地铁盾构隧道下穿铁路框架桥模拟分析

鉴于某地铁盾构下穿铁路框架桥存在较大风险,文中在风险控制措施的基础上,建立了盾构隧道下穿框架桥的三维有限元分析模型,分析了不同模拟施工下框架桥竖向及水平位移变化规律。结果表明,框架桥竖向位移和纵向水平位移大于横向水平位移。通过三维数值计算,框架桥位移满足控制标准,结构处于安全状态,后掘进的右线盾构对框架桥位移有利。为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

盾构下穿北京地下国铁直径线分阶段变形响应分析

盾构穿越既有隧道的施工风险控制一直是城市地铁建设面临的难题也是研究的热点。针对盾构下穿既有大直径隧道工程施工风险控制难题,以北京地铁8号线王府井站—前门站区间盾构下穿国铁直径线为工程背景,建立了三维数值模型,采用FLAC3D有限元差分软件进行计算,并将既有隧道的变形分为5个阶段,对每个阶段的沉降影响进行了评估,最后将模拟数据与实测数据进行对比分析,以此验证该模型的有效性。研究结果表明:不同下穿阶段中,阶段3对既有隧道变形影响最为显著,受刀盘开挖、盾体通过、盾尾脱出三重因素的影响,该阶段内既有隧道的沉降占比最大;竖直方向上,既有隧道拱顶呈“V”型沉降槽,拱底呈“W”型沉降槽;水平方向上,下穿段正上方既有隧道发生向隧道内侧收敛的现象,并距新建隧道轴线越远,收敛现象逐渐减弱。     

下穿钱塘江大直径盾构隧道设计要点分析

文中以杭州博奥隧道盾构施工工程为工程背景,结合工程特点和地质条件,采用梁-弹簧模型进行管片内力及变形分析计算和ANSYS软件对盾构隧道进行整体纵向计算分析,根据计算结果分析得出工程设计是否规范,并提出对应的安全隐患提出控制措施,以达到工程施工期间安全、经济、高效的目标.     

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。     

盾构隧道下穿地下管线的变形控制因素分析

针对上海地铁七号线下穿合流污水管的实际情况,利用ADINA软件分析盾构施工对邻近地下管线沉降的影响.通过对不同应力释放率、不同掘进面推力和不同开挖顺序的对比研究,发现不同的应力释放率对地下管线沉降的影响较大,因此在盾构施工中,应及时拼装管片和紧跟注浆,以便减少应力释放率对地下管线沉降的影响.     

隧道盾构下穿车站出入口仿真方法对比研究

运用基于有限单元法的Ansys软件和基于有限差分法的Flac3D软件作为基本工具,对某隧道盾构下穿近距离既有地铁出入口人行通道的施工过程进行数值仿真分析,得出地层变位规律及对结构内力和变形的影响,计算结果与实测结果吻合,所得规律可为类似工程的设计与施工以及相关软件计算结果的使用提供依据和支持.     

软土隧道盾构近距离下穿U形公路的数值分析

盾构隧道施工经常会穿越各种既有建筑物,因此,保证既有建筑物的正常使用及隧道施工的安全是盾构隧道施工的重中之重。以宁波地铁双线盾构隧道近距离下穿钢筋混凝土U形公路为例,对盾构掘进过程进行了三维数值模拟计算,以综合判断盾构所引起的软土地层变形规律和对上部U形公路的影响,从而给出施工合理化建议,可为类似的盾构穿越工程提供借鉴。     

地铁盾构隧道下穿停机坪和U形槽小覆土段的设计与施工

针对区间盾构隧道下穿停机坪的近接施工力学行为和U形槽小覆土段施工,进行了有限元数值模拟研究,得出地铁盾构隧道接近停机坪施工和小覆土段施工的基本建议。     

盾构隧道下穿既有桥桩工程的保护方案研究

郑州市轨道交通1号线某盾构区间下穿某人行天桥桩基础,人行天桥为桩柱式基础,工程场区地质为富水砂层。受周边环境限制,人行天桥桩基础无进行桩基托换的条件,本文针对本工程的特点提出了"顶托+加固"法对人行天桥进行保护,以保证盾构隧道施工期间人行天桥的营运安全及盾构隧道的施工安全。为检校保护方案的加固效果,本文对加固方案进行了数值模拟分析。模拟结果显示,盾构隧道近距离下穿桥梁桩基础将使桥梁桩产生较大变形,严重影响桥梁的使用安全;在无条件进行桥梁桩基托换作业的情况下,对桥梁采取上部结构顶托+桩基础周围注浆的保护方案可显著改善盾构隧道的施工条件。     

大直径越江盾构隧道各向异性渗流应力耦合分析

 上海长江隧道的直径和一次连续掘进距离迄今均为世界之最。隧道平均覆土9.0 m,最浅覆土仅6.8 m。为控制高水头下浅覆土中特大径盾构推进时管片的上浮,采用单液同步注浆工艺。用能够考虑土体渗透系数随应力状态变化的弹塑性各向异性渗流应力耦合模型,对上海越江隧道东线江中段的施工过程进行数值分析。结合实测数据,揭示盾构推进时管片上浮量和管片外侧孔隙水压力的变化规律,研究变形稳定后管片外侧及拱顶正上方各点孔隙水压力的分布状况,分析不同水深时地下水渗流对地表沉降和管片受力的影响。研究结果表明,目前采用的单液同步注浆材料及工艺能很好控制管片的上浮,管片变形稳定时壁后各点孔隙水压力与静水压力比值随深度增加而增大,水的作用使管片受力趋于均匀,但应注意高水位引起的高孔隙水压力对管片受力带来的消极影响。     

地铁盾构隧道下穿高铁车站加固保护分析

淮安地铁1号线淮安东站～工作井区间下穿淮安东站,盾构穿越风险大。根据穿越情况,提出了铁路沉降控制标准。在风险控制措施的基础上,建立了盾构下穿淮安东站的二维有限元分析模型,对比分析了不同加固工况下车站股道及站台结构的变形规律。研究得到区间下穿车站风险大,在盾构施工控制外,需要辅助以保护措施;通过二维数值计算,加固后车站位移满足控制标准,下穿处于安全状态。研究结论可为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

大直径泥水盾构下穿机场的施工控制

 上海仙霞西路隧道穿越虹桥机场绕滑道工程采用直径?11.58 m泥水盾构施工。通过分析盾构穿越的风险,给出相应的控制措施。在盾构正式穿越前,通过现场推进试验研究盾构施工参数的调控规律,指导盾构穿越的施工参数设置,最终沉降达到了机场滑道的控制要求。为解决穿越飞行禁区对地表沉降监测范围和频率的限制,采用非开挖技术设置地层水平测斜监测断面,该方法可以及时、准确地了解盾构推进对上方土体的扰动情况。监测数据分析表明非开挖水平测斜监测方法可以在飞机不停航条件下反映盾构穿越机场的土体变形规律,通过该方法可避免监测对机场运营的干扰,对类似工程有重要借鉴意义。     

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。     

盾构隧道开挖斜穿地裂缝的数值模拟分析

为探索地铁穿越地裂缝时隧道围岩与衬砌结构的变形和应力变化规律,本文以实际工程为基础,通过合理简化土层,采用理想弹塑性模型,通过控制生死单元的方法对盾构隧道进行分步开挖数值模拟。获得施工过程中围岩与衬砌的位移与应力。结果表明,地裂缝是隧道开挖时最危险的部位,对隧道的破坏起决定性作用。在裂缝处围岩洞室沉降出现了较大变化,易造成隧道的坍塌;在地裂缝处隧道两侧围岩与管片衬砌两侧均形成了应力集中,易使隧道洞室侧壁与管片衬砌发生剪切破坏。最后提出了保证地裂缝处围岩稳定性的处理方法,为同类工程提供参考。     

双线盾构越江隧道合理间距优化与分析

以上海复兴东路双线盾构越江隧道为背景,利用Marc有限元软件,通过建立盾构隧道江中段的三维弹塑性有限元模型,对隧道不同间距的情况进行了模拟分析,并着重研究后建隧道施工对先建隧道的影响,得出了该隧道合理间距的建议值,为隧道间距的优化设计提供了依据。然后在施工工程中对先建隧道的内力和变形及作用在先建隧道上的荷载等进行了监测,并将监测结果与数值模拟的优化结果进行了比较分析,验证了有限元模型的有限性。得出了一些有意义的结论,对类似工程具有重要的参考价值。     

潛盾隧道近接施工之影響評估及分析

以捷運潛盾隧道近接施工為案例,依實際施工監測結果,以数值分析探討不同位置及不同距離近接之影響,並依影響程度探討可行之保護對策,以提供爾後類似工程之參考。     

盾构管片接头模型的改进及管片内力的数值计算

 管片计算模型的建立主要是考虑接头和土层抗力两种因素对结构的影响。对惯用法模型的接头简化进行改进，即将管片的各个截面处刚度按EI处理，将其接头部位的刚度按kEI处理，这样的管片接头模型更符合实际情况。结合北京地铁十号线工程的实例资料，采用通用ANSYS程序对荷载结构法的惯用法模型及改进模型和地层结构法的均质圆环模型及改进模型进行详细的管片内力计算分析。数值计算结果表明，对盾构管片接头模型的改进是有效的、可行的，而且是必要的；可以初步确定合理的管片接头刚度折减系数取值为1/100～1/1 000。     

相邻线路盾构施工对既有隧道的影响

 在刚度迁移原理的基础上,提出求解各施工步影响的沉降差值法,由单步增量求得相邻线路盾构施工对既有隧道影响全量。对某市地铁隧道的后施工线路盾构推进过程进行仿真计算,发现后施工隧道所产生之塌落拱拱脚作用在临近既有隧道斜上方这一受力机制,得到单施工步引起的既有线路管片最大环向拉应力值为0.13 MPa,最大累积附加拉应力为0.857 MPa;结合对考虑拼接缝的既有隧道管片受力状态的分析,找到裂缝隔片产生在连接块上的重要内在原因。研究成果丰富了模拟相邻巷道施工影响的仿真计算方法,并对城市地铁隧道等类似工程在设计和施工中预防裂缝出现具有一定的指导意义。     

隧道盾构法施工的成本分析和降低措施

隧道盾构法施工是使用盾构机在控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳的同时,进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。但因其造价高昂,使其进一步推广受到限制。针对隧道盾构法施工成本及降低成本措施两方面进行了探讨。