近距离上穿运营地铁隧道的基坑明挖施工控制技术

结合上海东西通道跨越地铁二号线工程研究了地铁上方基坑明挖的施工控制技术。研究提出了基于时空效应和充分利用隧道抗弯刚度的弹钢琴式开挖方法,采用SMW工法施工基坑围护墙和分隔墙将基坑分为若干个小基坑,小基坑采用跳仓和分层开挖方式。结合大面积搅拌桩地基加固以及地铁隧道的隔离桩和抗拔桩等工程措施,完成了大型基坑明挖施工中对下方运营地铁的保护。测试结果表明,地铁隧道的隆起量完全控制在安全范围之内。     

在运营地铁隧道正上方的基坑大底板钢筋笼整体吊装施工技术

在地铁隧道正上方进行基坑施工,为控制基坑挖土卸载引起地下隧道的上浮,采用土方分块开挖及底板分块采用钢筋笼预制整体吊装方法,比现场绑扎底板钢筋工艺大大缩短了施工周期,也减少了基坑暴露的时间,减小了卸土对地铁隧道隆起变形的影响,从而保证了正在运行的地铁隧道的安全。     

城市复杂桥隧近接混合结构施工技术研究

从基坑开挖、桥台模板加工及安装、混凝土浇筑三方面介绍了桥隧近接混合工程下桥台施工技术,在分析明挖隧道基坑支护设计和开挖方案的基础上,提出洞口段明挖隧道施工中对下穿轨道隧道的保护措施。     

长距离深大基坑开挖下卧隧道上浮控制措施研究

基坑进行开挖时,将不可避免的对周边土层产生一定的影响,并可威胁位于土体中隧道的运营安全。以深圳某道路快速化改造明挖基坑项目为背景,通过三维数值模拟分析,研究了地基加固措施对控制隧道上浮变形的效果。结果表明,采用"门式"地基加固可有效控制隧道上浮变形。     

十字换乘车站基坑开挖影响分析及变形控制研究

在十字换乘工程既有地铁车站两侧深基坑开挖过程中，土体的卸载会导致地铁轨道上浮变形，从而影响地铁正常运营。以北京地区实际工程为背景，基于现场监测数据、地层变形理论及FLAC^3D方案对比数值模拟，分析了两侧基坑近距离施工对既有车站的影响规律及作用机理，得出控制措施及优化建议。研究表明：两侧基坑近距离开挖时，土体卸载产生的应力释放会导致邻近车站上浮；基坑施工引起的轨道上浮贯穿整个工程，其中基坑开挖与邻近段回筑阶段导致的上浮量各占约45%,影响范围为邻近基坑边中心两侧各约110m;通过增大抽水量、在既有结构上方堆载等措施，可减小、平衡应力释放，通过调整开挖步序可优化应力释放，从而控制既有结构的上浮量，有效降低基坑开挖对地铁车站的影响，其中优化施工步序可降低19.7%上浮变形。     

运营地铁隧道上方基坑施工技术及保护措施

结合上海东西通道工程研究了运营地铁隧道上方基坑施工的新技术.提出了基于时空效应和充分利用隧道抗弯刚度的“弹钢琴”开挖方法、三轴搅拌桩微扰动施工技术,最大限度减小了基坑施工引起的隧道隆起量.研究成果突破了现有技术随着穿越跨度和卸荷比的增加,隧道上浮量也不断累加的技术瓶颈.     

明挖隧道超近距离上跨既有电力隧道施工技术研究

针对在软流塑淤泥层条件下明挖隧道超近距离上跨既有电力隧道施工遇到的技术难题,以广州市轨道交通二十二号线工程某出入场线为背景,分析软流塑淤泥层条件下明挖隧道基坑开挖引起下卧既有电力隧道变形的影响,提出了针对性的施工方案并成功实践。通过实例总结了软流塑淤泥层条件下顺利上跨既有电力隧道的施工方法,首先采用三维模拟分析来指导后续施工,严格控制地基加固、围护体系施工工序,基坑开挖采用"限时、分小段、分层、对称"快开挖早封闭及根据监控量测数据反馈来增加电力隧道重力荷载方法来控制下卧电力隧道变形,可为国内外类似工程提供一定的借鉴意义。     

基坑开挖对邻近地铁隧道位移变化规律分析

以沈阳某基坑开挖工程为例,利用有限元数值模拟方法,对基坑开挖深度及基坑与隧道间距等关键参数进行了分析,结果表明:基坑开挖不超过隧道拱顶埋深时,隧道水平位移较小,竖向出现少量上浮,但开挖超过拱顶埋深时,隧道水平变形急剧增加,拱顶开始出现下沉,随着隧道与基坑距离的增加,基坑开挖引起的隧道最终位移越小。     

开挖方式对二元结构边坡稳定性影响分析

以江西省景德镇某地区基坑开挖为案例,定量分析了四种不同的开挖方式对二元结构边坡稳定性的影响。通过建立基坑开挖模型,模拟了一步开挖、分步开挖、整体跳挖和分步跳挖四种开挖方式,在对基坑斜面不同部位实时监测的基础上,定量分析得出基坑开挖导致应力重分布,在基坑斜面底部因剪应力较大容易产生破坏,采用分段跳挖的方式有助于保持基坑的稳定性,采用分层开挖的方式有助于减小基坑底部隆起量。建立的模型能够较为准确的模拟不同工况下基坑开挖对边坡稳定性影响,可以较好地对比出开挖方式对于维持边坡稳定性的优劣性,具有很好的借鉴意义。     

基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙作用离心模型试验研究

开展了干砂地层中基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙保护作用的三维离心模型试验和数值分析,获得了隧道上浮、隧道内力、隧道周围土压力、地表沉降等变化规律以及隧道空间位置和基坑开挖深度的影响。试验结果表明,基坑回弹量与采用Boussinesq解计算的回弹量比较接近;地表沉降量与文献报道的试验结果相近,而明显小于现场实测沉降;靠近基坑一侧的隧道周围土压力有所减小,而远离基坑一侧的隧道周围土压力则有所增加。隔断墙的设置可以一定程度上减小地表沉降、隧道外土压力变化、围护墙水平位移以及隧道上浮和弯矩。数值计算结果表明,隧道上浮量和水平位移随着隧道埋深及其与围护墙距离的增大而减小,而随着基坑开挖深度的增大而增大。     

软质岩体中浅埋隧道开挖支护的数值模拟

根据实际工程 ,选择典型断面 ,应用FLAC有限差分程序对隧道建立二维平面模型 ,对隧道的分步开挖进行了数值计算。结果表明 ,浅埋隧道应早支护、短开挖 ,减小初期变形 ,着重加强拱顶沉降及底臌现象的处理     

紧邻建筑物的浅埋隧道开挖施工方案仿真分析

以重庆轻轨6号线小什字车站区间隧道为例,利用FLAC3D软件建立了由建筑物造成的浅埋偏压隧道计算模型;运用有限差分数值方法对三种不同开挖施工方案进行了数值仿真,得出了浅埋、偏压隧道围岩的地层变形与塑性区的分布受开挖施工先后顺序影响较大.研究结果表明,采用CD法开挖小什字浅埋偏压隧道,首先开挖右导坑是不适宜的;实际施工采...     

基于GeoSMA-3D隧道建模及坍塌破坏分析

针对隧道围岩的非连续特性,结合李家营隧道工程实例,在现场岩体结构面调查和体表信息采集的基础上,利用自行开发的GeoSMA-3D程序建立了该隧道三维数值模型,搜索隧道开挖诱发的关键块体.将所建立的空间模型导入非连续变形分析方法DDA,并进行开挖过程的计算分析,模拟了该隧道在无工程措施情况下围岩坍塌破坏全过程,为工程施工和...     

地铁交叉隧道地层变形分析

以北京地铁五号线东单站近距离上穿既有线东单-王府井区间为例,采用FLAC3D非线性大变形程序对交叉隧道采用浅埋暗挖四步台阶法进行新隧道施工引起的地层变形进行了三维数值模拟,再现了土体随开挖位移及应力变化规律,对既有隧道开挖位移分布模式及受车站开挖变化规律、地表与拱顶沉降规律对比、各地层竖向沉降规律,并与现场试验断面的实测数据对比分析,验证了结果的可靠性.     

城市隧道建设对房屋稳定性影响三维数值分析

本文采用数值模拟为手段分析了典型的隧道开挖方位对地面房屋结构的应力、位移和破坏的影响规律。研究表明当隧道从房屋正下方穿过时对房屋变形影响最大,最易发生破坏。其中,高应力区分布规律为:从正下方穿越时呈“八”加“一”字形;从左下穿过时呈“Δ”字形;从右下穿过时呈“U”字形。另外,房屋水平变形区与破坏区关系密切,隧道位置造成的房屋最大水平变形量由大到小排列是:正下方>左下方>右下方。此外,模拟结果显示地层注浆和加强隧道支护能显著减小隧道建设对房屋结构稳定性的影响。     

Appraising the methods accounting for 3D tunnelling effects in 2D plane strain FE analysis

Numerical analysis is widely used method in geotechnical engineering when calculating and predicting soil and rock behaviour under different loading and excavation conditions. For instance, simulation of tunnelling using 2D or 3D finite element (FE) analyses can often calculate any deformations and stress redistributions due to tunnelling operations without constructing real trial tunnels. Modelling the excavation process in 2D plane strain analysis, however, requires an approach that can consider 3D tunnelling effect as a result of volume loss. In addition, modelling shotcrete or similar support measures, using either beam elements, solid continuum elements or other special elements are needed to be adopted. Therefore, convergence-confinement, stiffness reduction, disk calculation and hypothetical modulus of elasticity (HME) soft lining approaches have been employed in the numerical analysis. Moreover, compatibility of each method with beam and solid continuum element models in 2D FE analysis was investigated. Thus, eight plane strain, non-linear FE analyses of tunnel construction in London Clay were performed and the results are presented and discussed in this article.     

盾构法施工对近距离侧穿桥梁桩基的影响分析

盾构法施工地铁隧道近距离侧穿高速公路桥梁桩基时,引起地层移动和应力调整,导致桩基位移和内力发生变化,给上部结构带来安全隐患。以杭州地铁3号线工大站—留和站盾构区间双线施工为依托,运用三维有限元软件模拟盾构开挖施工的全过程,研究开挖过程对地层沉降及邻近桥梁桩基影响规律。结果表明,先行隧道开挖导致地表形成沉降槽,后行隧道开挖沉降曲线向后行线扩展;桩基竖向呈现刚体位移,单线开挖时在横向(Y方向)上嵌入土体桩基上半部分向隧道内倾移,下半部分背离隧道方向倾移,在纵向(X方向)上桩基呈现拱形弯曲,双线开挖时桩基横向位移发生反向叠加效应,导致最终横向位移基本接近初始状态,纵向上弯曲位移发生正向叠加效应;双线隧道先后开挖使桩基产生附加摩阻力和附加轴力,在隧道顶面分界线以上桩基总侧摩阻力较初始状态不断减小,分界线以下增加,位于-2.5 m以上桩基轴力较初始状态减小,以下增加;单线开挖时桩基弯矩变化明显,双线开挖弯矩出现反向叠加效果,基本保持初始状态。     

深基坑开挖与邻近隧道相互影响的分析

采用三维快速拉格朗日方法(FLAC3D)模拟软土地区深基坑的分步开挖和支护过程。根据隧道与基坑不同位置关系,分为"紧贴型"和"浅埋型"两类、共7种工况,分析基坑分步开挖对邻近地铁隧道变形的影响以及隧道对基坑连续墙变形和墙后地表位移的影响。数值分析土体采用修正剑桥模型,考虑了连续墙和土体的接触滑移作用。数值分析结果发现隧道变形大小与基坑距离关系并不完全单调,隧道的存在对基坑墙后土体有明显的"加筋效应"。     

考虑隧道反复施工停工时地层变形的时空统一计算方法

目前,隧道施工地层变形的计算很少考虑变形的时间发展过程,更难以考虑施工过程对变形的影响。基于随机介质理论,从单元开挖引起的地层下沉出发,考虑隧道上部地层变形随隧道施工的时间发展过程,通过理论推导,建立了能考虑隧道反复施工停工的地层变形时空统一计算公式。工程算例分析表明,计算方法具有较好的可靠性。进一步通过工程实例计算,对隧道施工地层变形的时空变化过程进行了研究,隧道长时间停工时,其工作面附近的地层变形会有较大程度的增大,对地表建筑设施不利。     

软岩隧道施工特性及其动态力学行为研究

采用三维快速有限差分软件，以软岩小净距隧道在不同施工方式下达到稳定后围岩和复合衬砌的力学效应为对象，重点分析不同施工方式下锚杆、喷射混凝土层的受力特点，以及洞周围岩特征点的变形和府力。对推荐的施工方式，分析了锚杆轴力、喷射混凝土层弯矩随开挖顺序的变化过程。计算结果表明：施工小净距隧道应慎重选择后继施工隧道的开挖方式，后继施工隧道的开挖方式直接对先行既有隧道锚杆、喷射混凝土层的应力状态产生很大影响。提出了复合衬砌应重点关注的薄弱部位和可能采取的工程措施。