新建隧道斜交下穿引起既有隧道变形计算研究

基于Peck理论,假定隧道变形随着地层变形而发展,考虑隧道相互交叉角度的影响,将既有隧道视为连续弹性地基梁,提出了新建地铁隧道斜交下穿既有隧道引起既有隧道纵向变形的一种计算方法,并以重庆市轨道交通四号线一期工程为例,结合实际监测数据证明了该方法的适用性。     

隧道开挖引起水平向位移被动桩的简化计算方法

目前,大部分盾构隧道开挖对邻近桩基影响的理论研究是将被动桩简化成单参数的Winkler地基模型和双参数的Pasternak地基模型,较少考虑计算精度更高的三参数Kerr地基模型。基于Kerr地基模型建立被动桩的水平挠度控制方程,结合盾构隧道开挖施加的水平附加应力,利用差分法计算得到盾构开挖对邻近桩基的数学矩阵解析表达式,进而得到被动桩的水平变形位移半解析解。两个工程实例表明,Kerr地基模型比Winkler、Pasternak地基模型的计算结果与实测数据更接近。参数分析表明:随着隧道直径的增大,被动桩水平位移会增加;增大桩基的直径,被动桩水平位移会减小;对于桩底以下隧道开挖情况,增大桩基与盾构开挖的水平距离和竖向净距,被动桩水平位移均会减小。     

盾构下穿引起的既有地铁隧道变形分析

北京地铁某区间盾构下穿既有地铁隧道工程,在开工前期,运用MIDAS/GTS三维有限元分析软件,对盾构下穿施工可能引起的既有地铁隧道结构变形进行了三维模拟分析,并评估了既有地铁隧道结构的安全性,提出了盾构下穿既有地铁隧道结构变形控制标准;施工期间对既有地铁隧道结构进行了现场监测,结合数值分析结果综合分析了既有地铁隧道结构变形情况,并根据实际监测数据,对比分析了预测结果与实际监测结果的差异,验证了模拟预测的可靠性。     

隧道下穿引起的既有地铁结构沉降规律分析

随着大城市地下轨道交通网日益密集,地下隧道结构下穿既有地铁结构将逐渐成为一个很常见的工程问题,因此,以南水北调总干渠输水隧道下穿北京地铁1号线五棵松站工程作为研究对象,通过几何水准测量的方法对车站底板结构及道床结构进行施工中及工后的沉降观测。经过对沉降监测数据的分析,总结出了该类型地下穿越工程的沉降变形规律,为今后类似工程提供了一定的可借鉴的经验。     

浅埋隧道下穿既有桥梁墩台位移分析及控制措施

浅埋隧道下穿既有桥梁是隧道施工中的难点,易引起桥桩等部位沉降变形甚至倒塌破坏。为控制浅埋隧道下穿既有桥梁墩台的施工位移量,以玉磨铁路段勐养隧道下穿思小高速桥梁为例,采用MIDAS有限元软件对该段地表注浆加固、隧道内超前加强支护措施进行模拟分析,得出不同控制措施下地表及桥梁墩台的位移变形量,并与施工期间的变形监控量测数据进行对比。结果表明：针对浅埋矿山法施工的隧道,采取地表注浆加固且隧道内进行超前加强支护相结合的控制措施,地表及桥梁墩台位移最小,反之位移最大,且地表注浆加固对地表位移控制效果优于洞内加强措施;浅层地表注浆加固对隧道内位移影响不大。     

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。     

类矩形盾构施工引起地下管线竖向位移计算方法研究

为研究类矩形盾构不同施工工况引起的土体沉降,基于随机介质理论推导得到不同工况下的深层土体沉降公式,建立能量变分法控制方程,得到4种典型工况下类矩形盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法。通过算例对比分析4种工况下管线竖向位移的分布规律,验证了结果的正确性,并分析了管线埋深、土质条件和管线材质对管线竖向位移的影响。研究结果表明:该研究方法计算所得管线的竖向位移呈现正态分布;旋转工况下管线竖向位移关于隧道中轴线呈不对称分布,管线竖向位移在盾构下沉侧比上浮侧变化快;土质条件和管线材质对管线的竖向位移有较大影响,管线埋深对管线竖向位移的影响则相对较小。     

马蹄形盾构施工引起的土体竖向位移计算研究

针对马蹄形盾构施工引起的土体变形,基于Mindlin位移解和随机介质理论,考虑不同因素对土体竖向位移的影响,提出了马蹄形盾构施工引起的土体竖向位移计算方式。研究结果表明,造成开挖面前方隆起的主要原因为马蹄形盾构施工的盾壳摩擦力;在取不同正面附加推力时,对隆起影响不同,表现为正面附加推力越大,隆起越明显;在土体损失率不同的工况下,土体损失引起的沉降量与土体损失率呈正相关。     

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。     

盾构隧道近距离下穿既有隧道的数值分析

通过对武汉市轨道交通3号线盾构隧道下穿2号线既有隧道工程实例的分析,结合类似地层工程经验提出了盾构隧道近距离下穿既有隧道的工程措施,并运用数值分析的方法,得到了盾构下穿过程中既有隧道的竖向位移与盾构机顶推力、土层加固、盾构机掘进位置的关系,验证了工程措施的可行性,提出了相关建议。     

明挖下穿隧道计算方法探讨

为缓解城市平交路口交通压力,平交路口中交通流量较大的方向常采用立交方式处理,通常立交方式有跨线高架桥和下穿隧道,由于修建高架桥会带来道路景观、行车视线、汽车噪声的问题,影响周边地块的商业价值和居住环境,现越来越多平交路口改造采用下穿隧道的形式。文章介绍明挖下穿隧道设计中不同计算方法的差异和适用性。对类似明挖下穿隧道的计算提供借鉴和参考。     

新建隧道下穿既有隧道的施工影响分析

以上海市西藏南路越江隧道为工程背景,采用数值模拟的方法,对新建越江隧道下穿既有隧道(M8线)施工引起的既有隧道及地表变形进行了分析,并对纵向加固既有隧道以减小其变形的效果进行了模拟计算。结果表明,新建隧道施工中须将地层损失率控制在1%以内,以减小对既有隧道及地表变形的影响;在隧道中心埋深较大的情况下,对既有隧道采取纵向加固措施以减小其变形的效果并不明显。     

隧道下穿施工引起既有隧道及地层变形预测的改进随机介质理论模型

新建隧道下穿既有隧道施工时，由于传统随机介质理论无法考虑既有隧道的影响，地层变形预测结果易出现较大误差。考虑隧道开挖后断面的非均匀收敛，基于随机介质理论与Peck公式两者关键参数之间的关系，对传统随机介质理论进行了简化和改进；应用隧道衬砌抗弯刚度等效及当层法，对非均质地层和既有隧道进行了等效处理，提出了隧道下穿施工引起的既有隧道及地层变形预测模型，结合相关典型工程验证了该理论模型的准确性。结果表明：与传统随机介质理论相比，预测模型对既有隧道及地层的变形预测曲线均呈“宽而浅”的特点，与数值计算及现场实测结果的关联度更大，具有更高的合理性和准确性，为隧道下穿施工引起的既有隧道及地层变形预测提供了理论依据。     

公路隧道下穿地铁区间隧道位移分析

公路隧道断面尺寸一般较大,其施工过程对上部已运营地铁区间隧道变形将产生一定的影响,该文结合重庆市某公路隧道下穿地铁区间隧道的工程实例,运用三维有限元数值分析方法,分析了不同施工步序对已运营地铁区间隧道变形的影响,为工程的实施提供咨询意见,对普遍性的地下隧道下穿地铁区间隧道工程具有一定的指导意义。该文从地铁区间隧道尚未实施状态作为起始步序,平顶山隧道二衬施工完成作为终止步序,实现了动态施工全过程的模拟。     

浅埋隧道下穿既有双桥微差减振爆破方法

大连地铁208标段,部分下穿魏台桥和西部大通道桥,影响里程为90 m。该区间为浅埋段且地质条件复杂,隧道拱顶距离桩基平均为2 m,最近处与桩基几乎贴合。采用非对称毫秒起爆的爆破方法,上部掏槽眼位布置在底下,以加大掏槽部位至桥桩距离和减小掏槽爆破对桩基的振动影响。扩槽眼和辅助眼采用左右交替布置,内圈眼和周边眼采用间隔布置,因爆破时差作用从而引起对桩底左右两侧产生不同的震波,达到对桩基更好的保护作用。采用非对称起爆方法的成功实践为以后类似工程提供了借鉴意义。     

小净距隧道下穿既有地铁车站施工方法研究

基于有限差分法计算程序FLAC3D模拟既有地铁车站下穿隧道三台阶法、CRD法、侧壁导洞法不同施工开挖过程对上部既有地铁车站影响研究,揭示了下穿隧道不同施工方法对既有车站的位移变化的影响差异。侧壁导洞施工方法的模拟结果与监测结果的规律性和数值均较为吻合,表明了模拟分析结果的可靠性。通过三台阶法施工、CRD法、侧壁导洞施工三种施工方式的对比分析发现,侧壁导洞法施工引起的洞底沉降值比前两者方法均要小。下穿段隧道采用侧壁导洞施工方法,对上部已有地铁车站隧道结构变形起到较好的控制效果。     

矿山法隧道下穿既有地铁线施工方法与关键技术

以深圳地铁10号线区间矿山法隧道下穿盾构隧道9号线为例,结合工程地质、水文特征和区间矿山法隧道与既有线位置关系研判,在总体施工方案和施工组织步序指导下,通过超前地质钻孔验证、注浆加固控制、管棚支护、弱爆破开挖和自动化监测技术综合运用,顺利实现了区间矿山法隧道下穿既有地铁线施工。     

新建隧道下穿既有高速公路施工技术

结合某公路隧道浅埋暗挖施工方案,对软土地区浅埋大断面隧道下穿既有高速公路的施工过程进行数值计算,通过分析围岩变形和受力状态评价施工方案的安全可靠性。计算结果证明双侧壁导坑法对控制围岩变形有较好效果,但临时支护拆除时轴力及弯矩较大,特别是拱脚和墙角位置应加强监控量测并采取必要的补强措施。