顶管法施工对邻近地铁盾构隧道的安全影响研究

无锡某泵站工程采用顶管法施工,顶管近距离跨越运营地铁隧道。为保证运营地铁隧道结构安全,施工前采用有限元分析软件PLAXIS 2D和PLAXIS 3D模拟施工过程,预测了顶管法施工对隧道变形的影响,同时在施工期开展了全过程的安全监测。基于模拟结果和实测数据对比分析,得出以下结论:隧道变形均满足规范中对隧道结构变形的控制要求;数值分析结果与实测结果变形规律基本一致,顶管施工引起下方地铁盾构隧道的竖向变形表现为隧道隆起,水平变形相对较小,隧道收敛表现为横向压缩、竖向拉伸;顶管穿越施工引起下方盾构隧道上浮和轮廓收敛变形,隧道最大变形均发生在顶部,施工过程中应加强对隧道顶部上浮和轮廓收敛的监测工作。顶管法施工上跨地铁运营隧道的影响结果可为类似工程安全控制提供一定参考。

综合管廊盾构小距离上穿既有运营盾构隧道结构变形数值模拟及施工控制

新建线路盾构上穿既有盾构隧道,不可避免地会打破原有地层的平衡,导致土层的变形,进而引起既有盾构隧道的变形,发生隧道管片碎裂、错台、线型偏移、渗漏水等现象,甚者导致列车停运的重大社会影响事故发生等。本文以宁波市鄞州大道-福庆路综合管廊工程为例,采用Midas GTS NX有限元分析软件建立三维数值模型,计算既有运营隧道在上穿施工过程中的变形数值。通过采取精细化的施工控制措施手段,总结了上穿过程施工技术特点,分析了既有运营隧道的变形规律,为相关工程施工积累了经验,提供了可靠的参考依据。

全风化岩层中双线盾构上穿近邻地铁隧道影响分析

依托佛莞城际铁路盾构隧道在全风化花岗岩地层中上穿广州地铁七号线工程,针对全风化花岗岩地层致密、渗透系数小及双层四线叠交穿越复杂地层等特点,通过现场监测与三维动态有限元数值模拟手段,解决实际工程中注浆压力合理取值与既有隧道变形控制这两大难题。其中,通过模拟掘进隧道在不同注浆压力值的工况下,对既有隧道动态上浮变形值和地表沉降值的影响关系,进而确定最佳注浆压力值。同时,由于双层四线叠交穿越工况对既有隧道扰动的影响较大,为避免发生管片错台和开裂等危险,结合工程实际提出控制既有隧道变形的措施。研究结果表明:在全风化地层中注浆压力设为0.5MPa时,能合理控制地表沉降与既有隧道变形;穿越施工对既有地铁隧道竖向变形的影响存在"滞后效应";盾构单线穿越后,既有隧道竖向变形呈现近似单波峰状的正态分布曲线;盾构二次穿越后,曲线形态由近似正态分布曲线向类"M"双波峰形转变,且波峰位置产生约2m的偏移;既有隧道横断面管片最终变形呈"竖鸭蛋"状,其横向椭圆度为1.4‰,竖向椭圆度为0.71‰。针对分析结果,工程中采取合理的压重措施,有效抑制既有隧道的上浮变形,研究成果在隧道穿越类似地层的施工中具有一定的参考价值。

新建隧洞垂直下穿既有地铁结构引起的沉降分析

以新建污水隧洞下穿北京地铁2号线工程为背景,建立三维数值模型研究列车荷载、不同开挖顺序对既有结构沉降的影响以及不同埋深与最大沉降的关系。结果表明:考虑列车荷载后隧洞开挖引起的地铁结构最大沉降1.62 mm,大于不考虑列车荷载引起的最大沉降0.54 mm;先开挖中洞引起的沉降小于先开挖侧洞引起的沉降;各点的最大沉降值与埋深近似符合对数函数关系。最后将现场监测数据与数值计算结果进行了对比,两者沉降规律、变形特点及沉降值基本一致,验证了数值模拟预测的合理性。

连跨箱型隧道紧贴下穿地下建筑施工方案研究

新建地铁隧道紧贴下穿既有地下建筑,施工风险高。针对5#导洞上下台阶分部开挖施工、3#导洞上下台阶分部开挖施工2种方案,文章建立了地下建筑与隧道施工相互作用的三维数值模型,研究了地表沉降、地下建筑和新建隧道的变形与受力。对2种方案数值计算结果进行比较可知,采用5#导洞上下台阶分部开挖施工能更有效控制地下建筑及地表的累计沉降及变形,在保证地下建筑和隧道施工安全的同时,加快了施工进度,经济效果非常明显。

富水砂卵石地层双层衬砌类圆形断面矿山法地铁隧道适应性研究

针对富水砂卵石地层条件下矿山法隧道下穿既有地铁盾构隧道,首先从工期要求与既有工程经验方面进行总体方案设计,明确矿山法隧道近距离下穿既有隧道的优势;随后基于规范要求与富水砂卵石地层特性,提出施工变形控制标准;最后对初期支护+双层衬砌结构型式下的沉降变形、结构内力等进行深入分析,并与常规初期支护+二衬结构型式进行对比分析,明确双层衬砌结构型式的优势。研究结果表明:类圆形断面在减小隧道开挖轮廓与改善结构受力性能等方面具有明显优势,同时本工程双层衬砌构造型式,围岩荷载主要由二次衬砌承担,永久结构(三次衬砌)承担的荷载较小,永久结构在承载力与稳定性,尤其是安全储备方面具有明显的优势。

山城轨道交通隧道下穿铁路施工措施研究

为探讨山城轨道交通隧道下穿铁路施工措施,依托重庆市轨道交通1号线中梁山隧道进口下穿襄渝铁路2号线段,通过理论分析和数值模拟等手段,对下穿段施工方法、施工地表变形、火车荷载对初期支护安全性影响进行研究。主要研究结论如下:1)富水强风化泥岩段隧道施工应做好防水排水系统的设置,适时施作超前支护并尽快封闭断面;2)在下穿段选用三台阶七步法,既可满足沉降限值的要求,又可提高效率、节省成本;3)火车荷载会影响隧道结构的承载能力,在埋深19 m的富水强风化泥岩中施工地铁隧道,初期支护结构安全性仍能满足要求;4)通过现场实测,证明施工沉降控制效果明显,保障了襄渝铁路2号线的运营安全;5)为类似施工采取相应措施控制地表沉降,保护周边铁路及隧道结构的安全提供了一定的理论依据。

暗挖隧道密贴下穿既有线车站施工关键技术

新建隧道近接下穿既有地铁结构施工已经成为城市地铁工程建设中的一种常见情况,由于既有结构沉降控制要求严格,如何有效控制沉降已经成为目前研究的热点问题。以北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间下穿既有5号线东四站为例,介绍了超前注浆加固及止水技术、CRD+千斤顶支护法、辅助深孔注浆及背后回填和补偿注浆技术等暗挖隧道下穿既有车站施工技术,通过对既有5号线东四站结构沉降监测可知,采用上述方法有效地控制了既有结构的变形,确保了隧道施工安全和既有地铁的正常运营。

暗挖隧道下穿既有站沉降控制措施

通过对暗挖隧道下穿既有站采用不同工法及不同加固范围的计算分析比较,并依据地铁站结构变形控制值,来确定暗挖隧道下穿既有站沉降控制措施。结果表明,采用CRD工法开挖,较全断面法及台阶法对控制竖向位移效果显著;隧道掌子面及周边一定范围土体采用深孔注浆加固,可以有效控制既有车站结构及轨道竖向变形,满足既有线结构使用和运营要求。

大断面隧道近接既有线施工变形分析

对大断面隧道近距离穿越既有结构的施工状况进行了统计,并结合现场采集的大量监测数据,对施工动态进行了详细的分析,可为类似的工程提供借鉴。

地铁盾构近距离下穿多座高铁桥梁影响分析

盾构法施工被广泛应用于城市轨道交通建设中,盾构区间隧道不可避免会存在穿越既有桥梁的情况;而穿越既有桥梁时必须要考虑施工过程桥梁墩顶的位移情况,确保桥梁运行安全。以宁波市轨道交通4号线金达路站—钱湖大道站区间下穿杭深线、北环线鄞县特大桥工程为例,利用Plaxis 3D有限元软件对盾构施工过程进行了数值模拟分析,对不同施工工况下桥梁墩顶的变形情况进行了研究,得到了高铁桥梁桥墩横桥向、顺桥向及垂向位移,并对该设计方案进行了技术分析和安全评估。

北京地铁大兴机场线矩形断面大跨度隧道上穿施工时对既有线结构变形的控制

目的:新建地铁线路上穿既有线时,若穿越的地层浅薄,地质松散软弱,则需选择合适的施工方法来有效控制既有线的结构变形,以保证既有线的运营安全。方法:依托北京地铁大兴机场线磁各庄站—草桥站区间矩形断面大跨度隧道上穿既有地铁10号线草桥站—纪家庙站区间盾构隧道工程,研究施工期间对既有线变形的控制。对施工方案进行比选,运用FLAC3D软件模拟施工过程,预测既有线隧道及道床的结构变形,总结施工过程中的既有线结构变形规律,进而确定关键工序的变形控制措施。在实际施工时密切监测既有线结构变形指标,并对实际监测结果和预测结果进行对比分析。结果及结论:通过方案比选,确定了采用PBA法(洞桩逆作法)暗挖上穿施工。制定了管幕、分段分层开挖均衡卸荷、预应力锚索及底板下低压注浆等关键工序的变形控制措施。根据模拟预测结果,既有线隧道结构底部最大上浮值为0.41 mm,顶部最大上浮值为1.72 mm,符合累计最大变形2 mm的控制要求。根据实际监测结果,既有线隧道结构上浮1.32 mm、水平收敛1.00 mm,道床上浮1.20 mm,管片错台-0.04 mm,施工过程中的既有线结构变形零预警,说明既有线变形始终可控。

地铁盾构侧穿既有铁路桥梁技术措施研究

依托地铁盾构侧穿既有铁路桥梁的工程实例,对盾构施工对铁路桥梁的影响进行了分析,介绍了不同规程、规范对铁路桥梁沉降的管理规定,采用三维有限元计算了在有无复合锚杆桩加固条件下盾构穿越铁路桥梁的沉降情况,并提出了控制沉降的技术措施:首先对铁路桥桩周围土体设置复合锚杆桩加固,以加强铁路桥桩周围土体的整体性,并对桥桩起到隔离保护作用;其次在盾构隧道设计上采用加强性管片,并增加施工预留注浆孔;最后应优化施工参数,加强监测和采用科学合理的信息化施工。

地中框架桥在隧道近距离斜跨中的应用研究

随着我国城市化进程的不断加快,城市道路交通拥堵现象日益严重,轨道交通作为一种方便快捷的交通方式很快成为我国大中型城市基础设施建设的重点和亮点。以近距离斜跨八一、向阳隧道的重庆市轨道三号线为依托工程,提出了采用地中框架桥的新型结构形式近距离斜跨既有隧道的工程方案,并将其与直接跨越结构形式进行对比分析。分析结果表明:采用地中框架桥连续斜跨的结构形式,可以有效控制新旧隧道围岩中塑性区的发展,防止其塑性区贯通而造成围岩失稳,同时可大大减小既有隧道衬砌结构的内力,确保新旧隧道运营安全。

长沙地铁富水软弱地层盾构下穿京广铁路风险分析与控制研究

长沙地铁1号线区间盾构下穿京广铁路段穿越富水软弱地层,施工风险高。针对具体地质与环境条件进行风险分析与控制研究,对盾构下穿铁路施工风险进行系统分析,阐述其风险因素及造成的危害,为有效规避下穿京广铁路风险,提出了旋喷桩加固+"横抬纵挑法"的风险控制措施。结合现场施工与监测情况,探讨京广铁路路基沉降的变形规律,对京广铁路的安全进行评价。实践证明,风险控制措施效果良好,可供类似工程参考。

大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线沉降控制关键技术

以某地铁1号线卫星广场站大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线为工程背景,介绍了6导洞的洞桩+洞柱法结合的施工方案.分析总结了下穿过程中的沉降控制关键技术:超前预注浆、注浆抬升、顶升动态沉降控制、初支和二衬背后注浆.监测结果表明:既有线底板最大沉降为8.9mm,变形缝处差异沉降最大值4.5 mm,轨道沉降值最大值为2.8 mm,成功实现了安全下穿既有线.

黄土地区通道上跨既有地铁隧道衬砌受力分析

研究目的:为了解黄土地区暗挖通道近距离上跨既有地铁隧道衬砌的受力特征,以西安地铁3号线太白南路站Ⅲ-C至Ⅱ-B间过街通道上跨既有隧道为依托工程,通过现场实测,对既有地铁隧道初支与二衬间接触压力和二衬混凝土应力进行分析研究。研究结论:(1)既有地铁隧道初期支护与二次衬砌间的接触压力先跨线整体比后跨线小,就单洞而言,迎施工面一侧比远离施工面一侧压力大;(2)左、右线各测点接触压力在上跨施工过程中均表现为增大,且后跨线增大幅度大于先跨线;(3)受上跨通道高程多变影响,先跨线二衬产生向左扭转的趋势,左侧受压、右侧先受拉后受压;(4)后跨线二衬应力基本对称,测点应力整体比先跨线大;(5)本研究成果可为黄土地区类似上跨工程的设计和施工提供参考。

盾构地铁隧道近接施工及旁穿全装配高层壁板居民楼施工技术

介绍了北京地铁10号线麦子店一三元桥站一亮马河站区间（左右线净距离仅为1．7～3m，平行穿越长度为235m）及旁穿12层全装配壁板居民楼（与其基础水平净距离3．7～5m左右，垂直距离为11．7m）的施工总体思路和具体做法。其中首次提出了综合松散系数K的理论计算公式并给出了K的实测方法。在合理使用铰接装置和超挖刀、控制盾构推力、及时复拧管片螺栓等常规措施的基础上提出了盾构曲线段施工的两个新措施：一是考虑到盾构机的惯性，曲线段提前3—5m开始转弯，并提前3～5m结束转弯；二是考虑到曲线段盾构在管片脱出盾尾后产生扭转而非平移，对盾构进行预偏转。

盾构近距离下穿既有地铁隧道沉降控制技术研究

以北京地铁某区间盾构下穿既有隧道工程为背景,运用FLAC3D软件对施工过程进行模拟,结合现场实时监测数据对沉降进行分析,并通过对盾构近距离下穿既有线路的整个施工过程进行调查、研究与分析,提出盾构下穿既有隧道沉降控制的有效技术措施。结果表明:1)设置试验段,根据试验段监测反馈对施工方案进行调整,对穿越段施工有极大的参考意义;2)适当增大推进土压,提升推进速度,可提高沉降控制效果;3)设置聚氨脂隔离环和注入克泥效,在沉降控制中起到了十分积极的作用。

下穿输水隧道对北京地铁五棵松站的影响之数值分析

2条平行暗挖输水隧道从北京地铁五棵松站下方穿过,2条隧道中心间距为9.4 m,隧道毛洞顶部距离车站底板仅3.717 m,属于近接施工问题。为了确保输水隧道施工时,地铁车站结构及轨道的安全,采用三维有限元仿真分析的方法对输水隧道开挖全过程进行模拟。通过对地表位移和车站顶、底板位移随开挖过程变化规律进行计算分析,得出需要对输水隧道扩大段、注浆通道和下穿隧道周围的土体进行注浆加固,才能确保地表和轨道位移不超过规范所规定的限值,并提出为了降低施工过程中,地铁车站两侧因不均匀沉降而产生的扭矩,需要在车站两侧采用对称施工的建议。