盾构近距离下穿矩形顶管隧道施工变形规律研究

呼和浩特地铁2号线盾构隧道下穿海亮广场人行过街通道是全国首个盾构下穿矩形顶管隧道的工程案例,没有相关工程经验可以借鉴,下穿引起的矩形顶管隧道纵向变形等理论问题尚不清楚,有待进一步研究。为此,本文以该工程为背景,通过现场监控量测和数值模拟,对盾构隧道近距离下穿施工引起的矩形顶管隧道纵向变形规律进行研究。主要得到以下成果:新建盾构隧道施工引起的既有矩形顶管隧道结构沉降,单一隧道穿越后,用Peck公式拟合得到的沉降槽曲线符合高斯分布,两条隧道穿越后,用双Peck公式拟合得到的沉降槽曲线接近"W"型;矩形顶管隧道结构最大沉降值为17.02 mm,最大沉降点的位置位于盾构隧道正上方;对矩形顶管隧道管节错台影响最大的部位是盾构下穿位置,距离盾构隧道越近,错台量越大;管节张开主要发生于沉降槽曲线的反弯点与最大沉降点,在"W"型沉降槽曲线中存在多处张开量较大的情况,因此,在新建盾构隧道施工过程中应准确确定既有结构沉降槽曲线的反弯点和极值点,并进行及时加固处理,确保既有矩形顶管隧道结构安全。     

软土地层盾构隧道施工引起的地面隆陷研究

 基于Mindlin解,经数值积分求得盾构掘进时切口附加推力、盾壳对周围土体的摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面竖向位移,并以杭州庆春路过江隧道盾构施工引起的地面实测位移对其进行验证。分析结果表明,基于Mindlin解求得的切口附加推力、盾壳摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面位移,与地层损失沉降叠加,可用来预测盾构掘进引起的纵向地面隆陷;盾尾同步注浆所致横断面地面隆起符合高斯分布,考虑注浆所致地面隆起后的修正Peck公式,可预测盾构掘进所致地面隆起,并提高地面沉降参数反分析的精度。     

修正的Peck公式在广州市南沙区地铁隧道施工中的应用

随着地铁盾构法隧道施工技术的大量应用,其所面临的安全风险问题,尤其是在盾构掘进过程中对周边土体的扰动问题越来越引起重视.Peck公式广泛应用于地铁盾构法隧道施工引起的上部地表沉降变形趋势研究中,本文基于广州地铁18号线盾构隧道在南沙地层中掘进的工程实例,根据最小二乘原理建立线性回归模型,反演Peck公式参数,并引入修正...     

盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

佛山市地铁区间隧道下穿佛开高速桥施工对地表沉降影响的数值分析

为研究佛山地区地铁区间隧道下穿佛开高速桥施工对地表沉降的影响,以下穿佛开高速桥的佛山市地铁2号线莲塘站—张槎站区间隧道工程为背景,对下穿佛开高速桥段区间隧道进行了设计,并用MIDAS/GTS有限元软件对区间隧道下穿佛开高速桥进行有限元分析,研究了佛开高速桥建成前后初始地应力场变化规律,分析了区间隧道施工过程中对地表变形影响,并与Peck公式横向地表沉降规律进行对比研究,总结了盾构施工影响地层变形的规律,分析盾构施工影响地层变形的因素,提出了盾构掘进控制措施。     

Peck修正公式在富水砂卵石地层盾构隧道地表沉降预测中的适用性研究

Peck公式在不同地质环境下预测盾构隧道掘进过程中引起地表沉降有着广泛的应用。在成都富水砂卵石地层中,通过对地铁8号线和9号线的不同直径的盾构隧道实施回归分析,同时加入2个修正系数:一个是α,另一个是β。倘若Peck表达式修正系数设定α的值在0.4到1.2这个范围内,β在0.5～1.1区间时,修正得出的Peck公式预测曲线与实测数据曲线更加接近,为以后成都地区地铁修建、规划选线、沉降突变提供数据预测的支持。     

盾构隧道下穿既有隧道地面变形分析

以郑州地铁工程为背景,研究盾构隧道下穿既有隧道引起的地表变形。基于地层沉降经验公式——Peck公式的预测结果,结合施工现场监测数据分析结果,将两者进行对比,从而得到地表沉降监测断面的累计沉降曲线,与Peck经验公式计算得到的沉降槽曲线变化规律相同,符合地表沉降变形规律,即微小沉降阶段、急剧沉降阶段、缓慢沉降阶段、沉降稳定阶段。可以通过该理论预测更好地控制隧道沉降和收敛变形,保持均衡、连续的盾构推进,减少因盾构停顿造成的地面、隧道沉降。     

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。     

粗粒径砂卵石地层中泥水平衡盾构下穿黄河掘进参数控制研究

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道采用泥水盾构穿越黄河粗粒径砂卵石地层,是中国下穿黄河的首条地铁盾构隧道。总结兰州地铁1号线泥水盾构下穿黄河的经验,以及高水压粗粒径砂卵石地层盾构机选型、盾构掘进参数设定、穿越黄河风险控制等方面的经验,对泥水盾构在粗粒径砂卵石地层下穿黄河的风险控制和国产盾构机的发展具有重要价值。研究结果表明:泥水盾构下穿黄河掘进参数对风险控制十分重要,盾构推力、泥水压力、注浆压力与水压力密切相关;深层沉降实测表明泥水盾构掘进对地层变形控制效果好,盾构顶部仅约0.5D范围为轻微扰动区;掘进以平衡水压力为主,采用Terzaghi塌落拱理论计算的泥水压力值更接近实际。     

富水砂层盾构下穿高铁涵洞变形规律研究

针对西安地铁4号线尚新路-北客站区间盾构隧道下穿西宝客专涵洞工程,利用三维有限元软件对盾构下穿高铁涵洞施工过程进行数值模拟,分析了盾构掘进施工对地表沉降和高铁涵洞结构的影响情况。结果表明:盾构下穿高铁涵洞施工,地表最大沉降发生在左右线中间正上方位置,横向地表沉降符合Peck沉降曲线,沉降槽两端出现地表略微隆起现象;盾构掘进至涵洞下方时,仅位于掌子面上方的涵洞结构变形明显;盾构掘进至左线贯通时,涵洞结构整体产生明显变形且最大变形发生在左线正上方;盾构掘进至右线贯通时,涵洞结构最大变形发生在左右线中间位置。依据工程经验及数值模拟结果,提出了控制高铁涵洞结构沉降的专项措施,并通过现场监测进行了对比验证。     

地铁盾构隧道下穿城市道路路基沉降特征分析

为了研究地铁盾构下穿对既有城市道路的影响,以天津地铁7号线下穿既有道路为例,利用Midas GTS有限元软件模拟分析盾构下穿道路路基过程中的沉降特征,结果表明:沿隧道掘进方向,沉降呈抛物线分布,越靠近路基中心沉降越小;垂直于隧道掘进方向会出现80m左右的U形沉降槽,穿越期间产生的累计沉降占路基总沉降值的80％左右;最终...     

盾构施工参数对地表沉降影响程度分析

以北京地铁新机场线盾构施工为背景,通过对地表沉降数据与Peck公式相结合进行拟合,表明了Peck公式在北京地铁新机场线的适用性,同时得出该盾构区间沉降槽宽度参数K和地层损失率V1的参考范围,并利用灰色关联法对4个施工参数进行分析,最终得出在盾构推进过程中各项参数对地表沉降的影响程度。其大小为:土仓压力>刀盘扭矩>同步注浆量>掘进速度。该研究结果可为类似工程的盾构掘进提供合理化的参数设定和控制地表沉降借鉴。     

软土灰岩复合地层盾构隧道施工地表沉降规律研究

以广州地铁8号线北延伸段石井站—亭岗站区间隧道施工为背景,基于现场实测数据,对上部软土下部灰岩复合地层地表横向沉降和隧道轴线上方地表纵向沉降随盾构开挖的变化规律进行了探究。对比了横向与纵向沉降预测公式与实际监测值,分析了沉降量值与沉降范围的控制因素。结果表明:除了施工因素影响外,该类复合地层中盾构隧道施工引起的地表横向沉降与修正Peck公式基本吻合,最大沉降量值受地层体积损失率影响,主要沉降影响范围的控制因素有隧道埋深、双线隧道间距、隧道穿越层的性质;纵向沉降发展规律与Sagaseta公式基本吻合,沉降快速发展区范围控制因素有隧道埋深、纵向地层不均匀性。     

砂卵石地层泥水盾构掘进地表沉降规律及影响因素研究

兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道首次在兰州粗粒径砂卵石地层中采用泥水平衡盾构法掘进,该区间全程穿越富水粗粒径砂卵石地层,需在富水砂卵石地层下穿黄河,地下水压力大,施工环境复杂,地表沉降控制难度大。以该区间泥水盾构掘进为研究对象,对泥水平衡盾构掘进引起的地表沉降规律进行理论及现场实测分析,结合盾构掘进参数的控制方式,分析此类粗粒径砂卵石地层掘进控制与地表沉降的关系。     

北京地区浅埋隧道开挖引起地表沉降的研究

研究浅埋区间隧道开挖引起的地表沉降对维护施工安全、降低施工风险具有十分重要的实际意义,但目前广泛应用的Peck公式对浅埋区间隧道的适用性较差。本文以北京地铁14号线与7号线10个地铁区间工程为背景,基于叠加原理,研究适合于浅埋双线隧道的叠加Peck公式的应用;通过对大量现场监控量测数据进行位移反分析,得到适用叠加公式的区间隧道埋深范围;总结北京地区黏性土与砂性土互层的特定地质条件下浅埋双线隧道开挖引起的沉降槽宽度参数K和地层损失率Vl的取值范围;通过实际工程的验证,证明所研究的沉降公式的有效性与可靠性,结果可为北京地区后续的地铁建设提供参考和依据。     

地铁盾构穿越京哈高速路基与桥桩施工技术

为确保盾构隧道安全地下穿运营的京哈高速,避免下穿过程中引起地层沉降超限,从而影响京哈高速安全、稳定运营,通过设置试验段掘进和采用有限元数值模拟技术,分析了盾构下穿京哈高速填方路基和南大沟大桥时的变形情况,得出了隧道开挖过程中既有结构的变形规律。研究结果表明,在盾构隧道下穿京哈高速时,采取适当调整盾构掘进参数和做好盾构管片脱出盾尾后的二次补充注浆等措施,可较大幅度地减少地层沉降,把结构变形值控制在允许范围内,确保既有线的安全运营。     

软土地区盾构掘进引起的深层位移场分布规律

 在城市环境中,如何预测和控制盾构掘进引起的地层移动以保证地下既有构筑物的安全,是设计和施工亟待解决的技术问题。以上海某盾构隧道施工段为工程背景,应用现场监测和数值模拟相结合的方法,研究盾构掘进施工引起周围地层位移场的分布规律。研究结果表明：盾构掘进对周围地层位移场的影响主要分为接近、穿越和远离测孔3个阶段。在盾构掘进接近和穿越阶段,隧道侧向土体以隆起、沿盾构掘进方向向前和向隧道外侧的位移为主;在远离阶段,侧向土体则发生沉降、向前和向隧道内的三维运动趋势。由于该工程隧道埋深大,隧道中心上方土体主要发生沉降和向前的位移趋势。根据数值计算所得隧道上方不同深度土层的横向沉降槽曲线,建立用于预测隧道上方深层土体沉降的修正Peck公式,计算结果与数值结果吻合较好。     

长距离重叠并行下穿运营地铁隧道施工关键技术研究

为保证盾构长距离重叠、并行下穿运营地铁隧道施工中既有线路的正常运营,确保盾构隧道的安全掘进,文中依托长沙地铁3号线下穿地铁1号线的成功工程案例,通过结合数值模拟计算、现场施工控制和监测方案布置,对地铁隧道在复杂下穿工况下的施工技术进行全面分析.研究结果表明,盾构施工工法、地层地质条件和现场控制措施均是隧道安全掘进的重要...     

盾构切桩下穿复合地基对砌体房屋基础沉降影响数值模拟研究

盾构下穿切除复合地基部分桩体,导致复合地基中桩与土的荷载分担和传递规律发生变化,降低了复合地基承载力,诱发砌体房屋基础沉降和结构变形.依托郑州地铁5号线某盾构隧道工程现场监测案例,建立盾构切桩全过程三维数值分析模型,对盾构切桩下穿全过程中地层沉降特征进行了分析.研究结果表明;在盾构切桩下穿区段的地层沉降槽宽度要略大于非...     

盾构区间地层损失率等参数的研究

盾构法在地铁区间隧道的施工上发挥着重要的作用,然而盾构施工过程中不可避免地会引起地层损失,如何通过监测数据更精确地计算地层损失率等参数是工程界长期研究的问题。通过对北京地铁房山线北延工程的3个盾构区间实测数据的分析,选取符合Peck公式的主测断面,然后通过Originlab将实测数据拟合成Peck公式曲线,从而可以反推出地层损失率以及沉降槽宽度系数,可为北京地区卵石地层盾构区间地层损失率以及沉降槽宽度系数的取值提供依据。