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。     

地铁盾构隧道近距离下穿既有铁路隧道安全性分析

针对南宁地铁4号线盾构隧道近下穿既有南环线铁路隧道工程,采用三维有限元数值计算方法,分析了新建盾构隧道近距离下穿施工对地表和既有隧道结构及轨道的影响。数值计算结果表明,通过对下穿段一定范围内的盾构周边土体进行注浆加固可以有效控制盾构隧道施工对地表和上方铁路隧道的影响,能够将地表沉降、既有隧道衬砌变形及结构安全、轨道变形控制在安全范围内,为工程施工提供重要参考依据。     

软土地区盾构区间下穿既有线工程专项监测分析

通过对软土地区新建轨道交通隧道下穿某既有线工程施工监测过程及相关数据的详细分析研究,发现受盾构施工影响既有线结构竖向位移变化规律与土体地表竖向位移变化规律相似,地表、既有隧道结构施工后沉降变形量显著大于推进过程中变形量,表明盾构穿越对既有线的风险影响范围主要在隧道投影区域.同时,研究分析上述结果产生的可能原因,并针对控...     

地铁盾构隧道穿越大直径越江隧道的影响分析

新建盾构隧道近距离穿越既有隧道时,会对既有隧道结构产生影响。针对地铁盾构隧道下穿大直径越江隧道,在充分考虑衬砌的横观各向同性性质、盾构施工开挖面的支撑力、同步注浆压力、扰动层厚度等因素的基础上,应用三维有限元数值方法,研究了新建盾构隧道施工引起既有越江隧道的变形以及内力的变化规律,同时获得了越江隧道的影响范围。研究结果表明,越江隧道的最大沉降及侧移发生在对称面上,并且对侧移的影响较小;越江隧道经历了加载、卸载、再加载的过程;影响范围集中在垂直于越江隧道轴线方向盾构穿越前2D、穿越后2D的范围内。     

盾构近接施工对既有隧道影响参数分析及近接度分区研究

隧道下穿既有隧道近接施工将会使土体原有应力释放,引起既有隧道附加应力,分析不同影响因素对既有隧道结构的影响至关重要.本文通过FLAC3D反转应力释放法模拟盾构施工对地层的扰动,建立盾构下穿既有隧道三维模型,对盾构施工参数进行精细模拟,分析各主要因素对既有隧道应力增量与变形产生的影响.随着中间地层弹性模量的增大与土舱压力...     

基于PFC的盾构穿越既有隧道稳定性分析

新建隧道近距离穿越既有地铁隧道时,不但会诱发地表沉降,并且对既有地铁隧道也将产生不利影响。针对盾构近距离下穿既有隧道施工,构建二维颗粒流数值模型,研究新建盾构隧道近距离下穿既有隧道开挖面破坏形态、支护力与开挖位移关系、纵向地表变形及既有隧道周围土压力分布模式。研究表明:盾构开挖面支护压力随着开挖面位移的增加呈现先增加后减小的趋势,由于既有隧道的存在,开挖面逐渐远离既有隧道时,盾构开挖面支护压力较开挖面逐渐接近既有隧道时大。最大地表纵向沉降值出现在距离既有隧道中心2D范围内,随着盾构推进,新建隧道管片上方土压力表现为平缓增加的趋势,当远离既有隧道时,隧道上方水平土压力整体逐渐增加,盾构开挖面前方区域沿深度方向的土压力呈显著的非线性分布。研究成果可为今后此类施工提供理论依据和指导。     

盾构隧道小角度斜下穿既有地铁构筑物变形分析

为了探讨新建隧道的施工对既有隧道运营产生的影响,以西安地铁1号线二期工程段工程张后区间斜下穿既有出入为背景,分析了新建盾构隧道斜交下穿施工对既有隧道结构的影响,得到了既有隧道结构变形规律。监测结果表明:既有道床沉降沿整条测线呈现出典型的"沉降槽",沉降峰值位于2条隧道的交叉截面处;既有隧道发生了整体沉降,变形以竖向沉降为主,水平位移远小于竖向位移。     

新建盾构隧道施工对近接平行隧道的影响分析

针对软土地层中浅埋大直径盾构隧道施工对既有近距离平行隧道的影响,以上海人民路越江隧道工程为背景,采用三维有限差分数值分析方法对南线隧道施工引起北线隧道的变形和洞周土压力的变化规律进行了研究。数值模拟结果表明新建隧道施工会使既有隧道侧向受压,引起既有隧道拱腰部位产生较大的压缩变形,拱顶及仰拱部位产生较大的张拉变形。新建隧道掘进过程中,既有隧道周围土压力经历增加、减小和趋于稳定三个状态。将数值计算结果与现场实测资料进行对比分析,表明计算值与实测值基本一致。此外,数值计算还有效弥补了现场实测在土体位移分布和土体塑性区形成方面的不足,计算结果表明受新建隧道施工影响,既有隧道周围地层位移和塑性区范围都有增加。研究结果可以为浅埋大直径近距离越江盾构隧道的设计和施工提供参考。     

基于土体损失的超大直径盾构穿越施工影响数值分析

结合某超大直径盾构下穿地铁区间隧道的工程实际,通过基于不同土体损失和不同位移边界条件的数值模拟方法,对超大直径盾构下穿地铁区间隧道施工展开了深入的分析和研究。研究表明:以BC-3位移边界条件计算得到的结果较为保守,且既有区间隧道的存在,在一定程度上可以抑制地表沉降的产生。结论:对于超大直径盾构,土体损失率宜控制在0.1%之内,以保证将其施工对上方既有隧道的影响减至最小。     

盾构下穿北京地下国铁直径线分阶段变形响应分析

盾构穿越既有隧道的施工风险控制一直是城市地铁建设面临的难题也是研究的热点。针对盾构下穿既有大直径隧道工程施工风险控制难题,以北京地铁8号线王府井站—前门站区间盾构下穿国铁直径线为工程背景,建立了三维数值模型,采用FLAC3D有限元差分软件进行计算,并将既有隧道的变形分为5个阶段,对每个阶段的沉降影响进行了评估,最后将模拟数据与实测数据进行对比分析,以此验证该模型的有效性。研究结果表明:不同下穿阶段中,阶段3对既有隧道变形影响最为显著,受刀盘开挖、盾体通过、盾尾脱出三重因素的影响,该阶段内既有隧道的沉降占比最大;竖直方向上,既有隧道拱顶呈“V”型沉降槽,拱底呈“W”型沉降槽;水平方向上,下穿段正上方既有隧道发生向隧道内侧收敛的现象,并距新建隧道轴线越远,收敛现象逐渐减弱。     

热力管线盾构隧道下穿铁路区地表沉降影响研究

盾构隧道下穿既有铁路掘进施工会引起地基变形及轨道不均匀沉降问题,影响隧道施工和铁路安全运营。为研究盾构隧道掘进过程中对地表变形的影响,依托热力管线下穿京铁路线工程开展研究,采用离心机试验模拟了盾构隧道施工过程中对地表变形的影响。研究结果表明,盾构施工对路基的影响主要集中于25 m范围内,超出该范围的影响可忽略不计;盾构施工过程中,下穿铁路前,路基沉降占整个施工过程引起沉降变形的36%左右,下穿后约占64%;以盾构下穿铁路铁线15 m为界,15 m之前,掘进方向左侧路基沉降大于右侧;15 m之后,掘进方向右侧路基变形大于左侧。研究可为相关工程提供科学依据。     

盾构下穿既有隧道对土体及结构变形的影响

近几年随着城市地铁的快速发展,地铁盾构施工不可避免地会下穿既有建(构)筑物,因而会对土体及相邻结构产生影响.依托于南京地铁5号线下关站—建宁路区间段盾构施工项目,采用三维有限元数值分析方法,模拟计算了盾构下穿既有隧道引发的土体和结构变形规律,并讨论盾构与既有结构距离对土体变形及结构的影响.研究结果表明:盾构下穿既有隧道...     

盾构下穿近邻既有隧道稳定性研究

以在建地铁隧道下穿既有工程为研究对象,对既有车行隧道结构变形以及地层土体变形影响情况进行综合分析并提出新建盾构隧道合理的掘进方案。主要研究工作:以广州地铁21号线黄村站—世界大观站盾构区间下穿既有车行隧道案例为依托,利用有限元软件和有限差分软件分别进行数值建模和计算分析,制定左右线新建隧道不同错距的掘进方案,研究左右线新建盾构掘进面错距大小对其下穿既有车行隧道的变形影响,得到合理的施工错距范围。     

盾构近距离下穿矩形顶管隧道施工变形规律研究

呼和浩特地铁2号线盾构隧道下穿海亮广场人行过街通道是全国首个盾构下穿矩形顶管隧道的工程案例,没有相关工程经验可以借鉴,下穿引起的矩形顶管隧道纵向变形等理论问题尚不清楚,有待进一步研究。为此,本文以该工程为背景,通过现场监控量测和数值模拟,对盾构隧道近距离下穿施工引起的矩形顶管隧道纵向变形规律进行研究。主要得到以下成果:新建盾构隧道施工引起的既有矩形顶管隧道结构沉降,单一隧道穿越后,用Peck公式拟合得到的沉降槽曲线符合高斯分布,两条隧道穿越后,用双Peck公式拟合得到的沉降槽曲线接近"W"型;矩形顶管隧道结构最大沉降值为17.02 mm,最大沉降点的位置位于盾构隧道正上方;对矩形顶管隧道管节错台影响最大的部位是盾构下穿位置,距离盾构隧道越近,错台量越大;管节张开主要发生于沉降槽曲线的反弯点与最大沉降点,在"W"型沉降槽曲线中存在多处张开量较大的情况,因此,在新建盾构隧道施工过程中应准确确定既有结构沉降槽曲线的反弯点和极值点,并进行及时加固处理,确保既有矩形顶管隧道结构安全。     

平行盾构开挖离心机模拟试验研究

通过离心模型试验模拟平行盾构隧道近接开挖施工,研究了盾构隧道近接开挖对既有隧道结构内力、管片变形和地表沉降的变化规律。结果表明:1隧道开挖引起地表沉降的大小与开挖的步骤有关,而沉降槽的范围基本不变;2既有隧道靠近新建隧道一侧受拉,这一侧弯矩出现负增量,侧向土压力也有一定的减小,且既有隧道直径水平向变大,而垂向直径基本不受影响;3由于土拱效应,新建隧道已完成开挖部分管片拱顶的土压力随开挖进程先减小后增大;4采用地层结构法可以准确模拟隧道开挖过程的隧道结构力学特性与变形规律。     

盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

城市轨道交通盾构隧道下穿人行通道施工影响规律分析

城市轨道交通建设快速发展,往往对既有的城市市政设施带来了不同程度的影响,针对城市轨道交通盾构隧道下穿人行通道影响进行研究。基于盾构隧道下穿既有的人行通道案例,结合盾构机施工情况、监测数据、检测数据、数值模拟结果,研究盾构隧道穿越过程中人行通道的施工影响规律。研究结果表明:人行通道受盾构隧道下穿的影响规律主要分为三个阶段,即前期沉降、中期隆起、后期沉降,其中前期沉降变形相对较小,中期隆起和后期沉降变形较大,对人行通道结构变形影响显著,施工过程应重点关注这两阶段的施工影响。     

盾构隧道下穿地铁车站结构沉降特性研究

依托某拟建盾构隧道下穿既有地铁车站工程,考虑实际的工程地质水文条件、隧道施工过程中上部车站结构传递到地基上的荷载、盾构施工参数等因素的影响,建立数值计算模型,模拟盾构隧道下穿施工的全过程,对车站下方有无预埋桩基、不同盾构推力、不同形式预埋桩基条件下车站沉降变形规律进行了分析。研究结果表明:设桩时隧道开挖引起车站底板的沉降变形仅为不设桩的12%,预埋桩基具有约束地铁车站沉降变形纵向扩展的作用;既有地铁车站底板的隆起量随盾构推力的增大而增大,沉降量随盾构推力增大而减小;综合考虑预埋桩基长径比、距径比、排布方式等因素的板凳桩更有利于控制盾构隧道施工对既有车站结构沉降变形的影响。     

多重地质构造复杂型隧道盾构下穿既有隧道沉降规律及控制应用

为解决新建多重地质构造复杂型隧道穿越既有隧道的沉降问题,以兰州市金城隧道下穿兰州市北环路九安隧道工程为背景,分析了隧道下穿施工的影响机理和特征,采用MIDAS模拟了工程施工过程,得到了施工过程中各个工序对地表沉降的影响,为施工提供防止变形的措施。研究结果表明,采用盾构法下穿既有隧道时,随着盾构的推进会造成既有隧道出现“先隆后沉”的竖向沉降、“向前-稍向后-再向前”的水平变形以及轻微的环向扭转变形的特征,针对变形和沉降规律提出了相应的注浆加固方法,能够显著提升隧道的稳定性。     

隧道斜交下穿施工引起既有线的沉降变形分析

针对某新建隧道斜交下穿既有高速铁路客运专线隧道,提出预留开挖区内先进行预支护,再进行开挖的施工方案。通过模拟不同工况下既有隧道的沉降变形,并与经验公式法及实测既有隧道沉降变形作比较,研究新建隧道下穿施工对既有隧道同一横断面不同监测位置的影响,结果表明新建隧道采用锚杆加超前小导管进行预支护能将沉降值控制在许可范围内;既有隧道结构横断面上会产生扭转变形,建议对既有隧道进行注浆加固。