基坑开挖引起的旁侧盾构隧道横向受力变化研究

为研究运营盾构隧道附近基坑开挖对隧道管片受力的影响,针对基坑开挖引起旁侧盾构隧道围压变化的机制进行了分析,提出了一种能描述隧道受力-位移-再平衡过程的附加围压重分布模型,并推导出附加围压的计算公式。采用修正惯用法计算相应围压作用下的衬砌内力。根据实际工程做算例分析,研究基坑开挖对盾构隧道围压和内力的影响,并进行影响因素分析。分析结果表明:基坑开挖前隧道围压呈"钟形"分布;当基坑开挖后,隧道两侧的围压减小,基坑开挖侧的围压减小量更多;基坑开挖会使旁侧隧道正负弯矩值和正负剪力值增大,拱顶和拱底的轴力减小;随着基坑侧壁应力释放系数的增大,附加围压和附加弯矩的绝对值都会增加,而弯矩对基坑开挖卸载的响应更为明显;埋深较浅的盾构隧道对旁侧基坑开挖的影响更敏感,埋深较大的隧道,尤其是埋深大于基坑开挖深度的隧道,对旁侧基坑开挖影响的敏感度会明显降低;随着基坑与旁侧隧道净距的增加,基坑开挖对隧道的影响也会减小。

考虑多因素的双线水平平行盾构施工引起地表隆陷研究

对双线水平平行盾构施工引起的三维地表隆陷计算方法进行研究。考虑正面附加推力、盾壳与土体的摩擦力、注浆压力和土体损失的共同作用,基于先、后行隧道地表隆陷的叠加原理和相互影响,求解得到双线盾构施工引起的总的三维地表隆陷,该方法适用于施工阶段。考虑两条隧道轴线间距J和先行、后行隧道开挖面前后距离K改变的影响。结果表明:本文方法预测值与实测值比较吻合;减小K值,地表纵向沉降曲线形状逐渐由阶梯型转变成S型,最大地表沉降量和隆起量均有所增加;增大J值,地表横向沉降曲线形状由V型缓慢转变成W型,最大地表沉降量逐渐减小。

盾构下穿既有地铁隧道环向围压及受力变化

为研究盾构近距离下穿对既有隧道管片环向内力的影响,综合考虑盾构正面附加推力、侧摩阻力、盾尾附加注浆力及土体损失4个因素在水平及竖直方向上产生的附加应力,提出一种既有隧道在附加应力作用下的围压重分布模型,推导了既有隧道环向围压的计算公式,利用修正惯用法计算了相应围压作用下的衬砌内力。结合具体工程案例,研究了盾构下穿前后既有隧道的环向围压、弯矩、轴力及剪力的变化,分析了下穿盾构埋深、盾构掘进位置及研究断面变化对环向围压的影响规律。研究结果表明:盾构下穿会引起既有隧道环向围压、弯矩、剪力和轴力减小;随着盾构埋深增加,既有隧道受到的附加围压及弯矩的影响逐渐减弱,且减小速度逐渐放缓;在穿越过程中,既有隧道受到的影响先增大、后减小,且在隧道上下拱顶位置的附加围压及弯矩变化较大;当既有隧道上的断面逐渐远离穿越中心点时,环向附加围压的分布模式由"竖椭圆分布"逐渐变为"横椭圆分布"。

盾构隧道全过程穿越对下方既有隧道的影响研究

为探究盾构掘进过程中下方既有隧道的受力变化规律,建立盾构上穿计算模型,考虑盾构刀盘附加推力、盾壳侧摩阻力、附加注浆压力和开挖引起的土体损失4个因素产生的附加应力,根据隧道围压重分布三阶段理论计算出既有隧道的实时围压,并采用修正惯用法计算内力。以实际上穿工程案例为基础,分析其在穿越过程中下方隧道的弯矩、轴力以及剪力的变化,并研究不同隧道埋深的影响规律。结果表明:1)隧道周围的水平附加应力主要由盾壳摩擦以及土体损失引起,而竖向附加应力取决于土体损失;2)盾构掘进会造成下方隧道产生“竖椭圆”分布的附加围压,上穿结束后围压和内力均有所减小,弯矩和剪力的减幅较大,轴力的变化较小;3)在新建隧道局部穿越过程中,围压呈现出一个由左至右的平衡过程;4)附加应力随新建隧道埋深的增大而不断增大,同时管片内力有不同程度的减小。

杭州某地铁车站深基坑开挖施工监测分析

以杭州地铁某车站深基坑开挖为工程背景,对该基坑开挖引起的支撑轴力、地表沉降、建筑物沉降以及周边地下管线沉降实测数据进行分析.研究结果表明:基坑开挖初期提高支撑轴力监测频率并加快支撑的布设,是保证基坑安全施工的重要手段;后续支撑的架设会使第一道支撑轴力产生拉力,要防止第一道支撑与围护结构脱开;地表沉降最大点与基坑边有一定距离,沉降曲线多呈盆形;基坑开挖会使邻近建筑物产生不均匀沉降;周边地下管线与地表的沉降大小和测点与基坑的相对位置有关,标准段附近沉降大于端头井段,标准段中部沉降最大,平行于基坑边的管线产生不均匀沉降.