基坑开挖对下卧盾构隧道影响的数值分析

以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景,建立了基坑开挖对邻近盾构隧道衬砌内力影响的二维数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道衬砌内力的影响,研究结果表明:基坑开挖对下卧盾构隧道有较大影响,需在施工中加强对盾构隧道的监测与控制,基坑框架和内墙对于改善盾构隧道位移和内力有明显的作用。研究结论可为优化设计和施工提供了有益的参考。     

基坑开挖对邻近隧道纵向位移影响的计算方法

基坑开挖卸荷会对邻近隧道产生影响,因此有必要对隧道的变形进行预测,确保隧道正常运行.针对目前计算模型的分析方法未考虑基坑壁应力卸荷对隧道位移的影响,以及有限元分析过程较为复杂繁琐,提出采用Mindlin解计算基坑壁与坑底卸荷的附加应力.然后将隧道结构视为弹性地基无限长梁,将开挖引起的附加应力施加于隧道结构上,建立隧道结构纵向变形方程,从而得到隧道位移及内力的计算公式.最后,将计算方法与数值模拟算例、工程实测进行对比分析,计算结果与其较为吻合.     

杭州地区基坑开挖对邻近既有盾构隧道影响的统计分析

基坑施工对邻近建筑物的影响一直是研究的热点问题,而盾构隧道结构对变形更为敏感,开挖施工对既有隧道的变形影响问题值得重点关注。选取杭州地区17个既有地铁盾构隧道的基坑工程实例,研究开挖施工对隧道结构的变形影响,分析基坑与隧道的水平净距、相对高差、开挖深度等空间参数对隧道变形的影响。研究结果表明：基坑开挖的卸荷作用会引起邻近隧道结构的附加变形,且水平位移通常大于竖向位移;隧道的变形影响随着与基坑的水平净距增大而呈非线性递减;隧道的竖向位移随基坑开挖深度增加而线性增大,且不同开挖深度的敏感性不同。研究成果对类似地区的地铁隧道保护工作具有一定的参考意义。     

基坑开挖引起下卧盾构隧道隆起及控制研究

以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景,建立了基坑开挖对下卧盾构隧道影响的数值模型,根据不同施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中基坑开挖对盾构隧道的影响及变形控制措施的效果,研究结果可为优化设计和施工提供参考。     

复杂地质条件下超深岩质基坑开挖对公路、地铁隧道影响分析

复杂地质条件下超深岩质基坑开挖往往采用逆作法施工,在不同开挖阶段下支护结构及锚杆(索)应力发挥不同,基坑变形不同,对相邻隧道结构的影响不同,具有一个动态的演变过程。通过数值分析能预测岩质基坑逆作法分步施工时,基坑侧壁水平位移变化趋势、隧道结构应力变化情况及隧道位移发展状况。本文结合具体工程实例,分析了受缓倾岩层层面控制的超深岩质基坑支护设计方案及逆作法分步开挖对相邻地铁、公路隧道的影响,通过将理论分析、数值计算和现场试验、监测相结合的研究模式,得出了基坑开挖工况对地铁隧道位移、内力影响较明显,建筑物加载工况对公路隧道位移、内力影响较明显的结论。数值模拟结果与现场监测结果较为吻合,该项目可为以后类似工程问题的基坑设计及安全性评估提供参考。     

双线盾构长距离穿越深基坑底部对基坑围护侧移及内力的影响

海地铁10号线同济大学站-国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑,穿越距离为630m,隧道与下立交基坑围护净距约2.0 m,施工现场环境复杂,盾构施工可能导致下立交深基坑围护结构发生侧向位移并产生附加内力。采用三维数值方法,模拟分析在基坑底板浇筑与未浇筑等情况下盾构施工对基坑围护结构侧移及内力影响的规律。分析表明:在底板施工后进行盾构施工,盾构施工引起基坑开挖面以上的围护侧移量较少,但底部侧移量变化非常明显;随着围护结构插入深度的增大,盾构施工引起基坑围护底部的弯矩值有增加的趋势;在底板施工完成的情况下,双线盾构穿越下立交基坑将致靠近基坑底板位置处的弯矩值由正弯矩逐渐变为负弯矩。数值计算较好的指导了实际工程的施工。     

基坑开挖对邻近既有盾构隧道的影响分析

为研究基坑开挖对既有盾构隧道产生的影响,以某已建地铁周边基坑工程为背景,通过数值模拟的方法对开挖过程中隧道的位移和膨胀变形进行研究,并与现场监测数据进行了对比分析。结果表明:基坑开挖时,两平行隧道中距离基坑较近隧道的位移变形量大于较远隧道的位移变形量; 同一隧道同一监测线上距离基坑越近隧道监测点位移总变形量越大,且隧道整体朝向基坑方向偏移; 同一隧道的同一竖向截面上不同点的位移不同,靠近基坑一侧监测点位移数值大于背向基坑侧的位移数值; 隧道在整体隆起变形趋势下,存在“竖鸭蛋”变形趋势; 纵向隆起位移量随监测点呈抛物线分布并向两边逐渐减小; 数值模拟结果与现场监测结果基本一致,验证了模拟的正确性; 研究成果可为因地铁周边新建建筑引起地铁变形可能发生的危害做出预警,并提出相应防治措施,为待建地铁隧道项目的安全设计和施工提供参考。     

京杭大运河堤防加固工程对地铁隧道影响分析

以京杭大运河堤防加固工程为背景,采用Midas GTS有限元计算软件,对工程进行全过程的仿真模拟分析,研究填河围堰、基坑开挖及降水、后期闸体运营等主要工程活动对既有隧道交通结构的安全影响,进而对堤防加固施工过程提出合理建议。研究结果表明:工程在施工和使用阶段,会引起下部地铁盾构隧道产生一定的位移和变形,闸体使用阶段对既有盾构隧道的位移和变形影响最大;在河道回填阶段,相比初始状态,盾构管片结构的内力有一定增大,其余施工工况下,盾构管片结构的内力变化不大。依据变形、应力等控制指标,对最不利条件下管片位移、应力及曲率半径等参数进行安全影响评估,认为该工程条件下,基坑开挖对区间隧道影响较小。     

基坑施工对相邻地铁隧道变形影响分析

运用FLAC-3D软件建立三维数值分析模型,分析计算基坑开挖过程中对相邻地铁盾构隧道变形的影响。计算结果表明:基坑开挖过程中和开挖完成后,隧道变形未超过变形控制标准。基坑施工方案和工艺合理。     

基坑施工对隧道结构影响的数值模拟研究

关于复杂地层条件中基坑施工对地铁结构的影响及运营安全意义重大。以某一地铁建设工程为研究对象,通过有限元计算模拟的手段,展开基坑的开挖及桩基施工对隧道结构位移及力学性质的影响研究。指出在基坑下部桩基的加载过程中,隧道的应力应变变化较小,隧道底部应力变化最大,其顶部竖向位移最大,且两侧的水平位移最大。     

深大基坑施工对邻接地铁工程的影响分析

采用数值模拟手段对上海某深大基坑工程对紧邻地铁车站、区间隧道的影响进行了三维分析计算,重点分析了在基坑的开挖回筑过程中已建地铁车站、区间盾构隧道的动态位移变形。计算结果表明:车站结构、区间隧道的竖向位移、水平位移、差异变形等数值均较小,定性验证了所采用的技术措施的合理性。同时,计算结果也为基坑工程设计、施工方案的进一步优化提供了有益的参考。     

基坑开挖引起邻近盾构隧道转动与错台变形计算

基坑开挖会对邻近盾构隧道的变形产生显著影响。考虑基坑开挖时卸载在隧道轴线处产生的附加应力,建立了综合考虑剪切错台变形和刚体转动变形的隧道变形计算模型,结合最小势能原理推导出隧道的纵向变形量、环间错台量、环间转角和环间剪切力的计算公式。选取两组工程实例进行分析,将计算结果与实测数据进行比较。研究结果表明:邻近并平行于盾构隧道的基坑侧壁的卸荷效应对旁边隧道的影响最大;隧道水平位移最大值附近的管片基本不发生错台变形和刚体转动变形,环间剪切力值也很小;而在隧道水平位移曲线的反弯点处,隧道的剪切错台量、环间转角和环间剪切力值达到最大;在基坑开挖工况下,邻近隧道的水平位移变形模式以剪切错台为主,刚体转动为辅。     

天津西站北广场上穿工程对既有隧道结构的保护设计

天津西站北广场出租车入口通道位于地铁隧道的上方,基坑坑底距隧道顶的最小距离仅为4.8m,基坑开挖对该地铁隧道变形影响的分析与设计为该工程的关键。为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行了模拟,分析了施工过程中开挖卸荷对地铁隧道变形的影响,并提出了相应的保护措施。     

岩质基坑开挖对下方既有隧道变形影响分析

随着西部城市建设的发展,不可避免的出现在既有隧道上方进行基坑开挖施工的问题。由于岩体的开挖卸荷作用,基坑开挖对下方既有地铁隧道衬砌造成影响。本文结合重庆某综合交通换乘枢纽工程的岩质基坑施工全过程,采用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖进行模拟,结合实际工程监测,研究岩质地基条件下,基坑开挖对下方既有隧道的变形影响规律。结果表明:数值模拟可以实现施工全过程的动态开挖模拟,实际监测值与数值模拟趋势一致;岩质基坑开挖过程中,基坑开挖中心受岩体卸荷影响,衬砌位移更大,并对基坑边界处衬砌可能产生裂缝进行了初步探讨。     

软土地层临近地铁基坑施工影响控制研究

随着城市地铁沿线地下空间的持续开发,基坑施工对临近地铁变形影响控制越来越受到关注。以上海某邻近地铁的基坑工程为例,通过实测分析和数值计算的方法研究了基坑开挖和拆撑对临近隧道变形的影响,并对伺服系统控制临近隧道变形进行定量分析。结果表明：覆存于软土地层中的隧道对临近施工扰动非常敏感,尽管大区基坑与隧道间距超过2.5倍开挖深度,隧道变形仍超过了监护要求的控制值;大区地下结构施工时拆撑对隧道收敛变形影响超过开挖影响的50%;应力伺服支撑系统对控制临近隧道变形比较有效,适当的“负位移”可以对隧道变形产生有利效果。     

既有隧道在上覆基坑卸荷下的形变响应简化算法

基坑开挖将打破土体原有应力场,对下卧隧道产生不利影响。鉴于此,提出一计算既有隧道在上覆基坑卸荷影响下的形变响应简化计算法。首先,利用搁置于Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁来模拟既有隧道,分析中,采用可考虑隧道埋深影响的地基反力系数;其次,借助于Mindlin解给出基坑开挖所引起的隧道轴线位置处的土体自由位移;然后,再结合隧道-地基土的位移耦合条件建立起隧道的变形控制方程;最后,通过有限差分法给出基坑开挖引起的下卧既有隧道的纵向响应解答。通过与三维有限元和既有理论解的对比验证了所提方法的准确性和适用性。接着对不同因素对隧道形变响应的影响做了参数分析,包括:隧道埋深、基坑-隧道相对空间位置、基坑开挖深度、基坑几何形状、隧道-地基土的相对刚度等。在此基础之上,进一步提出下卧隧道在上覆基坑开挖卸荷影响下的最大竖向位移简化预测公式。上述研究结论可为类似工程提供一定理论支持。     

考虑空间效应的基坑开挖对邻近隧道影响分析

基坑开挖引起的围护结构变形将引起周边土体的卸荷,而土体卸荷将会对邻近隧道附加变形及内力产生不利影响。考虑围护结构变形的空间效应,建立了基于基坑侧壁位移影响的三维土压力卸载计算模型,并借助Mindlin解得到了基坑开挖卸荷在隧道轴线处引起的附加应力。考虑地基土体变形连续性,将隧道视为置于Pasternak地基的Euler-Bernoulli梁,得到了隧道附加变形的受力响应。将基坑开挖引起的附加荷载施加于邻近隧道,得到了考虑空间效应的基坑开挖诱发邻近隧道附加变形的理论计算方法。通过与已有案例的对比分析,验证了本文方法的可靠性。进一步分析了围护墙最大变形、隧道与基坑边距离及地基模量等因素的影响规律,结果表明：围护墙最大变形的增大会进一步增加隧道的变形及内力,而隧道与基坑边距离及地基模量的增加,则会减小隧道的附加变形及内力。     

呼和浩特市地铁与基坑十字交叉工序选择研究

针对呼和浩特市在建地铁隧道与地下通道的基坑十字交叉工况下的工序选择问题,通过有限元数值模拟方法分析了不同的工序选择下二者的相互影响规律并提出优化选择建议及安全措施。第一种工序选择在既有地铁隧道状况下进行上方的基坑开挖,分析施工过程对地铁衬砌的变形影响,结果表明基坑开挖会使隧道衬砌产生向上隆起变形,中间段变形幅度较大,且其相应的安全措施不易实施。第二种工序选择在既有基坑时进行地铁隧道的盾构开挖过程,分析施工期间基坑围护墙的变形规律。模拟结果表明该工序下的施工会使围护墙产生向下的位移并承受剪力,但对基坑及围护墙整体的影响不大,并且可以在此工序的基础上提出改进措施,在基坑底部灌注8 m混凝土后进行盾构开挖,围护墙最终沉降相比未改进减小了30%左右,证明该措施简单实用,在呼和浩特地市地下空间开发过程中出现的类似问题具有借鉴指导意义。     

基坑开挖对邻近地铁变形的实时监测与数值分析

基坑开挖会使临近隧道产生位移与不可忽视的自身结构变形,影响隧道的运行安全.论文借助有限元方法与现场自动监测,对基坑开挖对临近已建隧道的影响展开研究,采用数值模型对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁隧道的影响.分析表明基坑开挖对隧道不仅产生了纵向上的沉降,也使隧道结构本身产生了一定的横向变形,现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律.可以为以后的工程提供参考.     

地铁隧道上方下沉式广场深基坑施工技术

杭州金沙湖绿轴下沉式广场基坑面积大,深度深,位于已建成的地铁1号线盾构区间上方,坑底距盾构管片距离近,设计采用"门"字形三轴搅拌桩全断面套打形式对地铁隧道外围进行加固保护,利用数值分析模拟土体分块卸荷,采用施工信息化手段严格按隧道管片位移监测情况,结合分区分段跳槽开挖的方法进行施工,有效地解决了基坑施工对下卧地铁隧道的影响,确保了地铁安全。