盾构隧道近距离侧穿桥桩沉降分析

以交通4号线坛子口站—丁公路南站区间盾构近距离侧穿桥桩为研究对象,通过精确计算土压力来模拟施加于盾构掌子面上压力,采取三维有限元对盾构过程进行了分析,模拟了双隧道侧穿顺序对桥桩及地表沉降影响。结果表明：隧道施工先后顺序对桥桩及地表沉降影响均较小,但双隧道同时侧穿引起桥桩沉降增加了45%。施工中先盾构右侧再盾构左侧隧道引起的桥桩最大沉降为1.78 mm,地面最大沉降量为3.77 mm,与模拟结果很接近,均小于设计允许值;数值模拟方法可以为盾构施工提供参考。     

盾构隧道侧穿地下连续墙的轴线控制研究

既有建(构)筑物的存在改变了周围土层的应力场分布,不可避免地会影响到盾构推进的轴线控制.针对上海市地铁7号线白杨路站-龙阳路站区间隧道长距离侧向穿越龙阳路站出入场线地下连续墙的工程特点,通过建立有限元模型分析了土仓压力及同步注浆压力对盾构机受力平衡的影响.通过分析发现,地下连续墙的存在将使盾构机两侧受到不平衡力的作用.最后通过盾构受力平衡分析,该不平衡力可以通过调整盾构左、右两组推力油缸的推力的措施来解决.     

盾构近距离侧穿在建矿山法隧道施工技术及应力影响分析

哈尔滨地铁2号线一期工程博物馆站—工人文化宫站区间施工时,盾构进行左线掘进期间需近距离侧穿右线在建矿山法隧道,通过采取对夹持土层注浆预加固、矿山法隧道内架设井字形型钢支撑、动态调整盾构掘进参数等关键技术,顺利完成了该区间段左、右两线的施工任务,并利用数值模拟和回归分析,得到了不同隧道间距与矿山法隧道结构最大Mises应力的拟合关系式,可供类似工程施工时参考。     

隧道盾构开挖对邻近建筑物的变形影响分析

以南昌市地铁某盾构区间隧道近距离侧穿高层建筑物为依托,采用有限元计算和现场监测相结合的方法,对新建隧道侧穿邻近建筑物过程中所引起邻近建筑物沉降、倾斜以及桩基础变形进行了深入研究,分析了盾构施工扰动对建筑物及基础结构的影响规律。结果表明:盾构施工对建筑物的影响具有滞后效应,并且呈区域性,盾构侧穿建筑物过程中,建筑物测点变形在盾构开挖面到达20 m后达到最大,对建筑物影响范围约为建筑物前后30 m;桩基础变形与距盾构推进面的距离有关,距离盾构推进面越近的基础桩变形越大,而当距盾构推进面超过一定距离时,影响并不明显。该研究数值模拟与现场实测的规律基本一致,表明有限元模拟计算方法预测盾构施工对邻近建筑的影响具有指导意义。     

盾构近距离侧穿建筑物的沉降控制

上海某地铁工程需近距离侧穿紧贴徐家汇天主教堂门前的台阶.根据盾构施工的特点,采取了针对性的保护措施,尤其是使用了MJS工法隔离桩加固和采用大比重的厚浆液这两项措施,对控制沉降起了相当的作用.通过对本工程的沉降分析,获得了相应的施工经验.     

复杂条件盾构近距离侧穿施工风险控制方法研究

为控制盾构隧道在城市复杂环境下近距离侧穿既有建筑物的施工风险,提出了一种施工风险控制方法。方法基于专家建议,采用模糊层次分析法对风险因素进行识别和评价,结合施工过程三维数值模拟得到关键控制指标,进一步形成施工方案和联合应急预案。将该方法实践应用于某盾构隧道近距离侧穿既有变电站工程,有效通过风险因素评价与分析形成了施工方案,并采用试验段施工优化和信息化监控平台等技术实时调整施工参数与控制指标。研究为相近项目提供了设计、施工、风险管理经验和应用参考。     

盾构隧道近距离侧穿高架桥桩基影响分析

盾构隧道下穿既有高架桥,由地层损失引起地表沉降,对桥梁桩基产生不利影响。文中以广州地铁七号线某区间隧道采用盾构法近距离下穿市区主干道路高架段为例,通过有限元数值三维模拟分析盾构法隧道施工穿越高架桥桩引起的桥桩变形。研究表明,盾构隧道近距离侧穿高架桥桩基后,桩基的变形情况与数值模拟结果趋近一致,并均在桥梁产权单位及规范的允许变形范围内,高架桥结构安全,并根据数值模拟及工程实际监测数据,结合国内类似桥梁结构安全保护经验和相关规范的要求,对后续区间盾构隧道侧穿高架桥桩基期间的监测控制值提出了建议。     

盾构隧道近距离侧穿公路高架桥桥桩的风险分析

以某地铁区间盾构隧道近距离侧穿高架桥桥台桩基为例,采用有限元软件建立了计算模型,分析计算了桥桩的位移变化情况,指出计算结果均在高架桥变形控制的允许值内,在不采取辅助加固措施下,通过监测桥梁变形情况,并根据反馈信息及时精准调控盾构参数,盾构隧道可安全侧穿高架桥桥台桩基。     

地铁隧道侧穿临近高层建筑施工工序优化研究

以武汉地铁2号线洪山广场—中南路区间,双洞隧道近距离穿越高层建筑物群为例,采用Plaxis 3D有限元计算软件,模拟地铁双洞隧道矿山法开挖过程。分析隧道穿越建筑物前、侧穿过程以及离开后3个阶段建筑物的沉降、土层应力变化规律。并将不同施工方案引起的邻近高层建筑物结构沉降、应力重分布、塑性区分布以及倾斜情况进行对比分析。模拟结果表明,受隧道与建筑物的交互影响作用,先施工远离建筑物的隧洞施工的方案对邻近建筑影响最小,以此对隧道穿越高层建筑物的施工方案进行优化。     

双线盾构施工对邻近建筑物影响的数值分析

 城市繁华地区盾构隧道施工常需从建筑下方地层穿越,如何确保上部建筑及隧道安全是施工中的难题。以武汉长江双线盾构隧道工程为例,利用有限元程序ABAQUS,对穿越武汉理工大学5层钢筋混凝土框架结构电教楼下方的隧道盾构掘进采用三维数值分析方法进行计算,模拟盾构掘进引起的地层变形和规律以及对隧道上部建筑物的影响。计算预测值与实测值较吻合,分析方法可用于分析和预测盾构掘进引起地层及隧道上部建筑物的变形。     

盾构侧穿邻近古建筑地表长期沉降预测与分析

 结合上海地铁11号线侧穿徐汇天主教堂的实际工程,考虑MJS桩加固及建筑物存在对地表长期沉降的影响,采用数值计算和现场实测相结合的方法,对盾构侧穿邻近古建筑地表长期沉降进行预测和分析。计算结果表明,地表长期沉降随时间逐渐增大最后渐趋稳定,而由于MJS桩加固作用及建筑物的存在,地表长期沉降槽与传统形式有很大差异,表现出明显不对称性。此外,由于MJS桩的保护,有效控制了加固区附近的长期沉降,降低了长期沉降对周围环境的影响。从数值计算结果与现场实测情况来看,两者反映的规律基本一致,可验证数值计算方法的可靠性。基于上述研究成果,讨论MJS桩加固、建筑物、扰动范围以及蠕变参数等变化对地表长期沉降的影响,可为今后类似工程提供借鉴。     

双圆盾构施工对邻近砌体建筑物影响的数值模拟

采用三维MIDAS/GTS软件,考虑建筑物-土体-隧道共同作用,模拟了双圆盾构隧道垂直穿越墙下筏基砌体结构建筑物的工况,研究隧道施工引起的建筑物附加沉降及荷载,考虑隧道水平位置及墙体层数改变的影响。分析结果表明:随着双圆盾构机穿越建筑物,建筑物的沉降量逐渐增大,完全通过以后建筑物沉降趋于稳定并略有回弹;沿隧道掘进方向的建筑物产生短期不均匀沉降,先从零逐渐增大,随后逐渐减小并趋于零;构件第一主应力最大值σ1和墙体最大剪应变均逐渐增大并趋于稳定。随着隧道轴线与建筑物轴线水平距离从零开始增大,建筑物呈现向隧道一侧倾倒的趋势,基础局部倾斜先增大、后减小;在一定范围内,σ1最大值和最大剪应变基本保持不变,超出后逐渐减小,并接近初始值。随着建筑物层数的增加,墙体最大剪应变呈线性增长,对建筑物造成轻微的损害。     

盾构近距离施工的IMC-PID控制模型研究

针对盾构近距离施工中变形控制的特点,以变形控制为目标,采用系统控制论的思想和方法,提出一种基于内模控制的IMC-PID参数整定方法的盾构施工控制方法。分析研究盾构施工控制中正面土压力和盾尾注浆两个关键参数对紧邻隧道变形影响的全过程控制模型APLOC。仿真结果显示,此控制模型具有很好的稳定性和鲁棒性。实际控制效果明显,相邻隧道变形控制在5mm之内。     

盾构隧道施工盘形滚刀推力分布规律研究

 盾构掘进时,刀盘由油缸推压到工作面上,滚刀与岩石之间产生相互作用。为研究各滚刀推力分布规律,分析影响滚刀与岩石相互作用的影响因素,指出掘进过程中滚刀推力分布主要与岩石刚度有关。假设滚刀与岩石弹性点接触,建立刀盘与岩石相互作用的三维弹性支点力学模型并进行了简化,运用有限元方法对其进行分析与比较。研究表明,刀盘上各滚刀的推力分布并不均匀,滚刀布置稀少处的推力较高,面刀推力均比边刀推力高出40%～60%。相同的刀盘形式,滚刀布置方式不同,其推力分布差异较大。最后,运用蒙特卡罗有限元方法,分析岩石刚度变化对滚刀推力分布的影响,岩石越软,滚刀推力分布越均匀;反之,滚刀推力分布的均匀性越差。在硬地层中掘进时,个别推力高的滚刀磨损严重,换刀频繁,影响了施工进度。因此,该部位的滚刀布置值得进一步研究。     

盾构隧道施工过程的有限元分析

盾构隧道开挖过程中周围土体应力重分布以及衬砌结构与土体相互作用,是盾构施工过程中地层扰动的内在原因,是有限元分析的关键因素,本文针对软土地区的特点,利用大型通用有限元软件ABAQUS对盾构隧道施工过程进行了有限元模拟,并通过一实际问题的计算表明本文所用的计算方法是有效可行的     

渗流-应力耦合作用下深埋黏土岩隧道盾构施工特性及其动态行为研究

基于连续介质大变形理论和损伤力学理论,将塑性损伤演化与渗流相互耦合的方法引入到Mohr-Coulomb准则,建立黏土岩弹塑性大变形渗流–应力耦合模型,以ABAQUS软件为平台对其进行二次开发。以比利时黏土岩核废料库工程为背景,在全面分析盾构施工影响围岩稳定性因素的基础上,建立反映施工质量的等代层模型,对不同施工质量时盾构掘进过程中围岩及开挖面的变形、孔隙压力及塑性区的演化规律进行数值模拟。计算结果表明,围岩变形在开挖面附近达到最大值,施工质量对围岩稳定性有明显的影响,施工质量越差,开挖扰动区的范围就越大,并且孔隙压力降低的幅度就越大。研究结果可为软岩隧道设计及施工提供参考。     

盾构法隧道施工引起的土体变形预测

 理论分析表明,不同土质条件下盾构法隧道施工引起的土体移动模型有区别。基于盾构法隧道统一土体移动模型,假定土体不排水,采用N. Loganathan等提出的研究方法,通过对Verriujt计算公式进行修正,推导得到盾构施工过程中由于土体损失引起的土体变形二维解,该方法适用于施工阶段。算例分析表明：所给出方法的计算结果与实测值较吻合,适用于从流塑～坚硬状态的所有黏性土。Loganathan公式只适用于流塑状态的黏性土,当土质较硬时,计算所得到的土体沉降要比实测值小;盾构施工引起的隧道上方土体沉降从地面向下呈非线性增大,在隧道顶部达到最大,离隧道越近,增长越快;隧道周围土体产生向隧道侧的水平位移,从地面向下逐渐增大,在略高于隧道轴线附近达到最大值,再逐渐减小直到0。离隧道越近,土体水平位移越大。     

双洞盾构施工对邻近桩基础的影响研究

隧道开挖不可避免的会影响围岩的变形,从而对周围的既有基础及结构物产生复杂的影响,且多为不利影响。本文针对某市地铁区间盾构的设计及施工方案,运用有限元计算方法,分析了双洞盾构施工情况下,隧道开挖对邻近桩基础的影响规律,得到了桩基位移及内力变化的最不利时刻,进而寻找到在桩基最不利的位移及内力的变化特征,能够为类似的工程设计及施工提供参考。     

深基坑分层开挖对邻近盾构隧道的影响分析

基坑工程的施工经常出现在已建盾构隧道的附近,从而必然使已建隧道产生附加变形。为了研究基坑开挖对邻近已建盾构隧道的影响,通过有限元软件PLAXIS针对某深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响进行了一系列的模拟,土体本构模型采用PLAXIS小应变土体硬化模型。分析表明：基坑开挖将对邻近隧道产生很大的影响,盾构隧道不仅在水平方向会发生较大的位移,而且在竖直方向也会发生一定的沉降且沉降量不能忽视。