临近地铁隧道的软土深基坑开挖三维数值模拟

针对地铁临近区域的工程活动对隧道产生的影响,以杭州某临近地铁隧道的软土深基坑工程为例,采用有限元方法建立了三维数值模型,分析了基坑开挖引起的土体变形及对临近地铁隧道的影响,并对不加固和坑底加固+槽壁加固2种方案进行对比分析。分析结果表明,未加固时基坑开挖引起的隧道最大水平变形为8.7mm,影响隧道正常运营与安全,需增加控制措施;坑底加固及槽壁加固能明显控制基坑开挖对地铁隧道的影响,在B基坑开挖步最为明显;地铁车站围护结构以及基底抗拔桩对车站结构变形的影响有一定抑制作用,基坑开挖引起地铁车站的变形远小于控制标准和隧道变形;在基坑支撑位置处,隧道变形较小,实际施工中要保证支撑刚度,及时架设支撑,并保证先支撑再开挖,充分利用基坑的时空效应。该研究为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

临近地铁深大基坑支护技术的探析

地铁隧道内设备众多,空间狭窄,列车运行速度快,对地铁线路的变形有严格要求.当地铁周边有深大基坑工程时,必然会引起地铁隧道、车站产生不均匀沉降和水平位移,从而对地铁正常运营产生影响.以紧临深圳地铁2号线的某基坑工程为例,在基坑设计中,为了避免基坑开挖对临近地铁的正常运行产生影响,开展了变形影响因素分析,确定了关键风险点,采取了有针对性的支护结构型式与施工开挖方法.设计计算与施工监测结果表明:临近的地铁线路、车站的变形控制值均在规范允许范围内.     

深基坑开挖降水引起地铁隧道沉降的分析预测

地铁是对变形要求极为严格的建筑,在紧邻已运营的地铁处开挖的深基坑对地铁以及周围建筑产生的影响的分析预测显得尤为重要。通过理论计算结果和实际监测结果反分析对比得出针对本工程的沉降修正系数。选取不同工况,对基坑开挖结束后的大型工程桩降水开挖对地铁结构的影响进行了预测,提出了在工程的后续施工中应采取的措施。所述方法对本工程的施工和分析类似工程有参考价值。     

临近地铁车站软土基坑施工方案分析与研究

以某临近地铁车站的软土基坑工程为背景,运用二维有限元方法动态模拟基坑开挖过程,分析不同施工方案下土体变形及围护结构位移规律.得出如下结论:民建基坑和车站基坑同步开挖,土体及围护结构变形很大,远大于一级基坑的变形控制标准,风险较大;同步开挖中,两个基坑第二、三层土体及车站基坑的第六层土体开挖引起的土体变形大于其他施工步;基坑围护结构变形计算值与类似工程中围护结构变形监测值相近;民建基坑先于车站开挖,民建基坑拆撑、施工内部结构楼板,对地铁基坑的影响较小,变形可控.     

西安地铁运动公园站深基坑变形规律现场监测研究

以降低城市地铁车站深基坑开挖对周围环境影响,保障地铁工程施工安全为目的,该研究依托西安市地铁二号线运动公园车站深基坑施工,对施工过程中钢支撑轴力、桩身水平位移、基坑周围地表沉降进行了现场监测,分析了工程开挖前后一段时期内基坑变形规律.研究结果表明:围护桩变形的最大部位在距桩顶2/3的基坑开挖深度处;距基坑长边10m左右地表变形随着基坑开挖深度增加,基坑开挖初期变形速率较大,随着开挖深度的增加,速率逐渐减小;钢支撑能够有效地限制围护桩的水平位移,随着基坑开挖深度和钢支撑的增加,钢支撑的轴力随之增大,最后随时间内力趋于稳定.     

不同施工阶段上覆工程对浅埋地铁结构安全的影响

软弱土层的承载力和稳定性较差,外部环境对浅埋于此类地基中的地铁隧道结构影响较大。为避免临近工程的施工对地铁隧道的结构安全及正常使用造成不利影响,需要分析地铁结构的变形并对其进行控制。以实际工程为例,探究软弱地基上临近工程施工全周期对地铁隧道变形的影响,对隧道在工程全周期的各个施工阶段下的变形进行数值模拟,采用自动化监测系统在施工全周期内对区间地铁沿线进行实时监测,并评估现场支护形式及施工组织措施对于地铁变形控制的作用及各阶段下变形的发展规律。结果表明：现场所采用的搅拌桩加旋挖桩的支护形式及沿中轴线方向分批次跳仓开挖基坑的施工控制措施能够有效地控制软弱地基浅埋隧道的侧向变形和沉降;隧道两侧对称施工,能够降低隧道20%～30%的侧向位移;隧道变形的发展主要集中在地下室开挖及侧墙回填两个阶段。     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站—康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明:在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段; 单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18.89 mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36.4 mm; 已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大; 双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和; 单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8.4～9.3 m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16.2～17.5 m; 隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0.435～0.467,单线隧道开挖后的地层损失率为0.765%～1.324%,双线隧道开挖后的地层损失率为1.231%～2.200%。     

解析法研究盾构法隧道施工引起的地表变形

作为隧道施工的一种新工艺,盾构法已成为近年来城市地铁施工所采取的主要手段.同时,对盾构法隧道施工引起土层变形的预测和控制也成为城市环境土工学的一个重要研究课题.在对以往计算盾构施工变形的解析方法进行总结的基础上,采用椭圆形地层损失模型并利用Verruijt和Booker公式提出新的解析公式,得到预测盾构隧道开挖所引起的不排水条件下地表沉降槽解析公式.然后通过工程实例进行验证,结果表明该公式很好地修正Verruijt和Booker解析公式沉降槽宽度过大的不足,研究成果是可信的,能够比较准确地预测盾构法施工引起的地表变形.     

南宁地铁深基坑开挖风险影响技术研究

临近地铁轨道的深基坑受开挖影响而产生位移和变形,这将影响到轨道交通的运营安全.以南宁地铁某深基坑为背景,结合数值模拟等分析手段,通过建立三维模型,预测基坑的开挖对地铁联络线区间造成的影响以及危害,从而为指导基坑工程的设计、施工以及施工过程中的加固和监测提供参考.结果表明,深基坑大规模开挖情况下,产生的卸荷效应明显,会对已经运营的地铁区间产生一定的影响,引起隧道的水平与竖向变形,但在采取有针对性的支撑方案的情况下,可以将变形降低至安全限值以下.     

基坑开挖对下卧既有地铁隧道变形规律研究

研究基坑工程下卧既有地铁隧道的变形规律,可以为基坑安全施工、控制隧道变形、提高隧道运营的安全稳定提供参考依据。文章依托青岛梅岭东路地下通道工程,基于Mindlin解与弹性地基梁理论,推导了基坑工程开挖时隧道附加应力与变形量的计算公式,并采用有限差分软件,模拟基坑工程开挖对下卧既有地铁隧道的变形影响,对比分析了地表沉降和地层竖向变形的理论、实测和数值结果。结果表明：基坑开挖时,距钻孔灌注桩<20 m,围护桩后地表沉降与测点距围护桩距离成正相关;隧道衬砌结构竖向和水平位移分别与基坑开挖深度成正相关,至基坑开挖完成后,其竖向和水平最大位移分别为9.35和2.15 mm。     

基坑开挖对下方近距离隧道的保护

随着城市建设的高速发展,出现了不少在地铁隧道上方的基坑开挖,特别是相互间距离很小的情况,如何采取有效措施控制隧道的变形,是值得摸索和研究的课题.在已经完工的上海东方路下立交过程中,依靠有针对性的设计和施工措施,使距其基坑底下3 m的地铁2号线隧道得到了很好的保护.通过对这些工程措施的总结和分析,并对比基坑开挖过程中的"横向"时空效应,将施工中采取的这些措施很大程度上归结为基坑开挖"纵向"时空效应的体现.实践证明,通过充分发挥基坑开挖时的"纵向"时空效应,能有效控制基坑的"纵向"的变形.同时,文章中总结的工程措施对以后的类似工程起到相当的指导作用.     

极浅埋富水砂层地铁横通道注浆加固与开挖稳定性

针对极浅埋富水砂层地铁隧道横通道可能出现的施工安全问题,采用室内实验、理论分析及数值模拟的方法,对隧道进行注浆加固试验及开挖工法的优选,提出一套适用于浅埋富水砂层横通道的注浆加固工艺及开挖工法。认为注浆加固可有效提高砂层的物理力学参数和土体力学性能;支护时间越迟,围岩变形越大,预加固可有效提高围岩的物理力学参数,降低围岩变形,改善地层的应力—应变关系;对台阶法与CRD(交叉中隔墙法)法开挖后拱顶沉降、应力及塑性区分布特征进行了对比分析,通过现场开挖监测量控与数值分析的对比,验证了该工艺的可行性,该研究可为类似工程提供一定的借鉴和指导作用。     

某邻近地铁隧道深基坑施工监测分析

基坑开挖中的土体卸荷效应会引起支护结构及周围地层的变位,从而对周边环境产生不利影响.对某邻近地铁区间隧道的深基坑施工进行了全过程跟踪监测,及时反映不同工况下基坑围护结构变形、支撑轴力及立柱回弹的变化特征,分析了基坑施工对周边环境特别是对邻近地铁隧道的影响.监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖阶段,开挖至坑底后变形趋于稳定;围护结构变形与支撑轴力具有关联性,围护结构的侧向变形越大,相应位置支撑的轴力也越大;坑底土体卸荷隆起带动立柱回弹,基坑中部回弹较大,基坑边角和施工栈桥附近回弹较小;开挖卸荷引起基坑附近一定范围内地表沉降和深层土体隆起,带动相邻地铁隧道上抬;基坑施工对邻近地铁隧道竖向变形的影响比对水平变形的影响更明显.     

SMW工法设计与施工关键技术难点研究

南京地铁工程地下二层车站基坑的开挖深度一般为15—17米,大大超出了国内以往用SMW工法施工的基坑工程,可以借鉴的成功经验较少.为解决SMW工法在南京地铁软土深大基坑中的关键技术问题,通过采用室内试验、现场实测及数值分析等多种方法对型钢——水泥土组合结构工作机理进行综合研究,提出了SMW工法应用于基坑工程的设计理论和计算方法.SMW工法在南京地铁一、二号线工程中的成功实践,创造了SMW工法在我国深基坑工程应用中开挖最深的记录.     

深基坑工程支护结构变形的时空效应

深基坑工程中支护结构的变形规律具有一定的时空效应．以天津站交通枢纽工程的深基坑工程作为研究背景,在对现场实浸4数据分析的基础上,建立了墙段开挖模型,以不同的开挖顺序和不同的开挖单元划分方式对基坑开挖进行数值模拟分析．研究表明：地下连续墙墙体变形的大小不仅取决于基坑开挖的顺序,也与开挖单元的划分有关,在开挖顺序相同的情况下,开挖单元越多,墙体变形越小．     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.     

基坑开挖对临近基坑地铁高架结构变形的影响

以苏南地区临近城市轨道交通结构的基坑工程为例,通过三维有限元模拟施工过程,反演适宜模拟该基坑施工过程的计算参数,并在此基础上研究不同开挖距离、基坑规模、开挖深度、基坑数量和施工工序的基坑施工对临近地铁高架结构的影响。结果表明：基坑与结构水平间距小于2H（H为基坑深度）时,结构横向变形发展大于竖向,水平间距为1H时,桥墩水平位移和沉降达到最大;地铁高架桥桥墩附加变形伴随着基坑宽度的增大而迅速增大,当基坑宽度大于8H时,影响迅速减小;基坑开挖深度对基坑中线4H范围内的桥墩影响最大,尤其是开挖深度超过10 m后;多个基坑施工引起的结构变形表现出明显的非线性叠加效应;多基坑施工工序对结构总变形略有影响。     

异质软硬复合地层地铁车站穿越富水断层施工响应与控制

针对异质软硬复合地层地铁车站穿越断层施工变形控制难题,对断层影响下地铁车站开挖过程中围岩力学响应进行研究,探讨不同加固方案下车站围岩变形演化规律,为复杂条件下地铁车站穿越断层施工提供理论指导。以某地铁车站穿越富水断层破碎带为背景,通过室内实验确定特殊地层围岩物理力学性质及破坏特征,结合BQ围岩分级方法确定围岩等级;在此基础上采用有限差分数值模拟软件,对比研究有无地下水影响下地铁车站开挖后围岩应力及沉降变形分布特征,采用控制变量方法研究临时支撑与注浆加固对车站围岩整体稳定性的影响,进而确定合理的施工控制方案。研究结果表明：有无地下水对于异质软硬交叉地层的围岩物理力学特性影响明显,而侵入的辉绿岩尤甚,极易产生沿节理面的剪切滑移破坏;地下水影响下车站拱顶最大沉降值为6.5mm,较之无地下水条件下增大30%;辉绿岩部分（车站右部）最大拉应力为1.62MPa,远大于其极限抗拉强度1.25MPa,故无注浆加固条件下辉绿岩侧可能产生大范围破坏;全断面注浆降低了地下水对围岩变形的影响效果显著,以65°断层为界,断层倾角越小,全断面注浆宽度应越大;基于分析结果,提出全断面注浆+临时支撑+小进尺的过断层车站安全施工方案,监测结果表明应用效果良好。     

西安地铁车站深基坑工程变形特性研究

为确定西安地铁车站深基坑的变形特性,收集了18个地铁车站深基坑变形的实测数据,根据实测数据,对深基坑开挖引起的支护结构侧向位移和地表沉降的变形规律进行了统计研究,并将研究结果与其他地区的基坑工程进行比较。结果表明:基坑支护结构侧移曲线形状为"鼓胀形",最大侧移点深度均位于开挖面以上;最大侧移值在0.03%H～0.12%H(H为开挖深度)之间,其值随插入比的增大而减小;地表沉降曲线呈"凹槽形",最大地表沉降位置出现在0.51H处;最大地表沉降约为0.06%H,增大插入比对其值的影响并不显著;最大地表沉降随着最大侧移的增大而增大,且其比值约等于1.10。该研究成果可为西安市类似深基坑工程的变形预测、设计和施工提供参考。