南京富水松软地层新建盾构隧道穿越引起的既有隧道工程安全等级划分

为定量评估既有地铁盾构隧道受穿越施工扰动后的结构安全状态与服役性能,采用MIDAS软件建立了新建盾构隧道穿越既有盾构隧道的三维数值模型。通过调整隧道间的竖向净距,对南京地区以富水砂层、软土层为主的松软地层条件下的盾构隧道穿越施工引起的既有隧道的竖向位移响应进行了定量研究,并根据隧道的力学衰减特性分析了既有隧道的安全等级。结果表明:盾构隧道下穿、上跨施工引起沿既有隧道纵向土体的沉降曲线分别呈“W”型、“M”型,相同地层条件下上跨施工引起的既有隧道变形的绝对值比下穿施工小;南京富水砂层、软土层新建隧道穿越引起既有隧道沉降半槽范围分别约为3.5倍与5.0倍隧道外径;结合既有隧道力学性能衰退特征,以隧道纵向差异变形量作为指标将盾构隧道穿越工程划分为微弱影响、一般影响、显著影响、强烈影响等四类;根据数值模拟和历史变形数据,预测了南京地区3个典型的盾构隧道穿越工程施工完成后既有盾构隧道的竖向差异变形量,据此计算了相应的影响等级及其同等级下的竖向变形余量。

明挖区间长距离上跨既有盾构区间风险控制措施研究

查阅了明挖基坑上跨隧道施工工程对策的研究成果,调研了国内部分类似工程的相关设计、施工经验。针对以明挖法施工的南宁地铁5号线广西大学站~广西财经学院(广财区间)地下空间利用工程上跨既有5号线广西大学站~秀灵路站盾构区间工程,研究了明挖基坑的开挖对下方既有盾构区间结构及周边环境的影响,提出了针对本工程实际情况的风险控制措施。利用MIDAS-GTS进行施工过程数值模拟,得到了各施工阶段对既有区间结构、地表沉降的影响及其变化过程。研究结果表明:在南宁地区明挖法基坑长距离上跨既有盾构区间的设计及施工方案是可行的,通过采取坑底加固、分层分块开挖、控制竖向净距等措施,能满足既有隧道的控制变形标准。可为类似工程的设计和施工提供一些指导意义。

北京某地铁换乘站施工前后抗震性能分析

对于单独的地下结构,其在地震波作用下的变形规律已有较多研究成果,但针对既有结构和新建结构进行施工前后的抗震对比分析相对较少。特别是在抗震工况下,判定新建结构对既有结构抗震性能的影响程度,以及换乘节点处具体的应力重分布规律,对优化车站结构的节点设计尤为重要。基于北京19号地铁平安里站为工程背景,利用有限元软件MIDAS分别建立施工前后的三维有限元模型进行时程分析计算。分析结果显示,新建地铁结构的存在改变了整体模型的自振频率,并对整体刚度造成一定程度的削弱,从而对整体的抗震性能产生不利影响。特别是对于换乘节点衔接处,新建结构与既有结构侧墙开洞削弱了结构的刚度,导致结构的横向变形增大,同时也造成较大应力集中。因此,在节点开洞处,需采取必要的加强措施以保证其抗震工况下的安全性能。

既有地下结构位移超限分析

以杭州地区某紧邻地下车站一侧开挖深基坑工程为背景,运用三维数值模拟及实测数据剖析等手段,分析了地下结构位移超过预警控制值的原因及处理措施。研究结果表明:基坑土体开挖卸载为既有地下结构产生位移变形的重要影响因素;基坑支撑刚度的合理设定是控制变形增幅的关键措施;软土地区基坑拆撑、回筑阶段的变形增量不可忽视;围护施工质量是保障基坑及既有地下结构安全的决定性因素。本文工程采用的加强支撑刚度、缩短架撑时间等优化控制措施总体保障了邻近地下结构的运营安全,为对类似工程的设计及施工提供了参考。