管隧平行下盾构隧道与管线的模型试验研究

针对地下管线和盾构隧道平行工况,设计了一种模拟盾构隧道施工引起地层损失的模型试验,据此研究了在盾构隧道施工过程中地表沉降的变化规律及地下管线的力学行为变化,为盾构隧道施工提供了依据。     

类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究

类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工,地下管线沉降、变形及地表沉降的规律变化。研究结果表明:管隧垂直工况时,管线竖向位移曲线呈高斯分布,竖线位移反弯点出现在隧道轴线附近处,管线弯矩呈"M"型分布,最大竖向位移及弯矩位于隧道轴线正上方;管隧斜交工况所受影响比管隧垂直工况影响更大;管线埋深越大,管线受影响程度越深;管线竖向位移随土体损失率减小相应降低,隧道轴线正上方管线竖向位移与管线最大正弯矩及两个较大负弯矩减小幅度较大,管线两端受影响程度较小;地表沉降受土体损失影响较大,沉降值比管线大。     

盾构隧道施工对近接管线影响参数研究

城市地铁隧道盾构施工过程中,由于地层损失引起周围土体变形,从而造成既有近接管线中产生附加应力。过大的附加应力会导致管线破坏,对城市运行造成较大影响。本文采用ABAQUS有限元计算平台,建立了不同工况下隧道与既有近接管线垂直情况下有限元计算模型,对管隧距离、管线材料以及管线直径进行研究,探索其对周围地下管线及其土体变形特性的影响规律。结果表明随着管隧距离的减小,管线及其周围土体的沉降量逐渐增大;随着管线弹性模量的增加,管线及其周围土体的沉降量逐渐减小;随着管线直径的增大,管线及其周围土体的沉降量亦逐渐减小。     

管隧平行时地下管线沉降的影响因素分析

采用FLAC3D如有限差分计算程序,考虑了管线沉降的土质、材质、直径、埋深、管隧水平间距等影响因素,建立了盾构隧道-土体-地下管线相互耦合的三维数值计算模型,模拟了盾构隧道开挖对平行地下管线沉降的影响.计算结果表明,管道周围的土质及其材质、直径、埋深、水平间距等因素对管线沉降的影响较为明显,在施工中应给予重点关注.     

邻近管线的类矩形盾构隧道施工室内模型试验研究

关于盾构隧道施工引起管线变形和土层沉降的影响,相对于传统圆形盾构,类矩形盾构施工的研究较为少见,具有一定的新颖性。针对类矩形盾构隧道施工对邻近地下管线及土体沉降的影响,采用室内缩尺寸模型试验,考虑正常管线,非连续管线,非连续破损管线以及4种不同深度处的土体沉降的因素,分析砂土地层中,在管隧垂直工况下,类矩形盾构隧道开挖对地下管线变形及土体沉降的影响。试验结果表明:几种形式的地下管线沉降变形规律一致,均关于隧道轴线对称,呈"V"型分布;非连续管线最大沉降小于连续管线,管线两端在隧道宽度范围外的沉降大于连续管线;非连续管线弯矩变化趋势比连续管线缓和,最大正负弯矩值均小于连续管线;非连续破损管线在管线两侧负向弯矩变化较大;深层土体沉降符合高斯分布,土体最大沉降随土层埋深增加呈正比关系增大。     

盾构隧道施工对近接管线影响模型试验研究

介绍了一种用于模拟盾构隧道施工引起地层损失的模型试验方法,并采用该试验手段,对管隧垂直工况下土体的沉降与地下管线的弯矩响应进行研究,结果表明:盾构扰动对其临近上方土体的影响最大,对两侧土体的影响与土体同隧道中心水平距离相关;管线的弯矩曲线基本呈现"W"形,并且随着地层损失的增加弯矩响应逐渐增大。     

盾构隧道近接在建暗挖隧道施工变形监测分析

文章以兰州地铁2号线盾构隧道近接在建暗挖隧道施工为背景,结合地表沉降、附近建筑物沉降和地下管线沉降监测数据,对富水强风化粉砂岩和砂卵石复合地层下盾构隧道近接暗挖隧道施工变形进行了分析。结果表明：监测断面处靠近盾构隧道侧变形较大,远离侧变形较小;建筑物靠近路线外侧沉降平均值更大,为8 mm;靠近线路内侧沉降平均值较小,为3 mm;地下管线靠近盾构隧道侧沉降值最大为26mm,远离盾构隧道侧最大沉降值为10 mm。建筑物沉降值和地下管线沉降值均远小于地表沉降值,表明建筑物和地下管线均可抵消部分地层变形影响。监测数据均在设计要求之内,表明暗挖区域洞内深孔WSS注浆、盾构管片增加环向支撑等加固措施可以有效提高隧道和地层的稳定性。     

富水砂层盾构施工地表沉降原因分析及控制措施

盾构法施工过程中地表沉降过大会影响盾构隧道的正常使用和安全运营,特别是在建筑物、地下管线密集的情况下,隧道施工引起的地表沉降更应引起高度重视。论文通过深入分析富水砂层中盾构施工造成的地表严重沉降事件,提出了针对性的控制措施,为同类地层条件中盾构施工提供参考依据。     

盾构施工对邻近地下管线影响的模型试验综述

盾构施工会对埋藏在土体中的邻近地下管线产生变形、破坏等不利影响。目前模型试验已经成为研究盾构隧道施工对邻近管线影响的重要方法。考虑管隧位置、管线材质、管线埋深等影响因素,对盾构隧道施工影响邻近管线的室内模型试验进行了综述,分析管线产生较大弯矩、沉降等不利影响的原因。综合分析当前研究存在的一些不足,提出进一步的研究思路和研究方向,为后续模型试验研究提供参考。     

基于能量法的双圆盾构施工引起管线沉降计算

引入隧道与开挖面的相对位置系数α,研究双圆盾构施工在不同工况下引起的深层土体沉降计算公式,以土体沉降计算公式为基础建立能量变分方程,得到双圆盾构施工引起地下管线沉降的计算方法。通过算例对比分析4种典型工况下管线沉降的分布规律,验证公式推导结果正确性,并进一步分析了管线埋深和土体损失率等因素对管线最大沉降的影响规律。研究结果表明:本文方法计算3种正常工况下的管线沉降曲线满足正态分布,旋转工况下管线沉降分布不均匀,最大沉降向下沉隧道侧偏移,另一侧的沉降量则相对较小;土体损失率对管线的沉降有较大影响,而管线埋深对管线沉降的影响则相对较小。     

基于FLAC 3D地铁盾构施工地层竖向变形研究

盾构隧道施工会对周围土体产生扰动,当土体沉降和变形过大时,会对邻近地下管线产生危害。采用统一土体移动模型解计算盾构隧道施工引起的土体自由位移场,通过能量方法建立变分控制方程,得到盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法。为了预测盾构施工地铁隧道时隧道地层变形情况,采用FLAC3D岩土模拟软件对地铁穿越富水砂卵石地层进行模拟分析,可对类似工程有所助益。     

厚硬岩层盾构隧道施工对地下管线影响分析

地铁盾构施工可能造成地下埋藏管线变形损坏。为预测盾构隧道施工穿过厚硬岩层时对地下埋藏管线的影响,以大连地铁201标段某区间隧道横穿马兰河床段为研究对象,对盾构施工引起地下埋藏管线影响状况进行研究。首先,基于FLAC^3D数值仿真,构建了坚硬岩层盾构施工隧道及其支护结构数值模型;然后,应用有限差分数方法对盾构施工地表沉降规律及其对地下管线随掘进过程的变形方式和程度进行分析,进而找出地下埋藏管线变形规律。研究结果表明,两组管线监测点的变形规律趋于一致,即50 m长的盾构开挖施工过程仿真中,均出现了稳定期、临界点和变形期;地下排水管线在X、Y、Z三向监测点均有变形产生,较严重变形出现在管线与地表垂直方向。本研究为掌握盾构施工对地下管线影响、提高施工安全可靠性,具有重要指导作用。     

类矩形盾构施工引起地下管线竖向位移计算方法研究

为研究类矩形盾构不同施工工况引起的土体沉降,基于随机介质理论推导得到不同工况下的深层土体沉降公式,建立能量变分法控制方程,得到4种典型工况下类矩形盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法。通过算例对比分析4种工况下管线竖向位移的分布规律,验证了结果的正确性,并分析了管线埋深、土质条件和管线材质对管线竖向位移的影响。研究结果表明:该研究方法计算所得管线的竖向位移呈现正态分布;旋转工况下管线竖向位移关于隧道中轴线呈不对称分布,管线竖向位移在盾构下沉侧比上浮侧变化快;土质条件和管线材质对管线的竖向位移有较大影响,管线埋深对管线竖向位移的影响则相对较小。     

黄土地区隧道盾构法施工引起的地表沉降分析

盾构法施工在城市地下工程建设中有着广泛的应用前景.选取西安地铁二号线隧道,建立了盾构施工三维有限元模型,分析了隧道盾构法施工引起的地表沉降,并对影响地表沉降的有关因素进行了研究.所得到的结论对地铁隧道盾构施工具有一定的指导意义.     

盾构隧道施工对既有地下管线影响的现场监测

结合天津地铁6号线南河庄至大毕庄段盾构隧道施工实例,对与隧道垂直埋深3 m的航油管线及其周围土体进行了现场检测,研究了盾构施工对既有地下管线的影响,通过埋设沉降板与应变传感器,获取了管线周围土体的沉降数据以及管线的应变数据。     

类矩形盾构隧道施工对邻近地下管线的影响研究

简化地下管线的三维力学计算模型,利用随机介质理论推导的土体沉降计算公式,得到类矩形盾构隧道施工对垂直交叉地下管线变形、弯矩、应力和应变的计算公式,通过算例分析土质条件、管线埋深和管线直径以及管壁对管线所受极限弯矩的影响。研究结果表明:管线极限弯矩受土质条件的影响较大,砂土中管线所受的最大极限弯矩大于黏土,但黏土中极限弯矩的影响范围更广;随着管线埋深的增加,管隧间距变小,隧道施工对管线的影响变大,管线所受的极限弯矩随之变大;管径和管壁的改变对管线所受极限弯矩有较大影响,管径的缩小造成管线的抗弯刚度减小,导致管线极限弯矩减小。     

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。     

软土地质条件下盾构隧道施工的变形规律研究

针对软土地质条件下宁波市轨道交通工程1号线一期工程,在分析研究其隧道盾构区间监测数据的基础上,得到了盾构推进后的地层损失率及地表沉降两项指标的变化规律,掌握了土层性质不同和隧道埋深不同对地层损失率的影响特征,以及软土地区地下盾构隧道施工引起的一般地表工后沉降水平,验证并得到了沉降槽半宽度与隧道中心线埋深之间的线性关系,得到了盾构隧道推进对周围土层的影响范围以及沉降槽半宽度的一般取值范围,这些工程施工本体结构及周边环境的主要变形规律,可以对预警管理、指标体系的补充完善提供依据,并对新建地下轨道施工结构的安全管理提供借鉴。     

受隧道施工影响的刚性接口地下管线的沉降计算

探讨了刚性接口地下管线受隧道施工影响下的沉降计算方法,通过与Takagi法、陈龙法对比,验证了该计算方法的合理性,并能直接应用于工程计算.分析了隧洞直径D、管隧间距(z0-zp)、管径d、壁厚t、管材弹性模量Ep、下卧层弹性模量Es、特征系数λ、地层损失率Vs等参数对管线沉降的影响特征,可为隧道施工中对地下管线的安全保护提供理论基础.     

EPB盾构信息化管理系统在广州地铁的应用

针对广州地铁二号线赤岗-鹭江区间盾构隧道工程,在分析盾构法隧道施工过程以及工程特点、施工扰动引起周围土体变形的规律、土压平衡盾构各种施工参数对施工变形的影响程度、盾构隧道土体及相关构筑物的沉降监测方法的基础上,对盾构隧道工程数据进行合理的分类,开发了“盾构隧道施工多媒体监控与仿真系统”软件。建立了工程信息数据库、施工监控与施工参数自动采集、地面沉降预测、盾构施工参数控制和地表沉降三维可视化显示等功能,通过多种数据查询器对工程信息实行集中维护和查询,进行地层及相关构筑物和管线沉降的预测、报警,并根据监测数据对盾构施工参数进行控制。