近距离盾构下穿既有地下通道变形影响及控制措施研究

在地铁建设中,盾构隧道近距离下穿既有地下通道是设计和施工的难点。文章以实际工程为例,采用三维数值分析方法,研究盾构掘进对地下通道的变形影响。结果表明:盾构穿越导致地下通道产生不均匀沉降,沉降量最大处位于两条隧道的中间;控制地层损失率在3‰以内,可满足地下通道的变形控制要求。采用信息化施工控制措施,根据监测数据及时调整和优化盾构机的掘进参数,控制地层损失率,同时加强同步注浆及二次注浆管理,可以保证盾构顺利穿越地下通道。     

浅埋暗挖隧道下穿地表建筑物安全控制技术研究

浅埋暗挖隧道穿越施工不可避免地会对地表建筑物产生扰动,保证建筑物的安全是穿越工程的关键所在。以青岛地铁3号线错埠岭站~清江路站区间下穿建筑物群工程为背景,以控制地层变形为核心,选择适宜的掘进参数,提出超前小导管和超前预注浆加固地层、隧道初支背后回填注浆、建筑物变形补偿注浆、隧道堵水注浆等控制地层变形和建筑物沉降的控制措施。现场实测表明,建筑物沉降分微弱变形、急剧发展、稳定、微弱抬升四个阶段,最大沉降为13.84mm,最大差异沉降为8.21mm,满足控制标准。研究结果为青岛地铁后期下穿建筑物工程提供了技术支撑和安全保障。     

新建电力隧道上穿施工对地表沉降及既有隧道变形影响研究

基于有限差分软件FLAC3D对北京市朝阳区光华路电力隧道上穿地铁10号线国贸站—金台夕照站区间工程进行了施工阶段计算分析,着重分析了浅埋暗挖法施工过程中采用地表深层注浆和超前小导管注浆组合加固措施时,上穿施工对地表沉降和既有隧道变形的影响。研究结果表明,新建电力隧道上穿施工过程中,地表发生沉降,下部既有隧道以上浮变形为主。采用组合地层加固措施后,地表和既有隧道产生的变形显著减小,满足设计规范要求;计算结果和现场实测数据吻合程度较好,说明设计的组合地层加固方案可以有效控制浅埋暗挖法隧道上穿施工过程中的地层沉降和既有隧道变形,对实际施工具有一定的参考意义。     

全风化岩层中双线盾构上穿近邻地铁隧道影响分析

依托佛莞城际铁路盾构隧道在全风化花岗岩地层中上穿广州地铁七号线工程,针对全风化花岗岩地层致密、渗透系数小及双层四线叠交穿越复杂地层等特点,通过现场监测与三维动态有限元数值模拟手段,解决实际工程中注浆压力合理取值与既有隧道变形控制这两大难题。其中,通过模拟掘进隧道在不同注浆压力值的工况下,对既有隧道动态上浮变形值和地表沉降值的影响关系,进而确定最佳注浆压力值。同时,由于双层四线叠交穿越工况对既有隧道扰动的影响较大,为避免发生管片错台和开裂等危险,结合工程实际提出控制既有隧道变形的措施。研究结果表明：在全风化地层中注浆压力设为0.5MPa时,能合理控制地表沉降与既有隧道变形;穿越施工对既有地铁隧道竖向变形的影响存在“滞后效应”;盾构单线穿越后,既有隧道竖向变形呈现近似单波峰状的正态分布曲线;盾构二次穿越后,曲线形态由近似正态分布曲线向类“M”双波峰形转变,且波峰位置产生约2m的偏移;既有隧道横断面管片最终变形呈“竖鸭蛋”状,其横向椭圆度为1.4‰,竖向椭圆度为0.71‰。针对分析结果,工程中采取合理的压重措施,有效抑制既有隧道的上浮变形,研究成果在隧道穿越类似地层的施工中具有一定的参考价值。     

注浆加固技术在隧道下穿建筑物过程中的应用

在城市地铁建设过程中,隧道开挖对周围地层会产生扰动,从而引起地表沉降变形,进而导致地面既有建筑物沉降、倾斜甚至倒塌.以某地铁隧道下穿一高层建筑物为工程背景,建立了地质力学模型,利用计算沉降理论预测分析了隧道在下穿该建筑时的沉降变形特征和规律.并针对建筑物沉降特点,采用注浆加固技术对软弱地层进行预加固.最后运用ANSYS有限元软件对其加固效果进行模拟分析.分析结果表明,注浆加固技术能够较好地控制建筑物沉降,确保在隧道施工过程中其结构的安全性,并为类似工程提供一定的参考和借鉴.     

双洞隧道侧穿既有建筑风险分析和方案优化研究

隧道施工必然会引起地层变形,从而对邻近地表建筑物产生不利影响。以北京地铁9号线军事博物馆站—东钓鱼台站区间隧道近距离侧穿中华世纪坛为工程背景,先进行隧道施工对中华世纪坛影响的风险分析,并提出相应的控制措施;然后采用流固耦合数值分析,研究左线和右线施工顺序、径向注浆、超前小导管注浆和隧道与建筑物位置关系等影响地层变形的关键因素;最后结合施工监测数据,分析隧道侧穿施工引起的地表沉降、中华世纪坛坛体沉降和倾斜以及地下管线沉降的特征。     

盾构下穿既有高速铁路的沉降控制研究

地铁盾构隧道下穿既有高速铁路时有发生,高铁的正常运营对桥桩的沉降要求极为严格,而传统地层注浆加固的方案难以满足要求。文章依托苏州轨道交通3号线下穿沪宁高速铁路工程,使用ABAQUS对不同加固措施下的施工过程进行了三维数值模拟及系统分析,研究表明树根桩联合袖阀管注浆加固可以有效地控制隧道下穿施工后的桩土沉降变形,并据此提出了相应的沉降控制施工措施,给类似工程下穿沉降分析提供参考。实际工程验证了此加固措施的适用性和可行性。     

成都地区富水砂卵石地层盾构下穿既有地铁盾构隧道设计

文章介绍在成都地区富水砂卵石地层,新建轨道交通9号线盾构隧道下穿既有地铁4号线盾构隧道,在采取拱顶双排大管棚加固,地层补偿注浆、洞内注浆加固,以及车站端墙兼作管棚导向墙处理等措施后,很好地实现了既有地铁隧道的沉降及变形控制,对同类工程具有一定的参考价值。     

下穿施工影响下既有隧道和地层的位移解析解

在既有隧道下进行浅埋隧道开挖会引起地层产生位移,继而导致既有隧道变形。由于既有隧道与地层刚度差别巨大,常规的解析法无法计算存在不同刚度的地层位移场。基于镜像法,采用当层法对既有隧道刚度进行等效,建立综合考虑新建隧道-岩土体-既有隧道三者相互作用的计算模型。以北京地铁10号线国贸站-双井站区间下穿既有1号线区间工程为例,采用该计算方法,研究新建隧道下穿施工对地层及既有隧道的影响。研究表明,计算结果与实测变形吻合较好,解析解能很好的解释既有隧道对地层变形的阻隔和扩散作用。研究成果为下穿施工引起的既有隧道及地层沉降计算提供了一种新的解析方法。     

盾构并行穿越施工及补偿注浆对既有隧道的影响分析

线叠交盾构隧道在地下空间内布置形式繁多,土体-隧道间相互作用机制复杂。针对多线叠交盾构上穿这种典型穿越施工形式,以宁波轨道交通5号线左右线并行上穿既有宁波轨道交通2号线工程为背景,形成两层隧道四线叠交的特殊工况,通过构建三维弹塑性有限差分动态模型,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,研究盾构上穿施工对地表沉降和既有隧道竖向变形的影响,以及二次补偿注浆压力和注浆范围对地表沉降和既有隧道变形的修复作用。研究结果表明：上穿施工穿越段区间,由于开挖导致的地层扰动,地表沉降较大;既有隧道结构沉降呈现上浮趋势,双线的沉降规律存在时间差异,并且由于隧道刚度对土体的约束作用,使最终变形趋向于对称分布;既有隧道的水平收敛值较小,主要在新建隧道的施工阶段发生变化;二次补偿注浆压力控制在0.3～0.4 MPa的范围之内,此时的地表沉降和隧道结构沉降控制比较理想;随着补偿注浆范围的扩大,对于地表沉降以及隧道结构沉降的控制效果在不断减小;在穿越段的基础上向两侧延伸2D～5D(D为盾构开挖直径)的距离进行二次补偿注浆,对地表和既有隧道结构沉降的控制效果最佳。     

双线盾构隧道二次注浆对既有隧道结构影响研究

基于合肥市轨道交通2号线东延线三护区间平行下穿既有地铁2号线工程,采用FLAC3D软件构建盾构隧道精细化模型,分析不同二次注浆压力下盾构隧道下穿时对既有隧道结构沉降的影响。研究结果表明：二次注浆对既有隧道结构沉降有着显著影响,且注浆压力越大,影响效果越明显,为保证既有隧道结构的安全,注浆压力不宜过大,二次注浆压力应控制在0.3～0.4 MPa;二次注浆浆液配合比为水泥∶水玻璃∶水=0.5∶0.5∶1.0;盾构隧道下穿过程中,既有隧道结构最大沉降值与模拟值基本一致,且二者均呈减小趋势。研究结果可为新建盾构隧道下穿既有隧道结构设计提供一定的工程参考。     

隧道下穿既有线沉降控制技术

目前国内大城市地铁隧道常采用浅埋暗挖法施工。通过对北京地铁15号线清华东站站后折返线区间隧道近距离下穿既有地铁13号线及京包铁路施工过程的沉降控制,分析总结了大断面暗挖隧道下穿既有线施工沉降控制技术。下穿隧道采用浅埋暗挖双侧壁导坑法施工,为保证下穿期间既有地铁13号线桥桩的稳定,下穿隧道采用全断面注浆加固,地面进行深孔注浆加固措施,有效控制了施工对既有线沉降的影响,可为今后类似工程提供借鉴和可行的风险源控制措施。     

上有危房下有异物的小半径曲线盾构接收技术

结合无锡地铁1号线08标盾构区间右线隧道的施工实践,探讨在软流塑超浅埋小半径危房下且遇地层异物时的施工控制措施及技术对策。绿洲商场紧邻接收井,盾构在其下方穿越,在盾构掘进过程中采用水平冻结加管棚同步注浆来控制地下水及沉降,并对建筑物的变形进行严格监测。为防止地面因解冻后融沉造成沉降过大,需进行融沉注浆。盾构接收位于300m半径的圆曲线上,采用割线接收。实测结果表明,绿洲商场主楼最大沉降量仅2.6mm,实践证明采用水平冻结加管棚注浆合理可行,为今后类似工程提供了可行技术。     

富水地层中重叠隧道施工引起土体变形研究

重叠隧道施工易产生隧道结构不稳定和地层变形等问题。重叠隧道富水地层施工时,土层开挖应力释放和地下水渗流共同作用使得地层和隧道变形问题显得更加突出,增加了施工难度。以深圳地铁5号线重叠隧道为背景,采用数值方法研究了开挖应力释放和渗流作用在重叠隧道施工不同阶段对隧道结构和土层变形的影响,得到富水地层重叠隧道施工土层变形规律,同时提出了控制地层变形措施。重叠隧道下洞施工时,采用设置超前注浆支护能有效控制开挖应力释放引起拱顶沉降,开挖完成后隧道拱顶在渗流作用下沉降稳定,而隧道上覆土层因失水固结产生较大工后沉降,同时地表沉降槽深度和半径在渗流作用下不断增大;为避免下洞隧道在渗流作用引起上洞隧道整体沉降,上洞在下洞施工引起土体变形稳定后进行施工。上洞开挖应力释放引起较大地层沉降,开挖应力释放引起较大地层沉降,渗流因素引起地层工后变形较小,地表沉降槽深度迅速增大而影响半径保持稳定。     

泥岩地层土压平衡盾构近距离下穿既有线沉降控制技术

以成都地铁30号线航天立交站-惠王陵站盾构区间隧道在泥岩地层近距离下穿既有运营地铁线工程为背景,通过下穿前对穿越既有线隧道进行数值模拟分析,并设置试验段进行模拟掘进,拟定试掘进参数,以及在穿越过程中采取掘进参数控制、中盾注浆、同步注浆、管片脱出盾尾后二次补充注浆及穿越后及时进行洞内深孔注浆等综合沉降控制技术措施,并通过自动化监测手段,有效降低了下穿时对既有地铁线沉降的影响,最终在保证既有线路安全运营的前提下,安全、顺利完成盾构穿越工作,为类似盾构工程提供借鉴。     

新建轨道线区间隧道下穿既有线路变形影响分析

以武汉新建轨道交通12号线盾构区间下穿既有2号线长～汉盾构区间为工程背景,采用三维数值模拟分析新建线路施工对既有轨道交通变形的影响。研究结果表明：盾构掘进施工对既有结构及线路影响较小,盾构隧道贯通后区间结构最大竖向位移为–4.96 mm,最大水平位移为0.309 mm,2号线盾构区间累计最大沉降量为–2.86 mm,区间结构变形量和沉降量在相关规范控制范围内,满足区间安全运营要求。通过设计上加强管片配筋、增加注浆孔,隧道施工中加强掘进参数控制和及时同步注浆,加强二次注浆,同时对2号线长港路站—汉口火车站区间设置监测点,指导施工,保证地铁安全运营。     

浅埋大断面软岩隧道施工影响下建筑物 安全性控制的试验研究

 厦门机场路一期工程在大跨、浅埋及复杂地质等工程条件下穿越地表密集的建筑物群,受隧道施工影响的建筑物多达90余栋。在隧道施工过程中,既要保证新建隧道结构的安全,同时还要保证地表既有结构的安全,而后者显得更加重要。隧道施工面临着全风化花岗岩遇水软化、隧道结构整体沉降、地层大变形、建筑物差异沉降及裂缝控制等诸多难题。在对该工程特点和控制方案系统分析的基础上,为保证控制方案的可靠性,对拟拆迁的104#和105#楼房进行试验研究,通过施工过程的注浆抬升和变形监测结果,论述地层沉降、建筑物沉降及裂缝产生、发展随隧道开挖的变化规律,并提出优化洞内施工与地面注浆抬升建筑物相结合方案,控制围岩大变形和有效保护建筑物的工程措施。试验数据表明,将核心控制指标—建筑物差异沉降量控制在20 mm以内可保证建筑物的安全;地表注浆与洞内注浆相结合可实现对建筑物的抬升,并有效地减小建筑物的差异沉降并控制裂缝的发展。研究结果为机场路隧道后续穿越重点建筑物的施工提供了技术支撑和安全保障,也为今后类似工程的设计、施工和研究提供了有益的借鉴和参考。     

盾构隧道侧穿既有桥梁工程技术研究

盾构隧道侧穿既有桥梁施工过程中,隧道开挖扰动四周岩体引发地层变化,对相近的桥桩及地表产生影响。以呼和浩特2号线某标段工程为例,对盾构隧道侧穿既有桥梁引起的工程风险进行研究,通过Midas-GTS NX有限元软件进行数值模拟,结果表明:通过注浆加固等控制措施能有效保证桥梁变形在合理范围内。     

近距离叠交盾构隧道施工技术研究

盾构法施工技术在国内外地铁建设中已经得到了广泛的应用,但是近距离叠交隧道的施工容易面临新建隧道对既有隧道结构的影响和地表沉降量过大等问题。文中以杭州地铁3号线盾构施工为工程背景,分析了工程施工难点,介绍了具体控制既有隧道变形及地表沉降的施工技术和控制措施,并对相应变形监测结果进行了研究。     

软硬不均地层盾构下穿既有隧道近接施工影响特性研究

随着城市轨道交通的快速发展,对地下空间的利用也越来越充分,新建地铁线路不可避免地要近接既有结构进行施工,常常造成新建及既有结构物受力复杂、既有结构变形过大等问题;对于软硬不均地层条件,该类问题更为显著。文章以深圳地铁7号线在软硬不均地层条件下下穿既有1号线及上部过街通道为工程背景,通过建立三维数值仿真模型对盾构下穿既有线路及其附属设施的影响进行分析,研究结果揭示了新建地铁线路正交下穿既有盾构隧道近接施工时,既有隧道上方地表及过街通道沉降、既有隧道二次变形的时空分布规律,并据此提出了针对性的掘进控制措施。