铁浅埋暗挖法穿越既有桥梁施工时,会对邻近桥梁桩基产生不利影响,使得既有桥梁产生较大的安全使用风险.因此在穿越施工时,应当采取必要的技术措施对这种不利变形进行控制,以保证既有桥梁结构安全.以北京地铁5号线18标区间隧道浅埋暗挖法穿越雍和宫桥施工为例,给出隧道施工穿越既有桥梁的变形控制方案.首先,在施工前通过数值模拟并结合工程经验,确定桥桩变形的阶段及总体控制标准,为施工过程控制提供参照指标;其次,穿越前在桥区类似地层中设置监测主断面进行监测试验,得到桥区地层变形基本规律,同时进行注浆试验,确定出适宜的注浆材料及注浆参数,为优化施工方案提供依据;最后,在施工中依据工前确立的阶段控制标准,通过对各主要施工步序进行动态控制,来实现总体的控制目标.监测结果表明:桥梁实际差异沉降量仅为控制值的58.4%,达到了控制要求,保证了既有桥梁的安全.该控制方案的成功应用,可为类似工程提供重要的借鉴及指导.     

新建隧道下穿既有高速公路结构变形特征研究

新建隧道近接穿越高速公路过程中开挖进尺是影响围岩稳定性的重要因素.论文依托新建京张铁路祁家庄隧道台阶法开挖穿越既有G6高速公路工程,运用FLAC3D有限差分软件建立三维数值仿真模型,重点分析不同开挖进尺时新建隧道以及既有高速公路结构变形特征.结果表明:循环进尺大,开挖对地层的扰动越大,增加了围岩失稳情况的发生几率;在隧道下穿交叉段一定范围内对既有公路路基沉降的影响较为明显.通过建立相应模型尽可能地接近工程的实际环境,采用数值模拟的方法对隧道和路基的变形和稳定性加以研究.可以为新修隧道下穿既有公路施工影响的仿真计算方法提供一定的参考.     

双线隧道盾构施工对邻近桩基影响的数值分析

文章利用MIDAS/GTS软件,对合肥地铁1号线双线盾构隧道穿越邻近建筑物桩基进行了数值模拟,分析了不同开挖顺序情况下桩基的变形特征。结果表明:当按顺序对双线隧道进行开挖时,位于后开挖隧道侧的桩基变形和内力比先开挖隧道侧略大。除此之外,不同的隧道开挖顺序引起的桩基水平位移、竖向位移、轴力以及弯矩的差别不大。     

平顶隧道下穿人防隧道的影响研究

以青岛某段新建平顶隧道下穿"回字形"既有人防隧道为例,采用三维有限元方法对此段隧道的三导洞开挖方式进行数值模拟.开挖过程中引起的人防隧道变形,严重时可能导致地层倒塌,与此同时,由于受既有人防隧道的影响,新建隧道的衬砌可能会受到受力及变形影响、对此进行分析,为设计与施工提出合理建议,也为类似工程施工提供参考.     

隧道Park收敛模式正交下穿既有隧道影响分析

针对传统力控制方法分析隧道正交下穿引起的地表和既有隧道变形过程复杂的问题,基于Park收敛模型,采用位移控制方法对隧道开挖引起的地表沉降以及既有隧道拱底变形进行研究。首先,通过将工程实例地表沉降数据、所提方法以及传统力控制方法的结果进行对比,验证位移控制方法在研究新建隧道垂直下穿既有隧道问题中的合理性,然后使用Park的4种隧道收敛模式作为新建隧道的边界条件进行进一步分析。结果表明:在给定隧道拱顶位移g的情况下,Park的4种收敛模式引起的地表沉降槽、隧道拱底变形的形状和数值均存在一定差异;相同土体损失和g值时,收敛模式对地表沉降和隧道拱底变形的影响由大到小依次为圆形非均匀收敛、椭圆形收敛、椭圆形非均匀收敛、均匀收敛,其中椭圆形收敛与椭圆形非均匀收敛的影响较为接近,均匀收敛与实际的拟合效果最差。隧道正交下穿既有隧道导致的地表沉降与地层中既有隧道变形模式不同,当隧道间距一定时,地表沉降为高斯曲线,而隧道变形可能表现为"W"形。     

盾构下穿施工对既有隧道变形影响模拟研究

随着城市地下空间的不断开发利用,地铁隧道线路网不断完善,新旧隧道交错而过的现象愈发增多。近距离盾构下穿施工可能会对既有隧道造成一系列不利影响。因此,为研究近距离隧道下穿施工对既有隧道的影响,以南宁某工程为例,通过数值模拟研究了新建隧道盾构下穿施工过程对既有隧道的变形规律影响。模拟结果表明：盾构下穿隧道施工引起既有隧道的变形以沉降变形为主,扭转变形为辅;随着新建隧道的不断推进,临近既有隧道6 m范围内沉降变化率最大,此时既有隧道最为危险,风险系数最大;新建隧道盾构施工穿越既有隧道后,由于时空效应既有隧道沉降会继续发育,直至达到最大沉降值13.0 mm;穿越过程中既有隧道扭转变形量先增大后减小,最后趋于稳定。     

盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基影响现场试验

由于我国高铁线路日益密集,城市地铁线路亦高速发展,地铁隧道的施工不可避免的需要穿越高铁线路,因此对高铁桥梁桩基存在巨大施工风险,而且对高铁桥梁的结构及运行的列车构成极大的安全隐患.文中通过有限元模拟进行工前风险评估及变形预测分析,并在侧穿段布设监测点进行盾构掘进动态监测,由数值模拟结果结合现场试验监测数据进行掘进参数优化,保证施工时高铁桥梁的安全.通过优化掘进参数和实时监测,控制盾构隧道侧穿施工对高速铁路桥梁桩基的变形影响,保证桥梁及上部高铁列车的安全.     

下穿公路隧道大型三维有限元静力仿真研究

针对公路隧道近距离穿越既有公路、铁路等构筑物和建筑物的工程,研究当前施工工法和支护方案下隧道围岩变形范围和上方既有公路受影响程度,并对既有公路的安全性进行评估,采用大型三维数值模拟方法开展甸头隧道近距离穿越既有公路段的分析,得出采用三台阶掘进能有效控制既有公路的沉降变形,且隧道轴向方向变形差异较小,围岩基本处于受压状态,塑性区集中于两腰部及以下,但衬砌在开挖后受拉应力较大易破坏的结论。     

既有建筑物工作性状受盾构隧道施工影响研究

针对盾构隧道近接既有多层框架结构建筑物施工工况,通过构建考虑隧道-土体-建筑物共同作用的3维有限元模型,对盾构隧道开挖引起的建筑物楼面扭曲变形及框架柱轴力进行了系统的敏感性因素分析.研究结果表明:盾构隧道施工导致位于建筑物角部的梁柱节点出现应力集中,且该建筑物对周边地面沉降存在一定约束作用;隧道开挖会导致其左侧3维建筑物楼面产生顺时针扭曲变形;当隧道开挖面推进至建筑物且尚未穿越其横向中心时,楼层扭曲变形增大、框架柱轴力下降,当开挖面到达并超过建筑物横向中心后,楼层扭曲变形及柱轴力的变化趋势与前述刚好相反.研究成果有助于更好地评估地面既有框架结构建筑物因隧道开挖导致的破坏效应.     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.     

地铁隧道开挖过程三维物理模型动态试验研究

据相似材料大比尺三维概念物理模型理论,高仿真度制作了成型盾构隧道地铁站厅隧道开挖试验物理模型。模拟了双盾构隧道之间开挖站厅隧道的全过程,研究了站厅隧道、横通道开挖过程中模型地表沉降,土体的变形,盾构隧道及站厅隧道洞周特征点的位移。模拟并研究了混凝土加固桩对土体位移的影响,总结出土体的动态力学特征和变形规律,得出一些有益的认识和结论。对指导地铁施工、研究在已建成双隧道间拓展开挖站厅空间具有十分重要的意义。     

地铁高架桥列车振动荷载对邻近构筑物受力变形的影响分析

为分析新建地铁高架桥运营期列车振动荷载对近接敏感构筑物的影响,结合长沙地铁1号线北延线高架桥上跨既有高速公路与干线铁路,两侧紧邻既有桥台桩基和框架桥,建立列车振动荷载下高架桥-地层-既有结构的动力耦合数值模型,分析了地层与既有结构的不同深度动力响应随时间变化规律,以及列车运行速度、轴重、近接距离、地层加固模量、阻尼比分别对桥台桩基和框架桥的水平位移、速度和加速度的影响规律。结果表明：列车振动作用下地表沉降值约为水平位移的40%,地层变形以水平位移为主;框架桥的变形、速度、加速度变化趋势与桥台桩基类似,但其绝对值相对较小,而桩基和框架桥不同深度的动力响应特征明显不同,桩顶和框架桥顶板受影响较大;既有构筑物的动力响应随速度的增加先减小后增大,且在低速区变化幅值较小,80km/h为列车的最佳运行速度;既有结构的动力响应随列车轴重的增大近似呈线性增大的关系,轴重相对于速度对动力响应的影响明显;近接距离越小,框架桥的动力响应越大,高架桥新建桩基与框架桥水平距离小于桩径的4倍时,需采取加固措施;动力响应随加固区刚度增大而减小,地层模量达到300MPa后,继续提高加固强度对降低响应的效果不明显。研究成果可为类似工程的建设与运营提供有益借鉴。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3~0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35~0.45倍的开挖深度。     

基坑开挖对既有小直径桥墩的影响分析及加固设计

温州市某主干道采用U型槽下穿高速公路桥梁。U型槽基坑开挖改变了既有小直径桥墩的受力状态,并对桥梁结构安全造成影响。针对该情况,采用有限元数值分析,并结合实验室土工试验,对U型槽基坑开挖各个工况下小直径桥墩位移和内力进行力学分析。分析结果表明:基坑开挖导致桩基附加弯矩增大,桥墩发生较大横向位移,裂缝宽度达0.18 mm。根据受力分析结果,对既有小直径桥墩进行加固设计。桥墩加固后进行基坑开挖,减小了桥墩横向位移,附加弯矩降低,裂缝减少至0.07 mm,桥墩稳定性安全系数得到提高。通过施工监测数据和数值计算结果的对比,计算分析值与实测值基本吻合。本文工作可作为同类型小直径桥墩全周围基坑开挖结构分析与加固设计的借鉴。     

有限元强度折减法在边坡稳定分析中的应用

为研究渠河河堤跨河大桥桩基工程对河堤稳定性的影响,采用有限元方法对河堤边坡加固方案及施工过程进行稳定性计算分析。对渠河大桥处渠堤断面图进行概化,构建二维平面应变有限元计算模型;利用有限元强度折减法,借助PLAXIS软件实现对设计坝体加宽和桩基桩孔施工情况下边坡的稳定性分析。计算结果表明,当坝坡坡度调整为1.00∶3.00时,最小稳定安全系数达到1.179,满足规范要求值1.150;桩孔开挖过程中,边坡稳定安全系数均大于1.150,坝坡稳定性可以得到保证,但是桩孔孔壁存在渗透变形和塑性变形的安全隐患,需采取防护措施。     

某邻近地铁隧道深基坑施工监测分析

基坑开挖中的土体卸荷效应会引起支护结构及周围地层的变位,从而对周边环境产生不利影响.对某邻近地铁区间隧道的深基坑施工进行了全过程跟踪监测,及时反映不同工况下基坑围护结构变形、支撑轴力及立柱回弹的变化特征,分析了基坑施工对周边环境特别是对邻近地铁隧道的影响.监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖阶段,开挖至坑底后变形趋于稳定;围护结构变形与支撑轴力具有关联性,围护结构的侧向变形越大,相应位置支撑的轴力也越大;坑底土体卸荷隆起带动立柱回弹,基坑中部回弹较大,基坑边角和施工栈桥附近回弹较小;开挖卸荷引起基坑附近一定范围内地表沉降和深层土体隆起,带动相邻地铁隧道上抬;基坑施工对邻近地铁隧道竖向变形的影响比对水平变形的影响更明显.     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。     

双线盾构隧道侧穿既有桥桩影响分析及加固优化

依托广州地铁八号线盾构隧道侧穿华南快速高架桥桩基工程,分别对有无隔离桩支护桥桩的情况建立了有限元数值模型,研究了加固前后地表沉降、桥桩附加轴力、附加弯矩和桩身位移的变化并开展了加固优化设计.结果表明:隔离桩可有效减小既有桥桩垂直于掘进方向的桩顶位移,由于隔离桩的牵引作用,对于桥桩中部位移基本无削减作用,甚至极小地加大其...     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

随着城市化的发展,骑跨于邻近地铁隧道之上的基坑开挖工程越来越多,在基坑开挖过程中如何更好的控制对既有隧道变形的影响是一个亟待解决的问题。本文运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。