基于物质点法的盾构隧道涌水涌砂模拟与应用

为避免有限元方法模拟大变形时遇到网格畸变等限制,采用两相单点物质点法研究隧道涌水涌砂的演化机制及其对周围土体水力-土力学行为的影响规律。经砂土渗漏模型试验验证后,将该方法应用于某工程案例中,并结合监测数据分析地表沉降的发展、土体应力场和孔压场的演化等。在涌水涌砂作用下周围土体位移场可分为流动区、扰动区和静止区3个区域。利用流动区的发展可以揭示隧道涌水涌砂的影响,并将涌水涌砂过程分为初始、快速发展和稳定3个阶段。在初始涌砂阶段及时发现并采取控制,能够最大程度地降低涌水涌砂对周围土体的影响。最后,参数分析结果发现:隧道涌砂位置越高,砂土流失速率越快,在快速发展阶段对地层的影响越大;隧道涌砂位置越低,在稳定涌砂阶段产生的最终流动区面积越大,对土体应力场的影响也越大。

大直径盾构隧道下穿既有地铁隧道影响分析及控制

城市更新建设周期下既有密集区复杂约束下的盾构隧道建设规模不断攀升,大直径盾构隧道下穿既有地铁运营隧道始终是城市路网、地铁更新建设的典型难题,其施工工艺复杂、施工控制要求高,目前普遍缺少准确定量的分析方法以满足施工参数精细化控制要求及周边环境保护目的。依托上海北横通道下穿轨交10号线项目的实际工程,其最近下穿距离仅为7.5m,斜交角度约为76°,首先建立三维精细化数值模型分析了新建大直径盾构隧道施工斜交下穿既有运营地铁区间隧道的影响,通过与实测数据进行了对比分析,表现为较好的一致性;其次根据分析结果、实测数据及现场实际施工参数控制措施等,总结了盾构穿越前、中、后的经验,给出了大直径盾构下穿运营地铁线路施工过程中施工控制措施,可为类似施工提供经验参考。