城市地铁隧道施工对上部既有隧道的影响分析

为研究新旧隧道斜交情况下新建隧道施工过程中对既有隧道结构与其周围岩体产生的扰动程度以及新建地铁隧道掘进中地面的沉降规律,依托实际工程,基于有限元数值模拟软件,通过建立三维隧道施工模型,分析了下部新建地铁隧道施工推进过程中各施工阶段对既有结构、地层变形、地面沉降的影响.实际工况模型计算分析结果表明:新建地铁隧道开挖产生的...     

新建隧道近接既有偏压隧道中锚固桩的工程机理分析

浦梅铁路武调隧道及疏解线武调1号隧道双向近接既有昌福铁路隧道,净距小、埋深浅且偏压严重,武调1号隧道明洞近接段落在距离新建隧道明洞衬砌外50 cm处,并于此处布置一排锚固桩,以隔断新建隧道对既有隧道的影响。论文对锚固桩的变形及承载进行理论分析,通过数值模拟新建隧道及锚固桩的施工全过程,根据数值模拟分析及现场监测结果,对比施工新建隧道过程中既有隧道衬砌变形产生的位移,分析锚固桩的工程机理及新建隧道施工对既有隧道产生的影响。     

新建线施工及运营对下部既有线影响研究

基于深圳彩田路新彩隧道北口段(拟建)近距离上跨厦深铁路梅林隧道两条隧道叠置的工程实例,运用有限元分析软件MIDAS-GTS进行三维模型数值分析,研究了新建隧道拟用施工方案及加固方案的可行性,分析了新建隧道在施工及运营阶段,既有隧道的变形及内力变化规律,并对既有隧道的安全性进行了评价,结果表明:选用的施工方法在新建新彩隧道施工及运营阶段不会影响既有线路的运营安全性。     

新建公路隧道上跨施工对既有铁路隧道的影响研究

文章结合巴中至万源高速公路新建羊子岭隧道上跨既有襄渝铁路二线羊子岭隧道的工程实际,采用三维数值计算模拟分析了新建隧道上跨既有铁路隧道施工时围岩与隧道结构变形及内力变化规律。研究结果表明:新建隧道施工过程中既有铁路隧道结构安全;新建公路隧道技术方案合理可行。研究结果可为类似工程的设计与施工提供借鉴及参考。     

砂土中隧道施工引起近接隧道位移的试验研究

新建隧道施工对近接隧道的影响,一直是隧道设计和施工中必须考虑的问题,但现阶段对此还没有一致的认识。为了进一步研究新建隧道施工对近接隧道影响机理,设计了能够模拟隧道分步开挖的室内模型试验装置,并用该试验装置进行了砂土地层中新建隧道施工引起近接水平平行隧道位移的试验研究。试验重点研究了两平行隧道间净距、埋深对既有隧道位移的影响。通过对试验结果分析,得到了既有隧道拱顶和靠近新建隧道一侧拱腰部位的位移发展规律。试验结果分析表明,新建隧道开挖会对既有平行隧道结构产生侧向挤压效应,隧道埋深和净距对既有隧道的位移都有影响,但隧道间净距变化对位移量的影响更大。当隧道间净距大于2倍隧道直径时,新建隧道开挖对既有水平平行隧道位移的影响非常小。研究成果可为砂土地层中近距离平行隧道设计和施工提供参考。     

叠交隧道施工对既有隧道影响分析

为分析新建下穿隧道对既有隧道的影响,文章以实际工程为例,建立两条隧道叠交施工本构关系数值计算模型,采用三维有限元软件模拟盾构施工过程,分析新建隧道施工对既有区间隧道变形及内力的影响,论证施工加固方案的必要性及可靠性.     

北京地区浅埋暗挖法下穿施工既有隧道变形特点及预测

 城市地下工程建设中,新建隧道近距离下穿施工对既有隧道造成的扰动不可避免。正确分析及可靠预计既有隧道变形成为目前地下工程建设的热点问题。在预测隧道开挖引起的地表位移的经验法中,Peck公式最简便,应用也最为广泛。搜集北京地区10个近接下穿工程23组数据,对既有隧道实测变形进行拟合,发现绝大多数符合Peck公式分布规律。拟合得到地层损失率为0.116%～1.183%,沉降槽宽度系数为0.93～6.76。讨论新建隧道施工工法、辅助施工方法、新建隧道与既有隧道的埋深、既有隧道刚度、新建隧道双洞间距、变形缝位置等因素对经验参数的影响,给出经验参数的修正公式。将经验参数修正公式与Peck公式相结合,为北京地区受新建隧道下穿施工影响的既有隧道变形提供一个简便、快捷的预测方法,并通过工程实例验证了预测方法的有效性。研究成果可对未来北京同类工程和其他地区近接工程设计和施工提供参考,同时对丰富同类工程数据库具有重要意义。     

小净距交叉隧道爆破振动响应研究

新建隧道从既有公路隧道上方穿过,在空间上形成交叉隧道。上下隧道最小净距为8.1 m,为评价新建隧道爆破施工对既有公路隧道结构的影响,进行了数值模拟研究。结果表明:当新建隧道在距离隧道交叉点10 m以外位置以全断面法爆破施工时,下方既有公路隧道仅受到较小的影响;当其在距离交叉点10 m以内位置以全断面法爆破施工时,既有公路隧道二次衬砌振动速度超标,而采用台阶法爆破施工时,新建隧道可安全通过。     

广州某矩形隧道下穿既有隧道设计与施工

广州市珠江新城核心区市政交通项目旅客自动输送系统中央广场站-市民广场站区间隧道下穿既有金穗路隧道,下穿段采用矿山法施工.本段隧道直接下穿既有隧道,两隧道之间竖向无土层;且既有隧道设有抗浮锚杆,新建隧道也需考虑本身抗浮.综合考虑,创造性采用矩形直墙隧道.详细介绍了矿山法矩形隧道下穿既有市政隧道的设计参数及关键施工技术.实践证明,施工过程对既有隧道扰动较小,取得良好的社会和经济效益.     

新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响分析

为研究新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响,以重庆轨道交通9号线一期工程观音桥站施工通道为例,采用有限元数值分析法建立爆破模型,模拟既有的重庆轨道交通3号线区间隧道在爆破荷载作用下引起的振动速度及岩土应力分布情况。结果表明:新建施工通道爆破开挖引起既有区间隧道结构的振速最大值为1.38 cm/s,控制在1.50 cm/s以下;同时,对等效应力云图的分析可以看出,模拟爆破产生的应力较小。可见新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响较小,风险可控,建议施工过程中加强对既有轨道交通区间隧道迎爆侧及拱顶位置的监测。     

爆破震动下地下工程围岩稳定与支护设计

随着我国地下工程的大量建设,在新建硬岩隧道与既有隧道间距较小的情况下进行爆破开挖,产生的爆破震动波会危及隧道支护结构的安全和稳定。因此,研究隧道爆破开挖对既有隧道和开挖隧道支护结构的稳定性影响,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文运用便携式微机控制数字输出测震仪进行爆破震动测量,同时,采用软件进行非线性数值模拟计算,分析隧道爆破开挖对既有隧道和开挖隧道支护衬砌的影响,讨论爆破震动影响下隧道支护方式的优化。     

高速公路隧道施工对既有铁路隧道的影响分析

以重庆绕城高速公路施家梁隧道工程为例,通过模拟隧道的三维空间数值计算,分析了新建公路隧道施工对既有铁路隧道的影响,确定了铁路隧道的影响范围,并对影响范围内的结构进行了内力检算和安全度评估,结果表明：隧道结构安全系数满足规范要求。     

Numerical investigation of underlying tunnel heave during a new tunnel construction

This paper presents a case study of protecting existing tunnels during the construction of a new cut-and-cover tunnel above in Nanjing, China. Various construction measures, including sequential excavation, jet grouting, and a pile-slab retaining system were performed to control the heave of existing tunnels. Furthermore, a numerical analysis using a finite difference program, FLAC3D, was conducted to investigate the influence of different construction schemes on the tunnel heave. Finally, a comparison between numerical results and field measurements were carried out to study the influence on the tunnel heave from various factors, such as the ground reinforcement depth, excavation sequence, and the skew angle between new tunnel and existing tunnels. The results show that when the excavation volume is small, the uplift values of existing tunnels increase nonlinearly with the increasing excavation width of each step. The pile-slab retaining system combining with ground treatment method can control the tunnel heave within the required limits. The optimum ground treatment scope is about 1.5 times of the excavation depth in this project. Compared to other construction schemes, the tunnel heave will be the smallest under a staggered segmentation excavation method starting from the sides to the center.     

相邻隧道施工对上海地铁二号线的影响分析

上海明珠线东方路车站附近的区间隧道是相邻于地铁二号线的区间隧道建设的，二者中心线间的最小距离为12.3m。由于距离很近，新隧道的施工对原有的地铁二号线隧道的影响不可避免。讨论了在新隧道施工过程中地铁二号线隧道的位移变化规律；研究了新建的盾构隧道的推进对原有隧道的影响特征，并且，给出了存已有隧道附近建设新隧道的规划和施工建议；同时，用数值模拟手段对隧道变形进行了预测，并将预测结果与实测结果进行了比较。     

考虑上浮效应的盾构下穿对既有隧道影响研究

新建盾构隧道下穿会对上部既有隧道产生扰动,并可能使隧道产生结构病害。由于盾构管片重量远小于相应开挖土体重量,新建隧道的上浮效应会对既有隧道产生影响。基于两阶段分析法提出考虑新建盾构隧道上浮影响的隧道下穿引发既有隧道纵向变形计算模型,并利用现场实测数据进行验证。结果表明：考虑上浮效应的理论计算结果与实测数据较为吻合;控制新建隧道上浮量或减小新建隧道直径可有效减小由于上浮效应造成的既有隧道隆起变形。研究成果可为全面合理评估隧道下穿对既有隧道的影响提供依据。     

新建隧道施工对既有隧道影响的试验研究

通过新宝塔山隧道施工过程对既有宝塔山隧道的影响进行了数值模拟,并实测了新隧道开挖过程中既有隧道衬砌结构的变形和衬砌混凝土的应变变化情况。数值模拟结果和现场实测数据表明,既有隧道衬砌结构的变形和衬砌混凝土的应变变化较小,新隧道施工对既有隧道影响不明显,对后续工程施工有指导意义。     

基坑施工邻域隧道围土应力路径演变规律研究

为研究基坑开挖过程中邻域既有隧道周围土体应力路径演变规律,采用Mindlin经典理论,求解基坑底部和四周侧壁卸荷效应在隧道围土各点引起的附加应力场,并与初始应力场相叠加可得各点的现有应力场与应力路径,选用Mohr-Coulomb强度准则作为土体破坏控制标准以判断隧道围土各方向土体安全度。研究表明 :(1)随基坑开挖深度增加,隧道围土各点应力路径呈现靠近主应力破坏线K_f的演变趋势,其中隧道顶部与靠近基坑侧土体处于易破坏状态,隧道底部与远离基坑侧土体处于较安全状态。(2)沿隧道轴向,基坑开挖对邻域既有隧道围土应力场影响以一倍、二倍基坑开挖宽度为界线。一倍基坑宽度内为强影响区,一倍至二倍基坑开挖宽度内为过渡区,二倍基坑宽度外为弱影响区。(3)基坑与隧道净距越大,基坑开挖对隧道顶部和靠近基坑侧土体应力路径影响越小,该方向计算点处土体应力路径演变规律越趋于相似和稳定。     

Effects of above-crossing tunnelling on the existing shield tunnels

Tunnelling in the dense urban areas frequently results in over-crossing or bypassing the existing tunnels. It is obvious that the over-crossing tunnelling will adversely affect and even damage the existing tunnels if the induced deformation exceeds the capacity of tunnel structures. Increasing concerns have been raised about the interactions between the over-crossing tunnelling and underlying tunnels. In order to obtain a better mechanical understanding of the effects of the over-crossing tunnelling on the existing tunnels and provide a quick but low cost assessment alternative method for evaluating the behavior of underlying tunnels prior to construction, a simplified analytical method is proposed in this study. In this simplified method, the tunnel is simply considered as a continuous Euler-Bernoulli beam with a certain equivalent bending stiffness. The unloading stress at the tunnel location caused by the over-crossing tunnelling is computed through Mindlin’s solution, ignoring the presence of the existing tunnel. Then, the tunnel-soil interaction due to the relief stress is analyzed based on the commonly-accepted Winkler foundation model. The applicability of the presented method is validated by three well-documented case histories. Results of these case studies show a reasonable agreement between the predictions and observations. Finally, a parametric analysis is also preformed to investigate the influences of the different factors on the behavior of the existing tunnels, including clearance distance, advancing distance and multiple tunnels construction.     

Three-dimensional numerical simulation of a mechanized twin tunnels in soft ground

The increase in transportation in large cities makes it necessary to construct of twin tunnels at shallow depths. Thus, the prediction of the influence of a new tunnel construction on an already existing one plays a key role in the optimal design and construction of close parallel shield tunnels in order to avoid any damage to the existing tunnel during and after excavation of the new tunnel.Most of the reported cases in the literature on parallel mechanized excavation of twin tunnels have focused on the effects of the ground condition, tunnel size, tunnel depth, surface loads, and relative position between the two tunnels on tunnel behaviour. The numerical investigation performed in this study, using the FLAC^3D finite difference element programme, has made it possible to include the influence of the construction process between the two tunnels. The structural forces induced in both tunnels and the development of the displacement field in the surrounding ground have been highlighted.The results of the numerical analysis have indicated a great impact of a new tunnel construction on an existing tunnel. The influence of the lagged distance between the two tunnels faces has also been highlighted. Generally, the simultaneous excavation of twin tunnels causes smaller structural forces and lining displacements than those induced in the case of twin tunnels excavated at a large lagged distance. However, the simultaneous excavation of twin tunnels could result in a higher settlement above the two tunnels.     

新建工程土方压覆既有隧道衬砌安全性评估

基于连续介质力学原理,采用Midas-GTS完成(新填)土方压覆条件下既有隧道的衬砌结构受力分析,正确评估既有结构力学工作性态,提出针对性辅助施工措施,以保障既有和新建主体结构安全。