砂性土地层中盾构穿越高铁桥梁影响分析

结合国内某城市轨道交通盾构隧道侧穿高铁桥梁的工程实例,采用三维数值分析的方法,研究了桥墩位移的特点和桥桩内力的变化。分析盾构侧穿桥桩的影响范围,得出需重点控制桥墩朝向隧道侧的变形、盾构隧道上下土体的沉降和隆起,并就相关控制问题给出相应的处理建议。     

小净距盾构隧道近接侧穿桥桩影响分析

考虑时空效应的盾构隧道下穿既有桥桩的影响特征计算,对盾构工程风险控制研究有着重要意义.以郑州地铁1号线二期区间盾构隧道侧穿既有桥桩为例,利用有限差分软件FLAC3D,按施工过程分析了盾构施工以小净距(0.6倍隧道外径)侧穿桥桩对既有桥桩的影响.结果表明:盾构隧道以小净距侧穿桥桩,在不采取加固保护措施的情况下,盾构施工可安全穿越桥桩.     

盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基影响现场试验

由于我国高铁线路日益密集,城市地铁线路亦高速发展,地铁隧道的施工不可避免的需要穿越高铁线路,因此对高铁桥梁桩基存在巨大施工风险,而且对高铁桥梁的结构及运行的列车构成极大的安全隐患.文中通过有限元模拟进行工前风险评估及变形预测分析,并在侧穿段布设监测点进行盾构掘进动态监测,由数值模拟结果结合现场试验监测数据进行掘进参数优化,保证施工时高铁桥梁的安全.通过优化掘进参数和实时监测,控制盾构隧道侧穿施工对高速铁路桥梁桩基的变形影响,保证桥梁及上部高铁列车的安全.     

双线盾构隧道侧穿既有桥桩影响分析及加固优化

依托广州地铁八号线盾构隧道侧穿华南快速高架桥桩基工程,分别对有无隔离桩支护桥桩的情况建立了有限元数值模型,研究了加固前后地表沉降、桥桩附加轴力、附加弯矩和桩身位移的变化并开展了加固优化设计。结果表明：隔离桩可有效减小既有桥桩垂直于掘进方向的桩顶位移,由于隔离桩的牵引作用,对于桥桩中部位移基本无削减作用,甚至极小地加大其水平位移;隔离桩基本消除平行于掘进方向的桥桩水平位移,对既有桥桩存在一定的遮蔽作用;隔离桩大幅减小了桥桩的附加轴力,大幅减小桥桩垂直盾构方向附加弯矩,对平行盾构方向附加弯矩基本无影响;适当提高隔离桩桩径以及隔离桩与桥桩之间的距离可以有效减小地表沉降,建议将隔离桩设置在离隧道净距为6~8 m内,既能满足规范要求的安全净距,也能较大限度保护既有桥桩。     

盾构施工下穿城市匝道桥影响分析

为准确分析盾构隧道施工下穿桥梁对桩基的影响，以实例工程为背景，基于沉降理论估算双线隧道施工引起的地表沉降量，建立了双线盾构施工穿越桥梁桩基模型。运用数值模拟和现场施工监测相结合的研究方法，重点分析了盾构施工引起的地表沉降以及对桥梁产生的竖向沉降和水平位移情况。结果表明：采用注浆加固可有效降低盾构施工对地表沉降的影响；在未加固的情况下，产生的竖向沉降满足控制标准值8 mm要求，水平位移不完全满足控制标准值2.4 mm要求；采用注浆加固后，桩基发生的竖向沉降和水平位移都有显著降低，且均满足控制标准值要求。结合现场施工监测结果进行分析，验证了数值模拟结果的准确性，并对今后类似工程施工具有一定的参考价值。     

富水粉砂层中盾构穿越建筑物沉降控制技术研究

以天津地铁6号线渌水道站—双港站区间盾构法施工为背景,以控制富水砂层中盾构连续穿越建筑物导致的不均匀沉降为目的,采用有限差分软件进行数值模拟,分析盾构侧穿或下穿建筑物时产生不均匀沉降的受力情况,为施工提供理论指导;结合盾构穿越后一段时期地表和建筑物的沉降监测值,分析确定下穿该段建筑物的盾构掘进参数的准确取值范围。经数值模拟和实际监测数据分析,盾构下穿建筑物会产生不均匀沉降,但经过采取合理的施工措施未造成建筑物较大破损;在监测数据支持下,为控制沉降保证建筑物安全需要对建筑物及区间隧道薄弱部位进行地表、洞内、双液稳定性注浆加固,并提出了各项注浆加固参数。     

溶洞注浆加固的空间属性对地铁盾构隧道建设安全的影响效应

依托深圳地铁16号线盾构隧道穿越岩溶溶洞工程,采用数值计算分析方法,建立溶洞注浆加固对地铁盾构隧道建设安全影响的力学计算模型,综合考虑岩溶溶洞注浆加固的空间属性,重点研究不同位置溶洞注浆加固前后对地铁盾构隧道稳定性的影响作用。结果表明:随着溶洞与隧道距离的增加,盾构隧道开挖受未注浆加固的溶洞的影响越来越小;相比于对溶洞不进行处理的盾构隧道开挖,溶洞的注浆加固处理可以有效控制地表沉降,在很大程度上降低了隧道围岩的变形量;相比于对溶洞不进行处理的盾构隧道开挖支护,溶洞的注浆加固在一定程度上改善了盾构隧道管片的受力状态,降低了衬砌结构破坏的可能性。     

溶洞注浆加固对地铁盾构隧道建设的影响研究

本研究依托深圳地铁16号线盾构隧道穿越岩溶溶洞工程,采用数值计算分析方法,建立溶洞注浆加固对地铁盾构隧道建设安全影响的力学计算模型,综合考虑岩溶溶洞注浆加固的空间属性,重点研究不同大小的溶洞注浆加固前后对地铁盾构隧道稳定性的影响作用.研究结果表明:随着溶洞高度的增加,盾构隧道开挖受未注浆加固溶洞的影响越来越大;相比于对溶洞不进行处理的盾构隧道开挖,溶洞的注浆加固处理能有效限制盾构隧道在穿越较大直径溶洞时的地表沉降和隧道围岩变形;相比于对溶洞不进行处理的盾构隧道开挖支护,溶洞的注浆加固在改善了围岩塑性区的分布及其受力状态,尤其对于直径较大的溶洞,注浆加固提高了盾构隧道在穿越大型溶洞时的安全性.     

地铁盾构隧道小净距穿越高架桥桩基数值模拟分析

针对南京地铁3号线部分路段小净距穿越高架桥桩基问题,适当简化后建立了隧道、管片及桩基的三维数值模型。模拟结果表明,地铁盾构小净距穿越高架桥对地表和桩基的受力和变形将会带来影响,地表最大变形量大于桩基顶部变形量,隧道右帮下侧管片出现应力集中。通过与现场监测结果对比,现场监测值与数值模拟结果吻合,建议今后施工时控制好施工参数,加强跟踪监测,必要时进行跟踪注浆加固。研究结果为本工程的顺利实施提供了参考。     

盾构下穿铁路路基钢轨变形及路基沉降分析

为研究地铁盾构下穿铁路路基过程中钢轨变形与路基沉降的变化规律,分析路基深孔注浆的加固效果,基于天津地铁7号线盾构施工下穿某铁路工程,采用有限元软件Midas-NX对盾构下穿既有铁路过程进行动态模拟,分析了盾构穿越过程中有无深孔注浆时钢轨的水平与竖直变形,以及盾构施工完成后铁路路基竖向位移的分布规律.结果表明,钢轨的横向变形经历了两次先增后减的过程,并沿轨身呈对称分布;钢轨变形在盾构两次到达铁路正下方时达到极值,沿轨身沉降槽中心随施工步骤逐渐向工程中心移动;土层经深孔注浆加固后,钢轨的横、竖向位移以及路基沉降分别减小了85.1%、76.7%和74.1%,有利于保证铁路在地铁盾构过程中的安全性.     

大直径盾构穿越桥梁桩基的安全性分析

以天津地下直径线为依托工程,以大直径盾构近距离穿越金刚桥桩基为例,利用MidasGTS软件建立三维模型,对盾构施工过程进行数值模拟,通过对比金刚桥6号和7号桩基在加固和没加固处理条件下盾构掘进对桩基位移的影响,分析了盾构穿越后金刚桥桩基的安全性.计算分析表明,选择隔离加固桩基,可有效减小盾构施工造成的桩基位移,加固效果明显,为盾构施工安全穿越金刚桥桩基提供了依据.     

盾构隧道下穿既有电力隧道影响分析和控制措施

以重庆市轨道交通15号线二期工程为依托,分析盾构隧道近距离下穿既有电力隧道产生的影响,并提出相应的加固措施。运用有限元软件Midas GTS Nx建立盾构隧道与既有电力隧道三维模型,分析对电力隧道周围土体预注浆加固前后两种工况下盾构施工对电力隧道产生的影响,并将有限元模拟结果与理论计算结果进行对比验证。结果表明：在盾构隧道下穿施工前,对既有电力隧道周围土体采取预注浆加固措施,能够有效降低盾构施工对既有电力隧道产生的影响;隧道贯通后,加固工况土体沉降最大值比未加固工况降低51.9%,降幅明显;两种工况下盾构施工引起的电力隧道侧移累计值降低75.1%;土体沉降理论解和有限元模拟解基本吻合,证明了有限元模拟的合理性以及预注浆加固措施的有效性和可靠性。     

盾构隧道的近接施工对已建隧道产生的影响

为了研究天津市软土地区新建盾构隧道近接施工对已建隧道产生的影响,以天津地铁某区间最小净距为0.98 m的双线盾构隧道开挖工程为背景,采用有限元软件刚度迁移法,分析了在土体局部加固的情况下新建隧道掘进过程对已建隧道周围土体位移及衬砌内力与变形的影响,并将地表变形计算结果与实测数据进行了对比分析.结果表明:在注浆加固条件下,已建隧道的位移及内力都有较大程度的降低,但在加固区与未加固区交界附近可产生一定的突变,在现场施工时该段范围应重点监控.     

盾构穿越富含水砂性土地层高铁地基安全性评价

结合国内某城市轨道交通盾构隧道高铁加固区的工程实例,采用三维数值分析的方法,分析了盾构穿越的安全性,研究了加固体对地层变形和桩身轴力等的影响。穿越前预留加固体可以显著改善土体的整体性,并可起到土层位移重分布的作用,加固深度穿透盾构扰动范围的加固桩,可起到显著隔离作用。     

双线隧道盾构施工对邻近桩基影响的数值分析

文章利用MIDAS/GTS软件,对合肥地铁1号线双线盾构隧道穿越邻近建筑物桩基进行了数值模拟,分析了不同开挖顺序情况下桩基的变形特征。结果表明:当按顺序对双线隧道进行开挖时,位于后开挖隧道侧的桩基变形和内力比先开挖隧道侧略大。除此之外,不同的隧道开挖顺序引起的桩基水平位移、竖向位移、轴力以及弯矩的差别不大。     

西安地铁盾构隧道穿越地裂缝带的适应性与应对措施

盾构能否通过地裂缝是西安地铁建设中的难题,结构的适应性与应对措施是关键。以西安市唯一的市域环线——地铁8号线为工程背景,基于现场调查、资料收集、InSAR监测及有限元数值模拟,讨论了西安地裂缝活动趋势与地铁沿线地裂缝的活动性分级,分析了不同管片拼装方式和断面尺寸的盾构隧道在地裂缝场地的适应性,提出了盾构隧道穿越地裂缝带的二次衬砌与暗梁、钢管片、注浆加固、手孔局部加固等应对措施,并验证了其有效性。结果表明:在地裂缝活动性弱的Ⅳ级场地可采用盾构隧道,错缝拼装优于通缝拼装,且盾构最优直径D=6.2 m; 盾构隧道的纵向设防长度为距地裂缝带0.75D～1.50D的范围,并与隧道穿越地裂缝带的角度有关。研究结果可为地铁盾构隧道穿越地裂缝带结构设计与病害防治提供科学指导。     

大直径嵌岩桩承载机理研究

大直径嵌岩桩广泛应用于低山丘陵地区,因桩身变形沉降小,桩侧阻力很难发挥.通过现场静载试验和数值模拟,对桩身侧阻力进行了研究.结果表明:土层侧阻力占总承载力的18%~24%,不考虑桩侧阻力会导致承载力的浪费;桩土相对位移较小,土层侧摩阻没有达到极限侧摩阻力,采用桩基规范计算土层侧摩阻力,会比实际土层侧摩阻力值偏大,影响嵌岩桩设计的安全性;建议该地区使用规范计算大直径嵌岩桩土层侧摩阻力时,乘以折减系数0.5.     

超近距双线隧道旁穿建筑群的信息化施工风险控制

为减轻双线盾构隧道旁穿引起的建筑物沉降,采用FLAC^3D对不同施工方案的双线隧道旁穿建筑物引起的地层沉降进行数值模拟,对实施的右线隧道变线+左线钢环内支撑+双线花管注浆加固方案的施工参数进行优化,并进行相关的工程实测分析。 结果表明:原方案造成的建筑物差异沉降为26.5 mm,远超其10 mm的控制标准;采用排桩加固或右线变线后左线钢环内支撑和双线花管注浆加固方案均能使建筑物差异沉降满足要求;优化右线盾构参数可减轻对建筑物影响;施工荷载和注浆压力是后行右线影响先行左线受力状态的主要因素,采用实时监测的信息化施工是必要的。超近距离双线盾构顺利旁穿建筑物群,相关结果可为类似工程提供借鉴。     

隧道临近既有铁路桥桩基施工扰动影响的数值分析研究

针对哈尔滨地铁1号线哈尔滨南站至农科院站区间暗挖隧道设计与施工方案,运用有限元方法,采用数值模拟地铁暗挖隧道上下台阶法施工,同时上行线超前下行线20 m,分析研究其对上部铁路桥桩基力学与位移影响变化规律.研究结果表明,地铁开挖使上部铁路桥桩基桩侧呈负摩阻力状态,并随开挖掌子面的临近,桩基轴力、侧表面摩阻力和位移都呈增大趋势,变化速率也逐渐加快;在垂直隧道轴线方向,随桩基与隧道距离的减小,受力和位移变化更复杂、明显;并且开挖上台阶和后施工的下行线都对桩基影响大.研究结果可为本工程提出相应重点控制区域和关键施工工序,并为后续类似工程提供一定理论依据.     

盾构近距离上穿运营隧道的实测数据分析

在上海地铁13号线上穿地铁4号线施工期隧道变形实测数据分析的基础上,探讨在施工扰动影响下的隧道变形机理,得出穿越扰动导致隧道隆起变形,隧道隆起变形存在滞后,盾构穿越完成后第51天隧道隆起变形趋于收敛等规律.盾构穿越后隧道隆起变形量占隧道累计隆起变形量的40%～65%.二次穿越施工扰动延长了隧道隆起变形的稳定时间,增加了隧道累计隆起变形量.盾构穿越施工的影响范围为4倍的施工盾构直径(4D),隧道纵向变形曲线近似成正态分布,反弯点位置在2D左右,最大累计隆起变形出现在沿4号线隧道方向的投影相交点位置.