双连拱隧道下穿既有地铁结构预加固方案及开挖工法比选研究

以暗挖双连拱隧道近距离下穿西安地铁５号线文教园—张旺渠区间既有地铁结构的特殊工况为背景，采用有限元软件ＭＩＤＡＳＧＴＳＮＸ建立三维数值模型，并对大跨度双连拱隧道近距离下穿地铁Ｕ型槽的预加固工法和开挖工法进行了比选研究，最终确定出双连拱隧道的最佳施工方案。具体为:（１）开挖工法:采用双侧壁导坑法对双连拱隧道左右导洞开挖，能控制隧道左洞拱顶最终沉降值为１０．４７ｍｍ，右洞拱顶最终沉降值为１０．３ｍｍ；（２）预加固方案:采用管幕旋喷桩组合加固方案使拱顶沉降减小７８．２％，能将轨道板最大沉降控制为０．３４ｍｍ，且掌子面水平位移峰值控制在１．５ｍｍ。此研究成果为本隧道的设计与开挖提供了理论依据，并可为之后类似工程提供参考。     

ＴＢＭ隧道下穿市政桥梁施工变形规律研究

针对ＴＢＭ不同角度下穿既有结构,对既有结构产生的扰动问题,依托青岛地铁１号线海泊桥站到小村庄站区间ＴＢＭ隧道下穿市政桥梁工程,利用ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟分析软件与现场施工监测相结合的方法,建立相应的三维地质力学模型,研究双线ＴＢＭ隧道施工对既有桥梁结构的受力特征与变形规律,揭示ＴＢＭ隧道下穿市政桥梁施工变形规律。计算结果表明:ＴＢＭ下穿会导致既有桥面板向上隆起,左线隧道开挖引起的桥面板隆起值要远远大于右线开挖;当左线隧道开挖到桥梁跨中时,桥头与桥尾隆起量最大,最大值约４．６３ｍｍ;新建隧道下穿既有结构尽量采用小角度下穿,避免既有结构发生大变形。     

海域人工岛填筑及地下互通隧道施工对邻近桥梁桩基影响研究

针对深中通道东人工岛下穿广深沿江高速桥梁工程建设过程出现堆载开挖问题,为了保障临近桥梁安全运营,考虑土体硬化特性,重点研究了海域分层填筑及桥桩保护措施,以及人工岛隧道基坑下穿及并行既有桥梁桩基两类典型不利工况,分析了依托工程筑岛后互通隧道施工过程与桥梁结构之间的相互影响,提出了分层分块填土、钢板桩加固、旋喷桩加固等措施要点,以及隧道下穿和并行时基坑设计关键技术。结果表明:横桥向两侧分层交替填筑有利于降低对桥梁桩基的影响;钢板桩内先填土方案可降低桩身弯矩50%左右;支护桩从嵌入强风化岩至嵌入中风化岩过程,临近桩基变形可降低30%左右;采取针对性的桥桩保护措施可控制各种不利工况下桩身变形及裂缝在设计规范要求范围内,并保障邻近广深沿江高速桥梁正常运营安全。研究成果可为类似海域明筑地下互通设计与施工安全提供有益的参考。     

盾构隧道施工对侧穿桥梁桩基影响的数值分析

正随着盾构施工技术的不断完善,盾构法在地下铁道施工中得到广泛应用。在地铁选线时,通常的做法是依路选线,这大大增大了与城市桥梁交汇的概率,因此,对于地铁区间隧道施工对桥梁桩基影响的研究具有十分重要的意义。本文以中国水电十三局在深圳地铁7号线珠光站~龙井站区间隧道施工为依托,利用有限元分析软件MIDAS GTS NX对隧道侧穿南坪快速路桥段进行数值模拟分析,对地面沉降及桩基位移进行了预测。     

地铁隧道近距离下穿既有地铁站变形 规律和安全控制研究

以深圳地铁7号线实际施工为背景,重点研究地铁区间隧道近距离下穿既有地铁站的安全控 制技术,用数值计算分析模拟实际工程近况,并根据工程地质情况,对照监测数据分析结果,提出全断面 注浆的时空效应下,应注意注浆加固区域隆起,及时对施工过程进行调整,保证注浆过程中的施工安全。     

新建隧道正交下穿既有隧道间距影响分析

随着我国城市地下交通轨道的不断完善,在新建地下交通路线中会遇到越来越多的既有结构物,且形式会越来越繁杂,新建隧道近距离下穿既有隧道就是最常见的结构形式之一。针对新建隧道正交下穿既有隧道,利用MIDAS GTS-NX和FLAC3D软件对不同间距条件下的下穿隧道进行数值模拟。在此基础上,分析新建下穿隧道正交既有隧道施工间距的影响,确保新建与既有隧道的施工安全和运营安全。     

黄土地层盾构隧道长距离下穿湖泊安全性研究

为评价盾构隧道下穿湖泊的施工安全性，依托西安地铁 8号线曲江池西路—曲江池寒窑区间工程，采用多物理场耦合软件建立黄土地层盾构隧道下穿曲江池的隧道开挖模型，并选取四种典型工况从盾构开挖面稳定性、盾构施工地表沉降以及盾构管片结构安全性三个方面进行分析。研究结果表明:随着盾构隧道开挖，围岩塑性区范围逐渐增大呈现“水平椭圆”状，且四种典型工况下未出现贯通盾构开挖面与地表以及贯通左线与右线围岩的塑性区，即盾构施工过程中开挖面相对稳定；四种典型开挖工况下的施工地表沉降量最大值为 20．42ｍｍ，出现于隧道线正上方地表，满足规范要求；管片结构的最大主应力与最大剪应力数值较小，均出现于隧道前半段的拱腰处，盾构管片受力相对安全。研究成果对于保证盾构下穿湖泊安全施工具有重要工程意义，也可为类似工程的建设和运营提供借鉴和参考。     

盾构隧道下穿铁路群的路基加固及沉降分析

以福州地铁二号线(上洋站—鼓山站区间)为依托工程,盾构隧道下穿段要求施工对铁路两轨造成的沉降差异应控制在5 mm以内,因此有必要通过建立三维有限元模型对盾构隧道下穿引起的铁路路基沉降进行数值分析。通过MIDAS/GTS有限元软件建立数值模型对下穿工况进行模拟,研究总结了铁路轨道走向以及隧道掘进方向地表沉降的规律。数值模拟结果表明,在对地铁下穿段范围内的土体采取注浆加固措施后,盾构隧道施工对既有铁路路基造成的不均匀沉降可以得到有效的控制;同时,计算得到的管片注浆参数及盾构机内土舱压力为相似盾构隧道下穿工程的设计、施工提供了重要的参考依据。     

基于既有线平顺性浅埋暗挖隧道地面沉降控制标准

以西安地铁4号线下穿西安铁路站场咽喉区为例,从隧道施工引起的地层变位的一般规律出发,根据隧道施工地面沉降经典Peck法,基于既有线的平顺性,依据规范规定的既有线路的允许偏差值,应用数学力学的基本分析方法,分析了隧道施工对既有线路的影响及浅埋暗挖隧道施工对铁路站场的路线影响,系统地建立浅埋暗挖隧道施工地表沉降控制标准,为地铁隧道工程的资金投入和施工方案、加固方案的选取提供依据。     

关林子公路隧道下穿既有道路施工风险评估

山岭隧道下穿既有道路时,不确定因素多,在施工过程中易发生安全风险事件。为降低和控制施工风险,有必要对下穿既有道路施工风险进行评估。以新建的关林子公路隧道下穿既有公路为工程背景,参考风险管理方法,采用专家调查法和层次分析法对工程施工阶段风险进行辨识、分析、评价,得到掌子面失稳为最大施工风险,围岩条件和支护参数对施工风险影响最大。根据得出的风险评估结果,提出严格控制爆破尺寸,加强监控量测等风险控制措施,为关林子隧道安全施工提供保障。     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂。采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究。选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引起的地层及既有隧道的纵向位移变化规律。研究成果可为盾构近距离施工控制措施提供参考。     

新建隧道下穿既有公路的结构安全性分析

以乌岩山隧道下穿甬台温高速公路为例,采用连续介质模型对隧道近距离下穿公路过程进行有限元计算分析,探讨了施工过程中新建隧道下穿既有公路的结构受力状况以及隧道初期支护的安全性, 结果表明:初期支护拱墙部位强度满足要求,而墙脚部位偏薄弱。     

近距离上穿既有地铁施工机理与变形控制研究

以某新建地铁隧道近距离上穿既有地铁线施工工程为研究背景,为研究新建隧道上穿既有隧道施工产生的影响和变形控制,采用FLAC~(3D)对隧道模型进行数值模拟分析。数值模拟计算结果表明:上穿施工对既有隧道的变形影响范围主要集中在-2.5D～2.5D(D为新建隧道的外径)范围内;新建隧道上穿施工引起的既有隧道正应力变化量主要集中在既有隧道衬砌拱底两侧,范围约为-45°～45°,新建隧道上穿施工引起的既有隧道拱底轴力变化量要远大于拱顶轴力变化量,既有隧道拱底轴力变化量随着新建隧道的开挖逐渐增大,而既有隧道拱底轴力变化量随着新建隧道的开挖逐渐减小。其结果能够为近距离上穿既有运营地铁的设计和施工提供一定的科学依据。     

岩石地层小净距曲线隧道斜下穿高铁风险分析

采用三维有限元计算方法,研究大连地铁５号线区间下穿丹大高铁明挖扩大基础桥梁风险情况,模拟盾构施工全过程,对高铁桥梁基础、墩台、轨道沉降、倾斜规律进行预测分析,计算结果显示岩石地层小净距斜交曲线隧道下穿高铁通过控制盾构掘进参数可保障高铁墩台沉降小于０．３ｍｍ、轨道高低不平顺值小于４ｍｍ要求。结合现场施工情况提出了通过建立试验段,收集掘进参数,优化调整盾构土仓压力、推力、转速等措施,实现安全顺利下穿,确保了铁路运营安全。     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多.盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂.采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究.选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引...     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

地铁暗挖双连拱隧道下穿既有铁路施工影响分析

西安地铁五号线区间隧道需要下穿既有西康铁路,为确保施工期间铁路的安全运营,在充分进 行线路条件、开挖断面、施工工法等方面比选的基础上拟定了设计方案,提出了辅助工程措施,并采用有 限元程序对地铁双连拱暗挖隧道下穿既有铁路施工过程进行了数值分析。分析结果表明采用大管棚和 小导管注浆超前支护作用下,隧道采用中洞法开挖,并设置临时仰拱的设计方案能有效控制地层及铁路 路基的沉降变形,既有铁路的变形值满足相关保护标准的要求,地铁隧道施工不会影响既有铁路的正常 安全运营。     

盾构下穿复杂区间隧道数值模拟及施工关键技术研究

在城市地铁网的建设过程中,经常出现盾构隧道下穿建筑物、小半径曲线及浅覆土等工程施工重难点。为确保盾构机在推进过程中的不间断运行和沿线风险源的安全,结合天津地铁1号线双林站—李楼站盾构区间的施工实践,针对风险源的特点,提出了盾构始发与接收端头加固方案、区间隧道盾构掘进施工方案等详细措施,并运用MIDAS/GTS有限元软件建立了盾构区间—土体—既有上地站的协同作用整体模型,模拟了盾构区间施工过程,得出协同作用整体模型下既有上地站站房及其独立基础应力及位移变化规律,保证盾构隧道下穿过程中各项风险源的安全。研究成果可为今后类似工程提供借鉴和参考。     

软流塑地层盾构交叠隧道控制措施研究

为研究在软流塑地层进行盾构交叠施工过程中隧道过度沉降以及突然失稳的控制措施。以南京地铁5号线三山街站—朝天宫站区间隧道交叠1号线工程为依托,使用数值模拟的方法,基于软流塑地层盾构施工难点以及盾构交叠施工对地表与既有隧道影响机理,根据控制手段与对象的不同,分别提出三种预加固措施：(1)内张钢圈法+洞内微扰动注浆+二次注浆加固(2)双层管棚+水泥土搅拌桩+袖阀管注浆加固(3)MJS工法加固,对其控制效果进行了对比分析,研究结果表明：三种控制措施的地表最大沉降值分别为5.11 mm、5.63 mm、8.38 mm,既有隧道最大沉降值分别为4.01 mm、6.67 mm、8.39 mm,方案(1)满足交叠工程沉降控制值;最后,结合最优比选方案的盾构交叠施工现场监测数据,进一步研究分析了盾构交叠施工对地表以及既有隧道的实际影响规律,对加固措施的控制效果进行了验证分析,得出了在施工过程中隧道的主要沉降区段和有效的控制措施,为此类研究提供依据,也为工程施工提供参考。     

施工工法对下穿公路隧道的影响探究

施工工法对下穿既有公路的隧道工程能否顺利施作起决定性作用。为探究施工工法对下穿公 路隧道的影响作用，基于ＡＢＡＱＵＳ平台有效模拟了采用上下台阶法、ＣＤ法和ＣＲＤ法三种工法时隧道围 岩的应力、变位规律及地表沉降特征。结果表明:采用ＣＲＤ法施工时，拱顶沉降为5ｃｍ，底部隆起为6 ｃｍ，围岩变形控制效果较上下台阶法和ＣＤ法好；右幅隧道施工时左幅隧道围岩位移基本保持不变，左 右幅隧道施工相互影响不大；隧道开挖对上方既有公路有影响，采用上下台阶法时地表最大沉降为5．80 ｃｍ，ＣＤ法为2．70ｃｍ，ＣＲＤ法为2．65ｃｍ。