顶管隧道施工对桥梁桩基的影响

文章以昆明4号线菊华站地铁车站过街通道矩形顶管近接高架桥施工为背景,通过数值模拟的方法,分析在采用桩侧土体注浆预加固及超灌触变泥浆两种措施下顶管隧道施工全过程中邻近桥梁桩基的安全性。结果表明:(1)顶管顶进施工对桥梁桩基的受力影响不大;(2)顶进完成后,桥梁桩基将产生指向顶管隧道的横向变形,较近侧桩基产生沿顶进方向的变形,且横向变形大于纵向变形,离顶管越近的桩基变形值也越大;(3)采用桩侧土体预加固结合超灌触变泥浆的方式能有效将桩基在顶管施工的全过程中的受力及变形控制在安全限值之内。     

矩形顶管近接上穿施工对地铁隧道影响研究

依托苏州人民路矩形顶管工程,对矩形顶管施工引起临近地铁隧道变形原因进行了分析,从土体扰动规律及地铁隧道变形机理方面进行了论述,提出了地层损失是地铁隧道不均匀变形的主要原因;依据现有监测方案及监测数据,发现矩形顶管顶进过程中,地铁隧道最大变形区域位于顶管轴线正下方,且离轴线越远其变形越小,拱顶、道床表现为隆起状态,拱腰向始发井方向偏移;利用ABAQUS有限元分析软件,对顶管上穿地铁隧道施工过程进行模拟,发现模拟结果基本符合现场实测结果,验证了现场实测的合理性和所选模型的可靠性。     

浅覆土大断面顶管施工对运营盾构隧道变形影响及控制措施

深圳地铁7号线与2号线的华强北站换乘通道设计为3条顶管,顶管施工需上跨运营地铁盾构隧道。顶管埋深浅、断面大,并且距离运营地铁盾构隧道最小距离仅为0.59m。顶管依次顶进施工,在进行第2条顶管施工时,运营地铁左线隧道隆起变形超过预警值。本文通过对施工过程和地铁隧道隆起变形监测数据的分析,研究隧道隆起变形的关键因素,并结合现场施工场地条件的限制,提出采用施加配重的措施控制隆起,实测结果表明隆起变形控制效果较好,并且对施工进度的影响较小。     

顶管近距离上跨施工对地铁运营区间影响的数值分析

随着城市轨道交通的迅猛发展,顶管近距离穿越既有隧道的情况时有发生,尤其在核心城区,在城市交通疏解及工程造价方面,顶管法施工上跨既有区间有着较大的优势。然而顶管施工必然会引起周围的土体的移动对临近的隧道产生影响,因此应控制穿越过程中的地面隆起,还应控制隧道区间的上浮及变形,避免危及行车安全。以苏州某顶管施工穿越1号线地铁区间为背景,采用ABAQUS三维数值模型,对顶管施工过程的隧道区间变形模拟,结合监测数据,对控制区间变形的措施进行探讨,对类似的工程具有借鉴意义。     

管道顶管法施工对既有盾构隧道的影响分析

依据广州地铁6号线团一大广场~东湖站区间隧道的新河浦涌截污管道的顶管设计、施工和监测资料,采用Midas-GTS进行三维数值模拟分析,动态分析各施工工况对既有地铁隧道的影响。研究表明,随着顶管的推进,既有地铁隧道的变形会越来越大,其中顶管在垂直上方穿越地铁隧道施工时的影响最大,隧道的变形主要是由于上方土体的卸载引起,文章也对地下水位的下降可能会对既有隧道产生影响进行了讨论,旨为今后类似工程的施工提供依据和经验。     

富水粉细砂地层地铁联络通道机械法顶管施工关键技术

以郑州轨道交通12号线龙子湖西站—龙子湖站区间联络通道机械法顶管施工为背景，提出了机械法顶管施工关键技术；施工过程主要包括主隧道特殊管片预拼装、洞门注浆加固、顶管机顶进施工、监控量测等四个阶段。顶管机顶进施工工艺包括关键施工参数的设定、渣土改良技术、姿态与顶进轴线控制、地表沉降控制、止退杆与快速内支撑系统安装、顶进期间同步减阻注浆、顶管机接收、置换与洞门封堵注浆。工程实践表明在富水粉细砂地层地铁联络通道采用机械法顶管施工技术是成功的。相比于传统富水粉细砂地层地铁联络通道采用的冻结法结合矿山法施工，其施工周期较短，机械化程度高，地层无需预加固，工后也无需对地层实施额外的加固。     

富水环境地铁站出入口矩形顶管施工加固方案

矩形顶管广泛应用于城市管线工程,施工过程中土体的加固方案关系着整个工程的施工质量及安全。依托深圳市地铁12号线新安公园站D2出入口顶管工程,分析了矩形顶管工作井、接收井以及区间的加固原则和加固方案,并对加固方案的实施过程进行了数值模拟,得到了地表沉降随顶管掘进深度的变化规律。结果表明,随着顶管掘进深度的增加,顶管隧道上部地表沉降随之逐渐增大,在顶管顶进14节后沉降值总体趋于稳定,最大沉降量为16 mm,符合技术规范的要求,验证了加固方案的合理性,可为类似工程的设计和施工提供参考。     

顶管隧道下穿既有桥梁的影响分析

通过有限元软件建立三维实体模型,对顶管隧道下穿既有桥梁的施工过程进行模拟。文章主要论述顶管隧道施工过程中地面变形规律,分析顶管施工对桥梁的影响,判断顶进过程中,桥梁是否处于安全状态,为顶管隧道施工方案的可行性提供理论依据。     

城区污水管道顶管工作井施工工艺及稳定性分析

顶管法施工作为一种少挖或不开挖的管道埋设施工方法,因其对周边设施的无干扰破坏、土层的适应广等优点,已广泛应用于城市给排水、电缆隧道及公路地铁等隧道施工,而工作井直接承受来自管节推进的反作用力,在顶进过程中难免发生土体沉降、轴线偏移等现象,造成工作井发生失稳。以阳东区某污水管网工程为例,以公式法计算顶管工作井顶推力,预测施工前期工作井受力状况,计算结果符合工程实际状况并满足规范要求,分析结果可指导后续工作井的施工设计。     

浅埋大断面顶管施工引起地基变形规律分析

随着城市地下空间的不断开发利用,顶管法也在我国城市隧道施工中得到广泛应用。本文通过对深圳地铁7号线华强北站浅覆土大断面顶管施工过程中地表变形实际结果的整理分析,结合有限元分析方法,对浅埋条件下大断面顶管顶进施工过程中地表变形的规律进行研究,分析注浆压力等施工参数对地表变形的影响。通过不同影响因素的分析,发现顶管施工中土体损失是引起地表沉降的主要因素,因此实际施工中需要严格控制出土量。结果表明顶管顶进过程中由于土体损失作用,在顶管机掘进面上方地表会出现显著沉降变形,随着顶管进一步推进以及注浆压力的施加,地表沉降会逐渐恢复并出现一定的隆起,随着注浆压力的消散,地表又表现为一定的沉降变形。地表沉降主要集中在顶管施工区域,显著影响范围为2.5倍顶管宽度。     

顶管隧道近距离穿越既有地铁盾构区间设计

结合成都市犀浦镇龙梓万片区电力隧道工程实例,针对顶管隧道施工力学进行了研究,分析了工程设计要点和施工技术控制要领,并对既有地铁盾构区间进行了受力模拟计算和安全性分析,为类似工程积累了一定经验。     

浅覆土盾构隧道上跨既有地铁隧道的影响分析

某市新建地铁4号线工程隧道上跨既有地铁3号线盾构区间隧道,两者结构竖向最小净距为1.42 m,土体较薄,地质较弱。新建地铁隧道在施工过程中不能影响下方地铁区间隧道结构安全和正常营运,施工难度和风险较大。经过理论分析和模拟计算,通过采用地面压载、控制顶进推力、洞内注浆等措施,尽量减弱两者间的相互影响,从而有效保证了盾构隧道结构的稳定及地铁运营列车的安全。     

顶管施工过程穿越下覆既有地铁隧道数值分析

南京江北新区沿天华南路新建污水管采用顶管法施工,顶进路线由既有地铁3号线上方近距离穿过。为了保证地铁隧道安全,利用MIDAS/GTS三维整体建模,通过划分施工段模拟施工过程来预测施工可能引起的隧道变形及地表隆起。根据数值模拟结果,分别从隧道竖向位移、隧道水平位移、隧道管径径向收敛和地表土体位移等方面分析其安全性,并提出相应建议。研究表明:顶管施工过程中,隧道竖向位移主要表现为隆起,下覆隧道竖向位移先后经历了初始隆起、隆起增强和隆起稳定3个阶段,地表竖向位移先后经历了隆起增强、隆起减弱和沉降3个阶段;顶管对隧道水平位移的影响主要集中在通道投影范围内;结论可为类似工程设计施工提供参考。     

盾构区间上方河道箱涵改扩建方案数值模拟对比分析

为了研究河道箱涵改扩建对其下方区间隧道的影响,采用数值分析方法分析了明挖法和顶管法两种方案对区间隧道的影响,根据分析结果推荐采用顶管法方案,对地铁区间和周边环境的影响较小.为确保结构安全、降低运营风险,建议对该段区间隧道的管片配筋进行适当加强,并在管片上增设洞内二次注浆预留孔,对隧道与顶管之间的夹持土层进行预加固;同时要求顶管施工过程中,对地铁区间隧道采取自动化监测,以信息化数据动态指导施工.     

钢管顶进过程中反力结构变形及受力的模拟研究

以沈阳地铁某车站为工程背景,利用FLAC3D建立钢管顶进过程的数值模型,对钢管顶进过程中提供反力的结构进行分析。结果表明:钢管顶进过程中,提供反力的结构最大水平方向位移0.42 mm,且位移影响范围很小,混凝土受力均在允许范围内,满足顶管施工要求。     

软黏土深埋矩形顶管施工地层变形分析

结合上海轨道交通14号线静安寺车站工程，基于颗粒间应变(IGS)小应变刚度本构模型对顶管顶进过程进行了三维数值模拟。通过对比现场实测及既有工程经验，验证了数值模型的有效性。利用数值模拟，分析了软黏土地层中矩形顶管施工地层变形响应。主要结论包括：(1)基于IGS小应变本构模型的数值模拟可以合理反映矩形顶管顶进引起地表沉降特征；(2)顶管施工引起地表沉降形态可以通过高斯曲线表征，随着顶管顶进，沉降槽宽度系数变小；(3)土体深层水平位移呈“S”形分布，在隧道顶部所在深度，土体具有最大的远离隧道的侧向位移和沿顶进方向的水平位移，在隧道底部所在深度，土体具有最大的朝向隧道的侧向位移及沿顶进反方向的水平位移。     

竖向顶管施工对周围环境影响的数值模拟

研究综合管廊内向上顶进的竖向顶管施工对综合管廊及周围土体的影响。建立垂直向上顶进竖向顶管的三维有限元模型,考虑顶进距离、综合管廊埋置深度、土质条件的变化,分析竖向顶管施工对综合管廊及周围土体的受力和变形影响规律。研究结果表明,竖向顶管向上顶进距离越大,周围土体的变形越大,但最大地表沉降小于1mm,综合管廊的最大第一主应力也增大;随着作用在管廊内部找平层上的竖向荷载的增大,管廊最大剪应变减小;管廊埋深越大,土质条件越差,周围土体及综合管廊的受力和变形均越大。向上顶进竖向顶管施工方法对周围环境影响较小,具有较好的施工效益。     

软土地区管幕群顶管施工地面沉降监测与分析

依托上海14号线桂桥路站管幕段实例工程,对管幕群顶管顶进施工过程地面沉降情况进行监测,分析群顶管施工对地面沉降的影响,在此过程中对本工程采用水土分算或合算进行讨论。根据顶进过程实际工况和监测数据,分析管幕群顶管施工影响地面的原因,提出相应控制措施。结果表明:①管幕群顶管施工引起最大地面沉降出现在始发井出加固区区域;②在本工程中采用水土合算计算正面土压力较为符合实际情况;③管幕群顶管施工过程中影响地面变形的因素主要包括前舱压力、顶进速度、洞门止水、管壁摩擦和同步注浆等方面。     

基于ANSYS软件对管幕顶进施工过程的数值分析

港珠澳大桥拱北隧道工程中的大直径远距离曲线钢管顶进技术在国内外均属首次应用,施工过程中地表变形的受力特性与安全性需要进行专项研究。为此,利用有限元软件ANSYS建立三维模型,得到了管幕顶进施工过程中的竖向位移曲线,并以此对比分析了有无邻近建筑物时的顶管过程对地表变形的影响。结果表明:顶管过程中地表整体表现为沉降,其沉降量大小由管幕中心向两边逐渐减小,在横断面上呈现抛物线形状;邻近建筑物在顶管初期会加大地表沉降,但沉降变形仍呈现抛物线形状;是否存在邻近建筑物对最终竖向变形影响不大。     

特大直径污水干管上穿顶进施工对临近既有地铁隧道的影响分析

以上穿既有郑州地铁1号线博学路站—体育中心站区间隧道工程为背景,对上穿区间段特大直径污水干管顶进施工进行了设计,并用MIDAS/GTS数值计算软件进行数值模拟。探讨了特大直径污水干管上穿顶进施工对地铁隧道的影响,并分析了地层的位移变化情况。