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。     

新建小净距双线地铁隧道下穿高速公路沉降规律研究

随着城市发展,交通日益拥堵,地铁建设受到高度关注,然而下穿地铁隧道对地表既有建、构筑物的影响不可忽视。本文依托深圳地铁7号线安托山-农林区间下穿广深高速公路段的上软下硬地层中下穿隧道施工,重点研究了全断面注浆加固与上下台阶法施工影响下高速公路地表沉降变形规律。并将先导性数值模拟成果与现场未动态采取其他辅助工艺措施段的实际监测数据进行对比验证。研究表明:(1)数值模拟方法可以有效模拟地层沉降变形规律;(2)隧道间距较小时,两隧道地表沉降槽相叠加,形成"单凹槽";(3)"单凹槽"的形成,是两隧道开挖时分别作用形成,沉降影响范围内各点沉降量受一定范围内下方土体开挖影响较大;(4)数值模拟与现场监测结合,可以优化施工工艺,为实际施工主要工艺决策提供参考以保证施工安全进行。     

基于土体损失的超大直径盾构穿越施工影响数值分析

结合某超大直径盾构下穿地铁区间隧道的工程实际,通过基于不同土体损失和不同位移边界条件的数值模拟方法,对超大直径盾构下穿地铁区间隧道施工展开了深入的分析和研究。研究表明:以BC-3位移边界条件计算得到的结果较为保守,且既有区间隧道的存在,在一定程度上可以抑制地表沉降的产生。结论:对于超大直径盾构,土体损失率宜控制在0.1%之内,以保证将其施工对上方既有隧道的影响减至最小。     

盾构下穿多条铁路的沉降分析及安全评价

以某地铁盾构隧道下穿火车站多条铁路轨道为背景,对盾构施工时导致的铁路地表沉降监测数据进行了详细分析,得出了地表况降的规律,用数值模拟的方法对盾构下穿施工的过程进行了有限元计算,监测数据与数值模拟结果较为吻合;对不同施工工况下盾构的推进进行了模拟,分析了工况调整对地表沉降的影响规律;对盾构下穿铁路的影响进行了安全评价,提出了控制地表沉降的措施.研究可为同类工程提供借鉴.     

地铁盾构侧穿建筑物变形分析

城市地铁穿越建筑物的情况很多,为了防止灾害事件的发生,目前普遍采用盾构法来进行隧道施工,尽管如此,盾构施工对建筑物的沉降也会产生一定的影响。文章针对天津地铁2号线东南角—建国道站区间的实际地质情况,运用有限元模拟软件建立三维数值模型,分析盾构下穿和侧穿两种工况对地表沉降的影响。分析表明,盾构侧穿会导致原有隧道周围土体向上隆起,减小地表沉降,但地表沉降范围有所增加,施工过程中应严格控制盾构的各项参数。对比实际控制点的沉降监测数据,验证了有限元模型的可靠性。     

矿山法下穿有轨电车道床研究

近年来,由于城市地铁公共交通模式具有大容量、高速、安全、可靠的特点,逐步发展成为解决日趋紧张的城市交通问题的首选方法。随着城市地铁建设的逐步深入,地铁区间不可避免会下穿地表建筑物或公共交通。地铁隧道下穿既有地表有轨电车线路时,既要保证隧道的施工安全,又要保证既有电车线路的运营安全。大量的地铁隧道工程实践表明,城市隧道施工势必会引起隧道上方地层变形和沉降。当土体发生沉降时,轨道的多支座超静定系统也遭到破坏。在列车的动荷载作用下,支撑面下沉带着轨道产生较大变形量。土体沉降过大时会影响线路的平顺性能,影响列车运营效果,而且还导致轨道中应力大大升高,可使轨道断裂,甚至造成出事故。因此,经研究、论证及实验分析,采用双排小导管超前支护及施加工字钢临时仰拱以保证暗挖隧道安全顺利的通过有轨电车道床。     

盾构隧道下穿既有铁路的加固措施设计

隧道施工对土体产生扰动会引起周边及上部土体应力状态发生改变,导致不同程度的地表变形。新建地铁隧道下穿既有铁路的最大难点在,于既要保证施工期间不能影响铁路列车的正常运营,同时又要保证隧道施工的安全,施工难度和风险很大。因此,采取合理有效的加固措施减小隧道施工对地表及其他构筑物的影响,控制路基及轨道的变形十分必要。论文结合深圳地铁7号线下穿广深铁路实际工程,从设计方面对地铁隧道下穿既有铁路的加固措施要求提供参考。     

隧道下穿厂房结构整体稳定性研究

地铁项目快速发展催生隧道下穿地表既有建筑时有发生,如何确保隧道结构及既有建筑结构整体稳定性,对地铁隧道工程提升建造技术及运营期高效管理意义重大。基于此考虑,依托某市7#线地铁隧道下穿工业区为工程背景,结合理论分析、现场测试和数值模拟等相结合的方法,对浅埋暗挖隧道下穿工业区厂房整体稳定性进行分析。结果表明,隧道开挖地层变形主要位于隧道洞口上方,呈沉降"槽"状态分布;隧道开挖应力释放打破原有地层应力平衡,地层受力及变形随隧道开挖支护是动态调整过程;隧道上方地表最大沉降约为6mm,横行影响范围约为3.5D(D为隧道直径);工业厂房最不利荷载条件对隧道围岩变形影响较小,自身在隧道整个施工期沉降及侧向变形均小于3mm;隧道施工能满足自身及厂房结构安全,研究成果可为类似工程实践提供参考依据。     

沈阳五爱隧道施工诱发地表沉降数值模拟分析

浅埋暗挖隧道施工引起的地层损失所导致的地表沉降预测和控制,是隧道工程领域重要的研究课题之一.作者以沈阳五爱隧道工程为例,运用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,对比分析数值计算值与实测值,以及隧道埋深对地表沉降量的影响.研究表明:数值模拟计算的地表沉降量和现场实测值基本吻合,验证了所选取的土体计算参数、本构模型和边界条件的正确性.隧道埋深对隧施工的地表沉降影响较大.同时,得到了一些对其他类似工程地表沉降预测及控制的有益结论.     

大直径高铁跨海盾构隧道下穿典型建筑物研究分析

依托广湛高铁湛江湾海底隧道下穿典型建筑物工程,通过有限元软件MIDAS建立隧道—土体—建筑物精细化数值模型,研究盾构隧道动态施工过程中地表土体以及建筑物的纵向变形规律,并通过现场实测结果验证了模型的合理性。结果表明：刀盘前方地表土体以隆起变形为主,刀盘后方地表土体以沉降变形为主;地表建筑物隆起变形规律可分为缓慢隆起、快速上升、轻微沉降和轻微隆起四个阶段;盾构隧道施工对地表既有建筑物的轴力影响较小,其造成的土体变形是引起地表建筑物变形的主要因素。最后结合数值模拟结果与工程实际,提出实时监测、优化施工参数、土体加固与同步注浆四种地表建筑物变形控制措施。     

盾构施工引起的地表沉降分析

通过对由盾构施工引起的地表沉降进行了深入研究,对某地铁隧道盾构施工过程的数值模拟和经验公式计算,分析了盾构推进过程中地表处土体的位移和变形以及沉降分布规律,得出数值模拟的地铁隧道横向地面沉降分布曲线与实际沉降非常接近.     

考虑参数空间变异性的隧道下穿建筑物安全性评价

考虑土性参数的空间变异性,构建了基于随机场理论和数值分析手段的隧道下穿建筑物安全概率评价方法。将土体参数弹性模量视为随机场模型,采用应力释放方法模拟隧道施工,并基于地表建筑物为柔性简支梁的假设,利用极限拉应变作为判定指标对建筑物安全进行概率性评价。结果表明,所提出方法能够在考虑土性参数空间变异性的前提下有效地评价隧道下穿建筑物的安全性。土体弹性模量变异系数和自相关距离对隧道下穿建筑物安全性具有显著的影响;弹性模量的变异程度越高造成建筑物内最大拉应变的概率分布越离散,达到较高破坏等级的概率也越大。     

盾构隧道近接桩基影响及加固方式研究

为研究砂土地层盾构隧道近接桩基施工的问题,文章以佛山地铁2号线工程为背景,通过ANSYS软件对盾构隧道下穿文登河公路涵桩基的工况进行分析研究。计算表明:(1)与未加固的土体相比,对砂土地层进行注浆加固处理后,隧道正上方处地表沉降量显著减少。双线贯通后,对于每1 m3原状土掺加超细水泥400 kg的改良土,隧道正上方地表地层沉降比未加固地层减小63.76%。(2)对砂土地层注浆加固可显著减小上方公路涵桩基的变形。对于每1 m3原状土掺加超细水泥400 kg的改良土,桩基最大水平位移比未加固地层减小54.72%,桩基最大竖向位移比未加固地层减小62.3%。(3)考虑到本工程盾构隧道对邻近公路涵桩基的影响,建议本工程砂土地层地基加固采用每1 m3掺入400 kg超细水泥的加固方案。     

地铁区间隧道下穿某火车站设计与研究

以昆明地铁某区间盾构隧道为背景，对地铁盾构隧道下穿铁路施工中引起的地表沉降进行了二维及曼维的数值模拟，对计算结果结合实际施工进行了相关分析，阐述了盾构过铁路时对周边构筑物的影响及控制措施，以供同类工程参考。     

地铁隧道对近距离埋地管道影响的数值模拟

采用三维的地铁隧道-土体-埋地管道的相互耦合数值计算模型,研究了深圳地铁一期工程益田站-香蜜湖站区间隧道施工对近距离埋地管道的影响.结果表明:此数值方法可以较为准确地模拟地铁隧道施工对近距离埋地管道的影响;左线隧道施工后,管道沉降和地表沉降近似符合Gaussian分布,右线施工后不再符合正态分布;管道的存在改变了隧道周围地层位移场的分布;右线施工后,管道的纵向受力得到了改善.     

盾构下穿机场跑道的数值模拟研究

以上海地铁10号线空港一路-虹桥机场东站区间隧道工程为背景,结合现场检测数据及各项掘进参数,采用有限元分析软件建立了有限元模型。对盾构隧道下穿机场跑道施工过程进行数值分析,通过与实测结果的对比验证了模型的有效性。在此基础上对无飞机冲击荷载影响下的隧道开挖过程进行计算,得出了开挖过程中跑道及下部土层的沉降变化规律,并比较分析了跑道结构的存在对地表变形的影响。结果分析表明跑道结构的存在减少了开挖引起的地表沉降,同时分析了隧道开挖影响下机场跑道结构受力的最不利部位,为盾构实施穿越提供了重要依据。     

地铁区间土压平衡盾构隧道下穿既有河道施工控制措施

针对成都地铁6号线西华大道站至金府站区间隧道下穿既有河道的案例,总结盾构隧道下穿既有河道施工期间盾构机掘进参数和地层加固的工程措施,采用数值方法对盾构机掘进所引起的地层沉降和既有河道地层注浆加固效果进行模拟计算,并对盾构隧道施工期间的监测数据进行分析。结果表明：土压平衡盾构隧道下穿既有河道施工期所采取的土体改良、土舱压力、掘进参数和注浆加固措施是有效的,保障了地铁双线区间盾构隧道下穿既有河道施工安全与既有河道的正常运行。     

盾构下穿富水砂层区域建筑物适用性研究

盾构法以其安全及适应性广等优势在区间隧道施工中得到应用与推广。但盾构法施工过程中势必引起地层损失与土体扰动,从而引起地表变形,其中对于富水砂层等薄弱土层影响更为明显。结合南昌地铁区间隧道设计实例,分别采用PECK法与有限元法计算盾构下穿富水砂层区域房屋的沉降值,得到的理论值可以作为现场实际监测值的对比验证,为现场施工提供技术支持,为以后类似地质条件区间隧道设计提供参考。     

盾构隧道下穿既有桥梁桩基托换的数值分析

文章以南京某地铁区间盾构隧道穿越市政公路桥梁桩基工程为依托,采用有限元软件ABAQUS分析和预测盾构穿越对完成桩基托换后桥梁结构及周边环境的影响规律和范围。整个三维数值模型包括桥梁结构、地基、盾构隧道3个部分,数值计算结果表明：隧道周围土体位移的分布符合一般规律,量值较小,隧道上方土体下沉量和地表沉降最大值均在安全允许范围内;隧道开挖后,桥面板最大压应力有所增大,而最大拉应力略有下降,桥梁面板的附加挠曲变形不大,面板应力在安全范围内;隧道正上方桩的桩身轴力降低,边桩桩身轴力增加约18%,不会造成桩基破坏。研究可为相似工程的设计、施工等提供借鉴与参考。     

考虑施工过程的盾构隧道沉降数值分析

 地铁隧道施工引起的地面沉降已成为我国城市地面沉降的主要根源之一,威胁着地铁沿线附近建筑物和地铁隧道上方地下管线的安全,因此,准确预测盾构隧道施工引起的沉降对维护地铁施工安全至关重要。基于K. M. Lee等提出的等效地层损失参数法,利用数值分析方法研究注浆压力和掌子面推力这2个重要参数对盾构隧道施工沉降的影响规律。并在此基础上将注浆压力对于隧道上覆土体的重力及掌子面推力对土体侧向静止土压力进行归一化处理,提出可以考虑施工因素对隧道沉降的计算方法。算例与数值计算结果的对比,证实提出的修正计算方法的有效性。