盾构隧道下穿既有框架结构建筑的影响分析

以某框架结构建筑为研究对象,基于三维有限元数值模拟,探讨盾构施工对既有建筑的影响。对比分析表明,左线贯通时地表最大竖向沉降位于左线中心轴正上方土体中,双线贯通时地表最大竖向沉降为位于双线对称轴正上方土体中。既有建筑相邻柱基差异沉降最大值小于规范限值,其位于左线、右线中心轴线之外的范围内,而不在两中心轴线之间。计算结论为工程的顺利实施提供了重要依据。     

盾构隧道下穿既有城市隧道施工力学分析

针对合肥地铁1号线盾构下穿南一环下穿隧道工程存在的安全风险,运用 FLAC3D实现了隧道盾构开挖的模拟,分析了盾构推进过程中下穿隧道结构以及在建隧道应力应变分布规律。研究表明：盾构机在监测断面前后20m范围内掘进对下穿结构竖向位移和拱顶沉降影响最大,处于盾构隧道上方及中心线上的监测点沉降变形较大;下穿隧道的底板南北侧出现拉应力,拉应力最大值达到1.088MPa。开挖结束,盾构隧洞周围土体最大隆起位移为6.22mm,最大沉降为4.96mm;最终两个隧洞周围土体位移分布规律基本一致。拱顶沉降随开挖的变化规律与监测点相似。根据模拟结果提出的施工防护措施有效,沉降实测值均在预警值以下,模拟结果与实测结果规律基本一致,模拟效果较好。     

南通地铁盾构下穿既有建筑诱发基础沉降分析

针对盾构机下穿既有建筑问题,以南通地铁1号线环城东路站至中级人民法院站盾构区间下穿森大蒂花苑老旧居民区为研究对象,基于现场沉降监测,进行盾构施工对既有邻近建筑基础沉降的影响分析,针对盾构隧道下穿该老旧居民区进行数值模拟,综合考虑上部建筑荷载及盾构施工对围岩的扰动,对建筑物基础沉降进行分析。结果表明：盾构机在高富水砂土、粉土中掘进时,由于对地层的扰动和孔隙水消散等原因,易使机头扭转,造成掘进不稳定,最终引起地表沉降;而通过设置合理的土压力值,保持掘进面平衡,尽量使盾构机平稳通过,同时做好注浆、衬砌与地层间缝隙填充等工作,能够有效减小盾构引起的地表沉降。     

盾构下穿施工对既有城市道路沉降影响研究

以合肥市地铁建设四号线天水路站-翠柏路站盾构区间为工程背景,研究盾构下穿对既有城市道路造成的影响。运用MidasGTSNX建立数值分析模型,研究隧道埋深和开挖距离对道路沉降的影响。结果显示：先开挖左线时,沉降在开挖第五到第十环过程中发生突变;埋深在2D以内时,随着开挖的进行,沉降曲线从“单谷”转为“双谷”,但沉降峰值始终保持在左线隧道中心线附近;埋深超过2D,双线隧道的相互作用可以忽略,全线贯通时的沉降峰值出现在双线隧道中心线上方;埋深始终与影响范围成正比,与影响程度成反比。合理安排这两种因素能够有效控制道路沉降,保证施工安全。     

新建盾构隧道下穿既有构筑物施工的力学机理

为了研究盾构隧道下穿既有构筑物以及盾构机身施工振动对地面产生的影响规律和程度,以深圳地铁16号线下穿既有构筑物工程为研究对象,采用数值模拟软件迈达斯GTS NX,完整再现施工的动态过程,通过数值模拟计算结果和实测数据的可靠性分析,研究盾构施工掘进速度对地面沉降的影响分析、盾构隧道施工掘进压力不同对地面沉降的影响和盾构刀盘掘进掌子面产生的振动对地面构筑物的振动影响。研究表明:其他掘进因素不变情况下,掘进速度越快,掘进压力越大,地面沉降越小。盾构刀盘掘进振动对地面的影响符合相关规范,施工中应该根据实际经济预算情况,合理选择掘进参数。     

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。     

新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降分析

相比直线线路盾构施工,新建曲线盾构下穿施工引起既有隧道沉降规律更为复杂,且相关研究较少。基于两阶段分析法研究新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降。第1阶段,结合镜像法、修正Loganathan法和Mindlin解,考虑曲线盾构转弯过程中的转弯超挖间隙和弯道内外侧不平衡施工参数的影响,计算新建曲线盾构施工引起土体竖向位移的3维解;第2阶段,将土体竖向位移视为位移荷载,施加在既有隧道上,基于Pasternak地基理论和Timoshenko梁理论,构建能够同时考虑土体剪切效应和既有隧道剪切效应的既有隧道沉降控制方程,运用有限差分法对方程降阶并求解。最后,与工程实例对比验证理论和控制方程的正确性,并对影响既有隧道沉降的关键参数进行分析。结果表明：新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降槽曲线具有非对称性,最大沉降位置位于弯道内侧1～2 m处,与未考虑曲线影响的计算结果相差较大。减小掘进路线的转弯半径R₀会增加既有隧道沉降,弯道内侧沉降增速大于弯道外侧,一般要求R₀不小于300 m;当R₀大于600 m时,可视作直线隧道下穿。增大刀盘直径D′会增加既有隧道沉降,沉降增加速度也随D′的增大而增大,但增大D′对沉降槽曲线的偏移程度影响较小。增大新建隧道与既有隧道竖向间距Z_c会减少既有隧道沉降。     

盾构施工下穿城市匝道桥影响分析

为准确分析盾构隧道施工下穿桥梁对桩基的影响,以实例工程为背景,基于沉降理论估算双线隧道施工引起的地表沉降量,建立了双线盾构施工穿越桥梁桩基模型。运用数值模拟和现场施工监测相结合的研究方法,重点分析了盾构施工引起的地表沉降以及对桥梁产生的竖向沉降和水平位移情况。结果表明：采用注浆加固可有效降低盾构施工对地表沉降的影响;在未加固的情况下,产生的竖向沉降满足控制标准值8 mm要求,水平位移不完全满足控制标准值2.4 mm要求;采用注浆加固后,桩基发生的竖向沉降和水平位移都有显著降低,且均满足控制标准值要求。结合现场施工监测结果进行分析,验证了数值模拟结果的准确性,并对今后类似工程施工具有一定的参考价值。     

盾构隧道下穿既有电力隧道影响分析和控制措施

以重庆市轨道交通15号线二期工程为依托,分析盾构隧道近距离下穿既有电力隧道产生的影响,并提出相应的加固措施。运用有限元软件Midas GTS Nx建立盾构隧道与既有电力隧道三维模型,分析对电力隧道周围土体预注浆加固前后两种工况下盾构施工对电力隧道产生的影响,并将有限元模拟结果与理论计算结果进行对比验证。结果表明：在盾构隧道下穿施工前,对既有电力隧道周围土体采取预注浆加固措施,能够有效降低盾构施工对既有电力隧道产生的影响;隧道贯通后,加固工况土体沉降最大值比未加固工况降低51.9%,降幅明显;两种工况下盾构施工引起的电力隧道侧移累计值降低75.1%;土体沉降理论解和有限元模拟解基本吻合,证明了有限元模拟的合理性以及预注浆加固措施的有效性和可靠性。     

新建盾构隧道下穿施工对既有矿山法隧道的影响

考虑时空效应的新建盾构隧道下穿既有矿山法隧道的特征计算,对相关工程风险控制研究有着重要意义.以郑州地铁1号线二期区间新建盾构隧道下穿既有出、入段线矿山法隧道为例,应用有限差分软件,对盾构施工所引起的土体沉降和既有矿山法隧道内力变化进行数值模拟分析.结果表明:新建盾构隧道施工完成后,隧道围岩产生非均匀分布的位移,既有出、入段线矿山法隧道上、下土体的最大沉降量为11.51 mm,既有矿山法隧道衬砌结构内力变化不大.     

大直径盾构隧道紧邻下穿既有地铁施工诱发地层沉降特征分析

研究依托京张高铁清华园隧道下穿既有北京地铁10号工程,既有地铁车站采用浅埋暗挖法施工,新建清华园隧道采用盾构法施工.论文详细介绍了工程地质条件、工程空间位置关系、地层加固措施以及盾构机掘进参数,建立了下穿既有线工程中,地层、既有结构变形与盾构掘进参数的关系.结果表明:在新建隧道下穿掘进过程中,盾构机的相关操作参数(盾构...     

大直径盾构隧道下穿既有车站诱发车站结构变形分析

采用三维有限差分程序模拟城市大直径盾构隧道施工,基于此分析了上部地铁车站的结构变形并考虑了车站变形缝的影响.计算选用了地层-结构模型,土体则采用弹塑性模型模拟,应用link单元模拟变形缝,并对link单元的本构关系及参数进行了详细的定义.重点进行了结构间相互作用分析及变形缝的模拟.结果表明:考虑变形缝,结构变形更加灵活,充分;差异变形发生在地层刚度变化大的部位;变形结果为结构安全评估提供了可靠的依据.     

基于FFTA的地铁盾构隧道下穿既有轨道风险评估

依托福州地铁1号线盾构隧道下穿既有轨道工程实例,建立造成轨道变形的主要风险因素的故障树模型.通过运用故障树分析方法对轨道变形的风险进行定量分析,得出轨道变形事故的发生概率及故障树底事件的重要度.并在评估底事件发生概率的模糊性上采用专家判断法结合模糊集理论的方法.该方法为地铁盾构隧道下穿既有轨道的风险控制提供参考.     

大直径盾构隧道下穿南水北调干渠施工影响分析

以豫机城际铁路隧道下穿南水北调中线干渠为背景,通过FLAC3D三维数值模拟,对施工过程进行模拟,研究结果表明当隧道顶部距离干渠底部32.24 m开挖时,干渠结构相对稳定;当地层损失率控制在0.5%以内及覆土厚度大于2倍洞径时,地表沉降较小;随着地层损失率增大,地表沉降增大,随着覆土厚度增大,地表沉降减小。将数值模拟结果与经验公式预测结果进行比较,结果显示二者吻合度较高。     

隧道盾构施工对既有桥梁影响的数值分析

本文以合肥地铁2号线下穿五里墩立交桥工程为背景,通过有限元分析软件FLAC3D来模拟双线隧道先后盾构滞后距离的远近对侧穿桥墩桩基的影响,并结合实时监测数据进行对比分析桩基竖向沉降和水平侧移。综合分析表明,在先后隧道开挖面滞后距离60 m时,桩基竖向最大沉降为2.97 mm,水平最大侧移是0.75 mm;双线隧道掌子面滞后距离在0~60 m内,对桩基的横向变形影响不大,最大侧向变形为0.76 mm。     

盾构掘进施工对既有基坑影响的理论分析

盾构掘进邻近既有基坑时,盾构施工的附加应力会对基坑产生影响,对其进行分析,可以为临近既有基坑时盾构掘进施工提供参考。文章基于Mindlin应力解与Sagaseta基本解,推导了有关盾构掌子面推力f_s、盾壳摩阻力f_m和盾构与开挖面的间隙引起的土体损失V_(loss)作用在支护结构上的附加应力荷载和应力的解析解,并将计算结果与实测数据进行对比。结果表明:沿盾构掘进方向,公式求解计算的附加应力值与实测数据在掌子面前(x0)相似度较高,实测数据最大值出现在掌子面位置(x=0),而计算结果的最大值出现在掌子面前0.25D位置(x=0.25D);沿掘进方向,在掌子面前可按计算值进行计算,0.25D后附加应力开始减小,附加应力最大值与实测最大值差别不大,可按计算的附加应力最大值对支护结构进行验算;x1.0D时,f_m为支护结构的主要影响因素,而0.25Dx0.75D时,f_s为支护结构的主要影响因素,V_(loss)产生的附加应力自1.0D开始增加,x1.0D时其值很小,可以忽略不计,土体损失产生的附加应力对支护结构的影响发挥次要作用。     

新建隧道下穿既有道路爆破施工影响范围

以宝汉高速爆破施工为例,通过现场监测关键质点爆破振动速度,研究爆破振动对临近既有道路的影响范围.研究结果表明,爆破振动波的主频率在10~50 Hz内,不会使周围临近既有道路与其产生共振.从现场测试结果可知,由于垂直振速大于径向振速和切向振速,且垂直振动对建筑物破坏尤为显著,故在类似工况下爆破振动监测应该以监测垂直振速为主.爆破振动波对既有道路的影响范围为30 m,与理论值相符.当浅埋大断面软弱围岩隧道下穿既有道路施工爆破的安全允许质点振动速度小于2.0 cm/s时,可确保既有道路结构和交通安全.研究可为此类隧道工程的施工提供借鉴.     

地铁施工通道下穿既有高速公路施工过程的数值模拟

地铁施工通道下穿既有高速公路的施工过程,易诱发上方高速公路路面沉降,影响公路正常运营.以某地铁施工通道为例,运用ABAQUS对其施工过程进行三维动态模拟,重点分析了通道开挖对上方高速公路路面沉降的影响,得到了各个开挖阶段的路面沉降值以及支护结构应力变化规律.数值计算表明,通道的开挖不会危及上方高速公路的正常运营.